IWE - Tema 1.1 Introducción general.pdf

ESOL

CESOL

TEMA 1.1 INTRODUCCIÓN GENERAL A LA TECNOLOGÍA DEL SOLDEO. ASPECTOS GENERALES

IWE – MÓDULO 1

En la elaboración de este texto han colaborado: D. Germán Hernández Riesco D. Juan Vicente Rosell González. Departamento Tecnológico de CESOL D. Santiago Isidro Torres. Departamento Tecnológico de CESOL

Este texto es propiedad integrar de la Asociación Española de Soldadura y Tecnologías de Unión, en adelante CESOL. Queda terminantemente prohibida cualquier reproducción del mismo sin autorización expresa por parte de CESOL.

En la elaboración de este texto han colaborado: D. Germán Hernández Riesco D. Juan Vicente Rosell González. Departamento Tecnológico de CESOL D. Santiago Isidro Torres. Departamento Tecnológico de CESOL

Este texto es propiedad integrar de la Asociación Española de Soldadura y Tecnologías de Unión, en adelante CESOL. Queda terminantemente prohibida cualquier reproducción del mismo sin autorización expresa por parte de CESOL.

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL

ÍNDICE 1.

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL PROCESO DE SOLDEO .................................................. 1

2.

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE SOLDEO ....................................................... 8

2.1. Clasificación según la norma UNE EN ISO 4063: 2011. ..................................................... 8 2.2. Clasificación según la American Welding Society, AWS. ................................................... 9 3.

REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LOS PRINCIPALES PROCESOS DE SOLDEO .................................................................. ............................................................................................................................ ..........................................................14

4.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL PROCESO DE SOLDEO .......................................... .......................................... 27

4.1. Propiedades del Material Base. ................................................................ ......................................................................................... ......................... 29 4.1.1.

Propiedades físicas ............................................................... .................................................................................................... ..................................... 29

4.1.2.

Propiedades mecánicas. ................................................................... ............................................................................................ ......................... 29

4.1.3.

Composición química. ........................................................... ................................................................................................ ..................................... 30

4.1.4.

Efectos producidos por el proceso de soldeo. ........................................................ ........................................................... ... 31

4.2. Tamaño y Complejidad de la Soldadura. ............................................................ .......................................................................... .............. 32 4.3. Lugar de fabricación. ......................................................................................................... 33 4.4. Estimación de costes. .......................................................................................... ........................................................................................................ .............. 35 4.5. Aplicaciones. ........................................................... ...................................................................................................................... ........................................................... 36 4.6. Capacitación de los soldadores. ............................................................... ........................................................................................ ......................... 37 5.

REPRESENTACIÓN Y TIPOS DE UNIONES SOLDADAS .............................................. .............................................. 37

5.1. Tipos de uniones de acuerdo con EN ISO 17659. ............................................................ 38 5.2. Tipos de uniones de acuerdo con AWS A3.0. ................................................................... 39 6.

POSICIONES DE SOLDEO DE LAS UNIONES SOLDADAS .......................................... 42

6.1. Posiciones de soldeo según segú n EN IOS 6947: 2011. .......................................................... ............................................................. ... 43 6.1.1.

Ejemplos de designación. ............................................................................. ........................................................................................... .............. 46

6.2. Posiciones de soldeo según segú n AWS A3.0. ........................................................................... ........................................................................... 46 6.3. Equivalencia entre EN ISO 4063 y AWS A3.0. .............................................................. ................................................................. ... 48 Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE

Revisión 4 –Diciembre 2012

Módulo I. Tema 1.1 Introducción General a la Tecnología del Soldeo. Aspectos generales III


ANEXO A. PROCESOS DE SOLDEO SEGÚN EN ISO 4063 .................................................. 55 ANEXO B. TÉRMINOS Y DEFINICIONES ................................................................................ 60 ANEXO C. CRITERIOS DE SELECCIÓN ................................................................................. 74 BIBLIOGRAFíA .......................................................................................................................... 75


Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE Módulo I. Tema 1.1 Introducción General a la Tecnología del Soldeo. Aspectos generales.

IV


(Informativo)

El soldeo es una tecnología en constante desarrollo, nuevas técnicas se desarrollan día a día para cumplir las necesidades que las nuevas situaciones industriales plantean y para resolver los problemas que se presentan durante los procesos de fabricación. Para un observador profano en la materia, este desarrollo tecnológico se interpreta como una diversidad de técnicas, aparentemente no relacionadas entre sí, cuya aplicación depende en gran parte de la capacidad profesional de los soldadores que las llevan a cabo. La realidad es que la tecnología del soldeo se fundamenta sobre conceptos científicos firmemente establecidos, estos conceptos deben ser comprendidos tanto por los técnicos e ingenieros como los soldadores, si queremos que, entre todos, se pueda responder a las necesidades de la industria moderna. Aunque los metales han sido utilizados durante miles de años, nadie está seguro de como se obtuvo el primer metal útil. Pudo ser a partir de restos de meteoritos o, más probablemente, al calentar inadvertidamente minerales que contenían cobre, obteniéndose una masa de cobre impuro que fácilmente podía conformarse. Independientemente de su origen, la antigüedad del empleo de los metales ha sido confirmada por los descubrimientos de diferentes piezas de bronce. Hachas, puntas de lanza y ornamentos han sido extraídos de antiguos emplazamientos humanos y los arqueólogos han podido demostrar que fueron fabricados y utilizados durante el periodo que se conoce como Edad de Bronce. El empleo que pudieron dar al metal descubierto, estuvo limitado por el hecho de que la tecnología entonces disponible no ofrecía técnicas capaces de producir grandes piezas totalmente de bronce. Esto no fue un gran problema para el caso de hachas o dardos, utensilios a los que pudieron acoplar como mango, por diferentes métodos, un material de buena resiliencia como la madera, pero el problema de conseguir uniones aceptables metal a metal quedó sin resolver. Independientemente del desarrollo de las técnicas de soldeo, la incapacidad de unir pequeñas piezas metálicas entre sí para conseguir otras de mayor tamaño, o más complejas de forma, no fue solucionada definitivamente hasta finales del siglo XIX. Fue la revolución industrial la que incentivó la introducción a escala comercial de las técnicas de remachado, soldeo fuerte y blando, soldeo por fusión, etc. Es muy probable que el hombre desde sus primeros contactos con los metales, el oro y cobre nativos localizados en los placeres, sintiese la necesidad constructiva de unir unas piezas metálicas a otras. No debió resultarle difícil conseguirlo con el oro, pues debido a su ductilidad y a que no forma óxidos superficiales es fácilmente soldable por martilleado a temperatura ambiente. Por esta técnica fueron construidas un grupo de cajas de oro, de aproximadamente 5 cm. de diámetro, datadas del final de la Edad de Bronce (1.300-700 a.C.), que se encuentran depositadas en el Museo Nacional de Dublín. Con la misma técnica y en el mismo período fue empastado un diente, calentando previamente un conjunto de laminillas finas de oro para Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE


Módulo I. Tema 1.1 Introducción General a la Tecnología del Soldeo. Aspectos generales 1


eliminar los gases absorbidos (vapor de agua y oxígeno) y trabajadas y colocadas con posterioridad en el interior del diente. Mayor dificultad debió encontrarse en el soldeo de la plata por percusión, ya que necesita calentarse hasta 500ºC y trabajarla sobre un yunque para conseguir la unión. Los objetos encontrados de plata, soldados por esta técnica, se sitúan en los siglos IV-V a. de C. Con toda seguridad el cobre se resistió a ser unido directamente por martillado, posiblemente incluso en caliente, debido a las características del óxido que cubre su superficie y sus aleaciones se resistieron a esta unión, además por su fragilidad. El soldeo fuerte se utilizó desde tiempos muy tempranos. Consiste éste en la unión de las piezas por medio de una aleación con un punto de fusión inferior al de aquellas. A juzgar por los objetos llegados hasta nosotros los orfebres sumerios del 2.700 a. de C. eran capaces de llevar a cabo esta clase de soldaduras. Parece ser que también los egipcios utilizaron este proceso para unir con plata fundida los tubos de cobre de la tumba de Herpheres. Es sorprendente la técnica y maestría empleada en la construcción de un cuenco etrusco de oro procedente de Proeneste 700 a. de C., de aproximadamente 100 cm. de diámetro y 8 de profundidad y decorado con más de 137.000 esferillas de oro, de hasta 0,1 mm.de diámetro. El soldeo de éstas se consiguió pintando la base de oro con una mezcla de cola de pescado, una sal de cobre y un poco de agua. Los corpúsculos se ordenan mientras la cola está todavía húmeda, se limpian de la mezcla las zonas lisas de la base y se somete la pieza a elevadas temperaturas. Con el calor la sal se descompone y se convierte en óxido de cobre y la cola se carboniza. El carbono reduce al óxido de cobre a cobre, que en contacto con el oro y a temperatura elevada forma rápidamente una aleación oro y cobre que funde a la temperatura de trabajo y produce la unión de las dos superficies. El secreto de esta técnica, utilizada ya por los sumerios, los egipcios de la XII dinastía y, más adelante, por los etruscos, se perdió y tuvo que esperar hasta el año 1933 de nuestra Era para ser redescubierta y, por cierto, patentada en Inglaterra. Probablemente, estas técnicas tan específicas y depuradas fueron practicadas por grupos relativamente reducidos, que desaparecieron con los Imperios. El soldeo del hierro y del acero por forja no tuvo más limitación que la temperatura que es necesario alcanzar, por encima de 1.000ºC, para que adquiera el estado pastoso. Una vez en este estado se ponen en contacto las superficies a unir y se golpean, los golpes expulsan el óxido de la unión y se produce el contacto íntimo de los cristales limpios de ambas caras, que así se entrelazan. Existen evidencias de que el hombre soldó el hierro por forja desde los primeros tiempos de la Edad de Hierro y éste fue uno de los procedimientos que utilizaron los romanos para fabricar sus espadas. Varias piezas cilíndricas y alambres eran entrelazados juntos y después calentados y



2


forjados, a veces se plegaban, de nuevo, sobre sí mismas y se repetía el proceso de forja en caliente. No está claro que las armas fabricadas de esta forma fueran mejores que las hechas por forja directa de un núcleo de hierro dulce y posteriormente cementadas, pero bien pulidas revelaban una estructura que constituía en sí misma un bello adorno, a la vez que la muestra de la maestría del artesano que las había forjado. En la alta Edad Media, los Vikingos también fabricaban sus espadas mediante soldeo por forja de bandas de hierro que previamente eran carburizadas. De esta forma obtenían una distribución más homogénea del carbono que por cementación. En el siglo VII los árabes introdujeron en la fabricación de las espadas la técnica del "damasquinado". A través de Damasco se importaba de la India un tipo de acero moldeado, con posterioridad denominado "wootz", que contenía generalmente un porcentaje medio de carbono muy elevado, en torno a 1,6%. Lingotes pequeños de este acero se transforman en bandas por forja, las cuales experimentaban durante el proceso una descarburación superficial. Con posterioridad, éstas se soldaban por forja a temperatura relativamente baja, del orden de 700ºC, dando como resultado una estructura heterogénea formada por bandas alternadas ricas y pobres en carbono respectivamente, que se comportaba mejor que la obtenida por otras técnicas. Durante la Edad Media también se fabricaron otras armas por soldeo, las armaduras, especialmente las de cadenas y los cañones, o se moldeaban en bronce o se construían soldando numerosas bandas de hierro. La relativa importancia adquirida por el soldeo como técnica de fabricación durante la Edad Media se debió al alto costo del acero y al hecho de que los lingotes de hierro obtenidos eran de tamaño relativamente pequeño. La escasez del material fue disminuyendo y el tamaño de los lingotes en aumento, a medida que en los siglos XII y XIII se introdujo la utilización de la energía hidráulica y en siglo XV se inventó el alto horno. Este perfeccionamiento de las técnicas de fabricación provocó que decayera al final de la Edad Media la importancia relativa del soldeo en la elaboración de los metales. El desarrollo posterior alentó esta tendencia. El soldeo por forja se adapta mal a la unión de los bordes de grandes planchas, además, las piezas a unir debían de tener un tamaño que las permitiera caber en el hogar de la forja y ser manipuladas con relativa facilidad. El remachado y roblonado lo fueron sustituyendo paulatinamente y pasó a ser una parte esencial en el arte del herrero pero dejó de serlo en la tecnología de los metales. No volvió a recuperar el soldeo su importancia hasta que en las postrimerías del siglo XIX y principios del XX se hizo posible el soldeo por fusión, al disponerse industrialmente de fuentes

Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE




caloríficas suficientemente intensas como para producir una fusión localizada de los bordes a unir. De esta forma nace el soldeo oxiacetilénico, por arco eléctrico y por resistencia. El soldeo por llama se desarrolló cuando fue posible el abastecimiento a escala industrial de oxígeno, hidrógeno y acetileno a precios accesibles, se inventaron los sopletes adecuados y se desarrollaron las técnicas de almacenamiento de dichos gases. En el año 1916 el soldeo oxiacetilénico era ya un proceso completamente desarrollado, capaz de producir soldaduras por fusión de calidad en chapas finas de acero, aluminio y cobre desoxidado, existiendo sólo ligeras diferencias con los procesos utilizados en la actualidad. El soldeo por arco con electrodo consumible, el proceso más importante de soldeo por fusión, es mucho más complejo que los otros, por esta razón su desarrollo fue también mucho más lento. El arco eléctrico fue descubierto por Sir Humphrey Davy en 1.801 y presentado en el Royal Institute de Inglaterra en 1.808. El descubrimiento permaneció durante muchos años como una mera curiosidad científica, hasta tal punto que el propio Davy no aplicó el término "arco" al fenómeno hasta veinte años después. Probablemente el primer intento serio para usar el arco eléctrico como fuente calorífica para el soldeo lo realizó A. de Meritens para tratar de unir las placas de plomo de una batería. Conectó las placas al polo positivo de la fuente de corriente y una varilla cilíndrica de carbono al negativo, controlando la distancia entre ellos. El calor liberado, a pesar de las pérdidas, fue suficiente para producir la unión de las placas. En 1.885, N. de Benardos y S. Olszewsky, basándose en los experimentos de DeMeritens, patentaron un proceso de soldeo que emplea electrodos de carbono. El proceso era básicamente el de DeMeritens, a excepción de que en este caso el electrodo de carbono se sostenía por medio de una pinza aislante que facilitaba la operación. Entre los años 1.887 y 1.892, se utilizó de forma limitada este proceso en la fabricación de tanques, muebles metálicos de jardín, tuberías y locomotoras de ferrocarril. No obstante, su aceptación fue muy lenta porque producía uniones duras y frágiles al introducir partículas de carbono en el cordón. En 1.889, N.G. Slavianoff en Rusia y C. Coffin en U.S.A. patentaron dos procesos de soldeo similares, en donde el electrodo de carbono se reemplazaba por una varilla metálica. El arco se establecía entre la pieza y la varilla, ésta se fundía gradualmente y el metal fundido se incorporaba a la unión. Coffin llegó a ser presidente de la General Electric Company. El proceso desarrollado simultáneamente por Slavianoff y Coffin representó un gran paso hacia adelante, el electrodo suministraba no solamente el calor necesario para la fusión sino también el metal necesario para rellenar la unión. A pesar de ello, la aplicación comercial del proceso en los años siguientes fue lenta por no haber disponibles electrodos de suficiente calidad.



4


Los primeros electrodos utilizados fueron alambres desnudos de hierro noruego o sueco que producían soldaduras débiles y frágiles. El arco, a menudo, sobrecalentaba el metal de aportación y se fragilizaba el cordón de soldadura por reacción con el aire. Para evitar estas dificultades se desarrollaron electrodos ligeramente recubiertos con diferentes materiales orgánicos e inorgánicos, no obstante, estos estuvieron dirigidos más a estabilizar el arco que a conseguir la protección y purificación del cordón. No fue hasta 1.912 que Strohmenger patentó en U.S.A. un electrodo fuertemente recubierto, capaz de producir a escala industrial soldaduras con buenas propiedades mecánicas. Estos primeros electrodos recubiertos fueron aceptados lentamente por su costo elevado a causa de que el proceso de recubrimiento suponía operaciones costosas en las que se utilizaban asbestos, alambres finos de aluminio y otros materiales. En estos primeros tiempos, el soldeo por arco se utilizó fundamentalmente en la reparación de piezas desgastadas o dañadas. No fue hasta la Primera Guerra Mundial que empezó a ser aceptada como técnica de unión en la construcción. En la misma etapa, experimentó un gran desarrollo el soldeo por resistencia debido, en gran medida, a que no planteaba problemas metalúrgicos tan graves como el soldeo por arco. En 1.920 ya estaban plenamente establecidos el soldeo por puntos, utilizado para unir chapas finas solapadas, y el soldeo a tope, empleado en la fabricación de los eslabones de cadenas y para la unión de secciones de barras. El desarrollo posterior de este proceso estuvo dirigido al perfeccionamiento de las máquinas para mejorar el control de los tiempos e intensidades y en su automatismo y robotización. En los años posteriores a la primera gran guerra no aumentaron apreciablemente las aplicaciones del soldeo por arco. En 1.919, fueron patentados unos electrodos recubiertos de papel que ofrecían la ventaja de no producir escoria. A partir de 1.930 las aplicaciones del soldeo por arco crecieron rápidamente. En este año se construye en Carolina del Sur un barco mercante totalmente soldado que fue el precursor de los miles de barcos soldados construidos durante la Segunda Guerra Mundial. En la misma época los alemanes construyen los acorazados de bolsillo utilizando el soldeo por arco, tres de los cuales fueron botados entre los años 1.931 y 1.934. Sobre 1.935 se introduce el empleo de la corriente alterna, que frente a las ventajas que ofrecía presentaba el inconveniente de producir un arco inestable, problema que se solucionó desarrollando recubrimientos que se ionizan con mayor facilidad. Fue, también, durante esta década cuando se generalizó el uso del acero inoxidable. Estos materiales eran difíciles de soldar porque el hidrógeno procedente del recubrimiento producía porosidad. Hubieron de ser desarrollados, para tal fin, electrodos con recubrimientos de bajo contenido en hidrógeno. Al principio de los años cuarenta se descubrió que estos electrodos producían soldaduras de muy buena calidad y los recubrimientos de los electrodos de aceros inoxidables se incorporaron a los electrodos de aceros de baja aleación. Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE




Durante la década de los treinta se llevaron a cabo numerosos intentos para mecanizar el soldeo por arco. Los primeros consistieron en utilizar como electrodo una varilla desnuda que se alimentaba continuamente, la protección malamente se conseguía por medio de una fina capa de fundente que se "pintaba" sobre la pieza. En 1.932, se empezó a utilizar como protección un fundente granulado que se depositaba progresivamente por delante del electrodo. El calor del arco fundía y descomponía el fundente produciendo la escoria y atmósfera protectora. El uso del fundente granular y varilla continua como electrodo dio lugar en 1.935 al nacimiento del proceso denominado "arco sumergido", cuyas principales aplicaciones fueron en construcción naval y fabricación de tubería. Ni el soldeo con electrodo revestido ni por arco sumergido fueron procesos útiles para soldar metales muy reactivos como el aluminio y magnesio. La solución vino, al final de los años treinta, con el empleo de los gases inertes como medio de protección. El primer proceso con protección gaseosa empleó un electrodo no consumible de tungsteno y helio como gas de protección, recibió la denominación de TIG (Tungsten Inert Gas). Inicialmente se utilizó corriente continua con el electrodo conectado al polo positivo. No obstante, este sistema producía un sobrecalentamiento del electrodo y transferencia de partículas de tungsteno al cordón. El cambio de polaridad solventó el problema y permitió sin dificultad el soldeo de materiales como los aceros inoxidables. El proceso todavía se mejoró cuando se introdujo el uso de corriente alterna, a la que se superpone una corriente de alta frecuencia y voltaje para mejorar la estabilidad del arco. El TIG, que resolvió el problema del soldeo de los metales muy reactivos, no se reveló útil a la hora de soldar secciones gruesas o aleaciones altamente conductoras del calor. Para salvar este inconveniente, en 1.948, el electrodo de tungsteno se sustituyó por una varilla continua consumible, dando lugar a un nuevo proceso de soldeo por arco que se denominó MIG (Metal Inert Gas). El elevado precio de los gases de protección, argón y helio, hizo que para el soldeo del acero éstos se sustituyeran por una mezcla más económica formada por el gas inerte, oxígeno y anhídrido carbónico, el cual se descompone y reacciona durante la soldadura produciendo arcos más estables y más energéticos. Este nuevo proceso recibió el nombre de MAG (Metal Active Gas) y por su bajo costo fue rápidamente adoptado en la industria del automóvil y en todas aquellas en las que las exigencias de calidad no fueran excesivamente críticas. El soldeo con electrodo revestido no pudo, en principio, ser mecanizado debido a que el electrodo no podía enrollarse en una bobina para ser alimentado continuamente, su recubrimiento se agrietaba y desprendía. El problema se resolvió en 1.958 cuando la Lincoln Electric desarrolló el "alambre tubular". Consiste este electrodo en una varilla metálica hueca en cuyo núcleo se aloja el fundente, que ofrece la ventaja de ser fácilmente enrollable en una bobina y usada en equipos con alimentación automática. Este tipo de electrodo es utilizable con y sin gas de protección, así como en los procesos MIG o MAG. Revisión 4 –Diciembre 2012


6


A partir de los años sesenta los procesos alcanzaron un alto nivel de desarrollo y las investigaciones se dirigieron hacia mayores automatizaciones, robotizaciones y al control de la calidad por medio de los ensayos no destructivos, particularmente ultrasonidos, radiografías, líquidos penetrantes y partículas magnéticas. En los últimos años se han desarrollado procesos de soldeo de alta energía, como son el soldeo por "haz de electrones" y "láser". Aunque estos procesos son capaces de producir soldaduras que antes no eran posibles, sus aplicaciones quedan limitadas a campos específicos. Paralelamente a los avances conseguidos en la tecnología de los procesos de unión se fue profundizando en el conocimiento de los procesos físicos y metalúrgicos implicados en el soldeo. El soldeo por fusión, y especialmente el efectuado por arco eléctrico con electrodo revestido, generó un gran número de problemas metalúrgicos. Sobre el año 1.930 se conocieron los requisitos básicos necesarios en la fabricación del acero para poder obtener con él soldaduras de calidad, en particular la desoxidación, los contenidos bajos de azufre y fósforo y una proporción adecuada de manganeso-azufre. Esta circunstancia fue, indudablemente, uno de los factores que permitió la aplicación del soldeo a la fabricación de grandes estructuras de acero. Durante la Segunda Guerra Mundial se comprobó que el hidrógeno disuelto en el cordón de soldadura era una de las causas de agrietamiento en frío de las uniones soldadas de aceros de baja aleación. Las investigaciones en esta línea, unidas al desarrollo de electrodos de bajo contenido en hidrógeno, hicieron posible el soldeo de estos aceros. Las roturas espectaculares producidas en los barcos soldados durante la Segunda Guerra Mundial, especialmente en la serie Liberty, en donde sobre un total de cerca de 5.000 barcos construidos, 1.289 presentaron roturas importantes y muchos de ellos se rompieron completamente en dos mitades, condujeron a profundas investigaciones sobre la rotura frágil y, aunque el conocimiento de este problema aún no se ha completado, existe, en la actualidad, la suficiente información para su control efectivo. Estas y otras investigaciones constituyen un sólido bloque de conocimientos que dio lugar a la "Metalurgia de la Soldadura", cuyo dominio es hoy imprescindible para todo aquel que se relacione con el desarrollo y uso industrial de los metales y sus aleaciones. En la actualidad, los desarrollos tecnológicos se centran en la aplicación de la microelectrónica y de la informática, para un mejor control del arco y de los parámetros de soldeo. Más que la aparición de nuevos procesos, se está consiguiendo la ampliación del campo de aplicación de los ya existentes a nuevos materiales no metálicos y a aleaciones metálicas hasta ahora difícilmente soldables, sin olvidar la mecanización, automatización, robotización y control de los procesos mediante ensayos no destructivos y registro de los parámetros en tiempo real.





No resulta fácil hacer una clasificación sistemática de todos los procesos de soldeo a causa de que actualmente pasan del centenar y, además, son varios los criterios bajo los cuales pueden ser ordenados: Por tipos de fuente de energía: arco eléctrico, corriente eléctrica, efecto Joule, energía mecánica, energía química, energía radiante, etc. Por los procesos físicos de unión: fusión, en estado sólido, interacción sólido - líquido. Por los medios de protección: fundentes, gases inertes, gases activos, vacío. Se añade a esta multiplicidad de enfoques la dificultad de que ninguna es totalmente definitiva, son muchos los procesos en que se superponen dos o más de estos parámetros. Algunos utilizan dos tipos de energías diferentes, por ejemplo, eléctrica y mecánica, y otros dos tipos de protección, gas y fundente.

2.1.

Clasificación según la norma UNE EN ISO 4063: 2011.

La Norma Internacional UNE EN ISO 4063 - 2011: “Soldeo y técnicas conexas. Nomenclatura de procesos y números de referencia” identifica los procesos de soldeo y sus variantes mediante una codificación numérica que consta de tres dígitos como máximo. El primer dígito indica el grupo principal en el que se clasifica el proceso de soldeo. La norma establece los siguientes grupos principales: 1 Soldeo por arco. 2 Soldeo por resistencia. 3 Soldeo por llama. 4 Soldeo por presión. Grupo principal

5 Soldeo por haz de alta energía. 7Otros procesos de soldeo. 8Corte y resanado. 9 Soldeo fuerte, soldeo blando y cobresoldeo.

Figura 1. Clasificación de los procesos según EN ISO 4063. Grupos principales. Revisión 4 –Diciembre 2012


8


El segundo dígito indica, dentro de cada grupo principal, las distintas familias o procesos. Por ejemplo, dentro del grupo principal 1, se distinguen, entre otras, las siguientes familias: 11 Sin protección gaseosa y electrodo de aporte.

Grupo principal 1 Soldeo por arco

12Soldeo por arco sumergido. 13Protección gaseosa y electrodo de aporte. 14 Protección gaseosa y electrodo no consumible de W. 15 Soldeo por arco plasma

Figura 2. Clasificación de los procesos según EN ISO 4063. Procesos por arco.

Finalmente, un tercer dígito permite diferenciar entre las distintas variantes de una misma familia. Por ejemplo, el grupo 14 representa el proceso TIG, del que posteriormente se distinguen diversas variantes: por ejemplo, 141, para el soldeo TIG “convencional”, 142, para el

soldeo TIG sin material de aporte, 143, para el soldeo TIG con alambre tubular, etc. La codificación de tres dígitos puede completarse con otros símbolos adicionales. La norma establece tres casos concretos: Para los procesos semiautomáticos, se pueden distinguir cuatro tipos de transferencia de masa: cortocircuito, que se designa con la letra D, globular, G, spray, S y pulsado, P. De esta forma se podría designar un proceso como UNE EN ISO 4063 131-D. Para procesos que emplean varios electrodos, se puede añadir un dígito adicional con el número de electrodos. Por ejemplo, UNE EN ISO 4063 121-3, indicaría soldeo por arco sumergido con tres alambres electrodos. Para procesos especiales, de este modo, se distinguen los términos C, alambre frío y H, alambre caliente. Por ejemplo UNE EN ISO 4063 121-H . En el anexo A se proporciona un listado de los procesos definidos en la norma UNE EN ISO 4063: 2011.

2.2.

Clasificación según la American Welding Society, AWS.

La clasificación de los procesos de soldeo aparece recogida en la norma AWS A3.0: 2010. Esta clasificación se realiza en etapas consecutivas utilizando en cada una de ellas diferentes factores definitorios.





En primer lugar, se distinguen dos grandes grupos: procesos de unión y procesos afines (corte y proyección térmica). Los procesos de unión se clasifican en tres grupos atendiendo al método de unión: unión adhesiva, unión mecánica o unión soldada. Posteriormente, las uniones soldadas se clasifican en tres categorías según el proceso de unión: Soldeo por fusión, donde la unión se consigue por la interacción entre el metal base y de aportación, ambos en fase líquida. Soldeo en estado sólido, donde La unión se consigue por interacción entre las partes a unir en estado sólido. No existe fusión de los materiales base. La unión se consigue por un proceso de forja en estado pastoso. Soldeo fuerte y blando, donde la unión se consigue por interacción entre el metal base en fase sólida y el metal de aportación fundido. La diferencia entre soldeo fuerte y blando radica en que en el primero se utilizan materiales de aportación con puntos de fusión superiores a 450º C, mientras en el segundo, éstos son inferiores. La figura 3 muestra la anterior clasificación:

Figura 3. Clasificación de los procesos de unión según AWS A3.0.

Para cada categoría del proceso, se van subdividiendo los procesos aplicando los siguientes criterios de clasificación de forma consecutiva: Tipo de energía, distinguiéndose entre eléctrica, mecánica o química. Fuente de energía, por arco, resistencia, radiación, contacto con llama,… Presencia de esfuerzo mecánico, si existe o no. Revisión 4 –Diciembre 2012


10


Tipo de protección, mediante fundente, vacío, gas, etc. Aplicando los anteriores criterios, se obtienen las clasificaciones que se presentan en la figura 4, figura 5 y figura 6.

Figura 4. Clasificación de los procesos de unión por fusión según AWS A3.0.





Figura 5. Clasificación de los procesos de unión en estado sólido según AWS A3.0.



12


Figura 6. Clasificación de los procesos de unión mediante soldeo blando y fuerte según AWS A3.0.





En este apartado se realiza una representación de los principales procesos de soldeo empleados en la realidad industrial de las empresas. Se busca con ello que el alumno sea capaz de distinguir los distintos procesos y que tenga una primera toma de contacto con los mismos. En consecuencia, la presentación no pretende ser exhaustiva ni precisa.



14


SOLDEO OXIGAS

EQUIPO: Cilindros de Oxígeno y de Gas Combustible, Válvulas, mangueras, manorreductores, sopletes. CARACTERÍSTICAS: CONSUMIBLES: Proceso manual.

Oxígeno

Tasa de deposición: 0,2 a 1 kg/h

Gas combustible

Espesores de soldadura: 0,5 a 3 mm

Varilla

Posiciones: Todas

Fundentes

Tipos de uniones: Todas Dilución: De 2 a 20% APLICACIONES TÍPICAS: Soldeo de tubos de pequeño diámetro y espesor. Soldeo de revestimientos resistentes a la abrasión. VENTAJAS: LIMITACIONES: Bajo coste

Requiere habilidad del soldador

Portátil;

Tasa de deposición baja

No necesita energía eléctrica;

Sobrecalentamiento

Control de la Operación. SEGURIDAD: Riesgo de explosión de los cilindros de gases





SOLDEO CON ELECTRODO REVESTIDOS

EQUIPO: Rectificador, transformador, inversor, cables, pinza portaelectrodos,…

CARACTERÍSTICAS:

CONSUMIBLES:

Proceso manual.

Electrodos de 1 a 6 mm de

Tasa de deposición: 1 a 5 kg/h

Revestimientos de 1 a 5 mm de espesor.

Espesores de soldadura: > 2 mm

Gran variedad de aportaciones, según material base.

Posiciones: Todas. Tipos de uniones: Todas Dilución: De 10 a 30 % Rango de intensidades: 75 a 300 A APLICACIONES TÍPICAS:

Soldeo de la mayoría de los metales y aleaciones utilizadas en calderería, tuberías, estructuras y recubrimientos. VENTAJAS: LIMITACIONES: Bajo costo.

Lento: baja tasa de deposición y necesidad de retirada de la escoria.

Versátil Apto en posiciones de difícil acceso. SEGURIDAD:

Requiere habilidad manual del soldador.

El arco eléctrico emite radiaciones visibles y ultravioletas. Riesgo de sacudidas eléctricas, quemaduras y proyecciones. Gases (atmósfera protectora).



16


SOLDEO POR ARCO SUMERGIDO

EQUIPO: Generador, transformador, rectificador. Silo de fundente – Aspirador. Cabezal de soldeo: formado por panel, alimentación de alambre y alimentación eléctrica. CARACTERÍSTICAS: CONSUMIBLES: Proceso mecanizado o automático.

Alambre.

Tasa de deposición:

Fleje.

- Alambre = 6 a 15 kg/h

Fundente.

- Fleje = 8 a 20 kg/h Espesores de soldadura: > 5 mm Posiciones: Plana y horizontal Tipos de unión: a tope y en ángulo Dilución: - Alambre = 50 a 80% - Fleje = 5 a 20% Rango de intensidades: 350 - 2000 A.





SOLDEO POR ARCO SUMERGIDO - 2 APLICACIONES TÍPICAS: Soldeo de los aceros al carbono y de baja aleación en la fabricación de recipientes a presión, tubos con soldadura y tanques de almacenamiento. Revestimientos resistentes a la abrasión, erosión y corrosión. VENTAJAS: LIMITACIONES: Tasa de deposición elevada.

Requiere ajuste preciso de las piezas.

Buena terminación.

Limitado a las posiciones plana y horizontal.

Soldaduras con buen grado de compacidad.

La tenacidad de la soldadura puede ser baja.

SEGURIDAD: Pocos problemas. El arco está protegido por el fundente.



18


SOLDEO TIG

EQUIPO: Rectificador, generador, transformador, pistola. Cilindros de gases. Equipos de desplazamiento automático. CARACTERÍSTICAS: CONSUMIBLES: Proceso manual, automático.

Varillas

Tasa de deposición: 0,2 a 1,3 kg/h

Gases

Espesores de soldadura: 0,1 a 50 mm

Electrodos de volframio (tungsteno)

Posiciones: Todas Tipos de unión: Todas Dilución: - Con aportación = 2 a 20% - Sin aportación = 100% Rango de intensidad: 10 a 400 A APLICACIONES TÍPICAS: Soldeo de la 1ª pasada de tuberías de aceros aleados, aceros inoxidables y aleaciones de níquel. Soldeo de equipos de Al, Ti y aleaciones de Ni. Soldeo de tubos a placa de los intercambiadores de calor. Soldeo interno de reactores de urea en acero inoxidable y Ti.





SOLDEO TIG - 2 VENTAJAS:

LIMITACIONES:

Produce soldaduras de mejor calidad.

Baja tasa de deposición. Requiere soldadores entrenados.

muy

bien

SEGURIDAD: Emisión intensa de radiación ultra-violeta.



20


SOLDEO MIG/MAG

EQUIPO: Rectificador, generador, transformador, pistola, cilindro de gas, unidad de alimentación de alambre, unidad de desplazamiento (automático). CARACTERÍSTICAS: CONSUMIBLES: Proceso semiautomático automático.

o

Tasa de deposición: 1 a 15 kg/h Espesores de soldadura:

Alambre: - Macizo: 0,5 a 1,6 mm. - Tubular: 2 mm. Gases:

- Cortocircuito 0,5 mm

- Argón.

- Spray 6 mm

- Helio.

Posiciones: Todas

- CO2.

Tipos de uniones: Todas

- Mezclas: Ar + CO2.

Dilución: 10 a 30% Rango de intensidad: 60 a 500 A APLICACIONES TÍPICAS: Soldeo tuberías y partes internas de recipientes a presión. Soldeo de estructuras metálicas.





SOLDEO MIG/MAG - 2 VENTAJAS:

LIMITACIONES:

Alta tasa de deposición. Pocas operaciones de terminación; no necesita retirada de escoria. Bajo contenido de hidrógeno combinado con alta energía. SEGURIDAD:

Limitado a la posición plana, excepto en la transferencia por cortocircuito o por arco pulsado. Riesgo de que ocurra falta de fusión.

Gran emisión de radiación ultra-violeta y proyecciones metálicas.



22


SOLDEO POR ELECTROESCORIA

EQUIPO: Rectificador, generador, transformador, pistola, cilindro de gas, unidad de alimentación de alambre, unidad de desplazamiento (automático). CARACTERÍSTICAS:

CONSUMIBLES:

Proceso automático.

Alambres (1 ó más)

Espesores de soldadura: > 20 mm (técnicamente viable)

Fundente Toberas.

Posiciones: Vertical Tipos de uniones: - A tope - En ángulo Dilución: 50 a 60% Rango de intensidades: 450 a 1500 A APLICACIONES TÍPICAS: Soldeo de uniones longitudinales de reactores de gran espesor de acero al carbono o de acero de baja aleación. VENTAJAS: LIMITACIONES: Ejecución rápida de juntas en chapas gruesas. No necesita preparación de bordes. SEGURIDAD:

Limitada a la posición vertical. Requiere tratamiento térmico de normalización debido al exceso de calor.

Riesgo de derramamiento del metal líquido.





SOLDEO POR ELECTROGAS

EQUIPO: Generador, transformador, rectificador, normalmente CC, pistola de soldeo, cilindros de gas, unidad de alimentación de alambre. Unidad de desplazamiento. CARACTERÍSTICAS:

CONSUMIBLES:

Proceso automático.

Alambres (1 ó más)

Tasa de deposición: 10 kg/h

Gases.

Espesores de soldadura: 10 a 100 mm Posiciones: Vertical Tipos de uniones: A tope En ángulo Dilución: 10 a 30% APLICACIONES TÍPICAS: Soldeo de uniones verticales de tanques de almacenamiento. Soldaduras verticales en unión de bloques en construcción naval. VENTAJAS: LIMITACIONES: Tasa de deposición elevada (en 15 a 20 min. se sueldan las uniones verticales de un tanque).

Limitado a la posición vertical. Baja tenacidad de la soldadura (grano grueso).

Permite la soldadura de chaflán en V. SEGURIDAD: Gran emisión de radiación ultra-violeta y proyecciones metálicas.



24


OXICORTE

EQUIPO: Cilindros de gases. Válvulas y manorreductores. Sopletes. CARACTERÍSTICAS: CONSUMIBLES: Proceso manual o automático.

Oxígeno

Velocidad de corte: 10 a 30 m/h

Gas combustible.

Espesor de corte: 1 a 360 mm Posiciones: Todas APLICACIONES TÍPICAS: Corte y achaflanado de chapas de acero al carbono y de baja aleación. Tubos. VENTAJAS:

LIMITACIONES:

Bajo costo Portátiles.

Limitados a los aceros al carbono y de baja aleación. Distorsiones de la pieza.

SEGURIDAD: Quemado acelerado debido al enriquecimiento de O 2 en la atmósfera.





CORTE CON ARCO-AIRE

EQUIPO: Rectificador, generador, alimentador de aire comprimido. Porta electrodo especial para chorro de aire. CARACTERÍSTICAS: CONSUMIBLES: Proceso manual o automático.

Electrodo de carbón revestido de cobre.

Espesor de corte: hasta 50 mm Posiciones: Todas Rango de intensidades: 80 a 1600 A APLICACIONES TÍPICAS: Resanado de soldaduras a tope en tanques y recipientes a presión de aceros al carbono y aceros de baja aleación. Retirada del revestimiento de acero inoxidable en chapas plaqueadas. VENTAJAS: LIMITACIONES: Corte rápido.

Corte impreciso.

Emplea los mismos equipos de soldeo que con electrodo revestido.

Riesgo de contaminaciones (Cu del electrodo/líquido expulsado por el aire rico en carbono). La operación continuación.

requiere

limpieza

a

SEGURIDAD: Emisión de radiaciones visibles y ultravioleta. Proyecciones a alta temperatura.



26


CORTE CON ARCO PLASMA

EQUIPO: Fuente de energía. Agua de refrigeración. Cilindros de gases. Sopletes. CARACTERÍSTICAS: CONSUMIBLES: Proceso manual o automático.

Nitrógeno

Velocidad de corte: 10 a 450 m/h

Oxígeno.

Espesor de corte: 6 a 150 mm Rango de intensidades: 70 a 1000 A APLICACIONES TÍPICAS: Corte de aceros al carbono, aceros inoxidables y aluminio. VENTAJAS: LIMITACIONES: Corta aceros inoxidables y aluminio SEGURIDAD:

Corte impreciso.

Prevención contra: brillo del arco, salpicaduras, humos.

Hoy en día existe una gran cantidad de técnicas de unión y el problema no es como llevar a cabo las uniones, sino seleccionar la más adecuada para cada tipo de trabajo. Cada proceso tiene sus propios atributos y deben ser valorados diferentes aspectos tales como resistencia, facilidad de fabricación, coste, resistencia a la corrosión y aspecto, antes de tomar la decisión final en función de las aplicaciones específicas de cada producto. Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE




El proyectista de un puente, por ejemplo, deberá tener en cuenta que las uniones estarán sometidas a cargas variables debidas al paso de los vehículos. También pensará en un sistema de unión que sea lo más rápido y fácil posible. El hecho de que algunas uniones tengan que llevarse a cabo en obra puede ser un factor limitativo. Por ello, aunque el soldeo en ángulo y a tope se emplee en gran extensión para la fabricación de vigas, puede especificar que ciertas uniones críticas de obra sean remachadas, con el ánimo de un buen control de calidad y facilidad de trabajo en situaciones difíciles.

Figura 7. Viga soldada en ángulo con uniones del alma remachadas

Por el contrario, el fabricante de vehículos se esforzará en la búsqueda de técnicas de unión que puedan ser introducidas en las líneas de fabricación en serie, en las que se combinen la velocidad con la reproducibilidad y fiabilidad. La selección de un proceso de soldeo requiere un conocimiento previo de todos ellos y de sus características y condicionamientos operativos. Con frecuencia pueden utilizarse varios procesos para un determinado trabajo. El problema radica en seleccionar el más conveniente en función de su operatividad y costo. No obstante, estos dos factores pueden no ser totalmente compatibles y forzar una solución de compromiso. La elección debe de llevarse a cabo teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: El material o materiales a unir y su soldabilidad. Tamaño y complejidad de la soldadura. Aplicaciones. Lugar de fabricación: taller o campo. Estimación de costos. Capacitación de los soldadores.



28


4.1.

Propiedades del Material Base.

La naturaleza, estado de tratamiento y forma de los materiales a ser soldados condicionan la elección del proceso pues éste puede modificar, en función de sus características y de aquellos efectos metalúrgicos y mecánicos que potencialmente pueda llegar a generar, las propiedades físicas y mecánicas del material y su composición química.

4.1.1. Propiedades físicas Generalmente, la soldabilidad es inversamente proporcional a la conductividad eléctrica y térmica del material. Si la conductividad eléctrica es elevada no pueden ser utilizados procesos que aprovechan la resistencia eléctrica del material para generar calor (efecto Joule), por ejemplo, la soldadura por resistencia eléctrica por puntos (RSW). Si la conductividad térmica del material es alta deben de utilizarse precalentamientos más severos y procesos con un aporte energético más elevado. Tiene también una influencia significativa el coeficiente de dilatación térmica. Cuanto mayor es su valor, mayores son las dilataciones y contracciones durante el soldeo y, en función de la rigidez de las partes a unir, mayores serán las tensiones residuales generadas y las deformaciones.

4.1.2. Propiedades mecánicas. Los materiales se agrietan cuando son incapaces de soportar los esfuerzos a que están sometidos. Su capacidad a resistirlos está en función de su ductilidad, y la cuantía de aquellos depende del proceso de soldeo utilizado. Los materiales que poseen durezas elevadas o límites elásticos altos son más difíciles de soldar. La selección de un material se hace en función de las condiciones a las que va a estar sometido en servicio. Si durante la fabricación de la estructura o elemento del que va a formar parte se le somete a un proceso de soldeo, generalmente traumático en si mismo porque supone calentamientos y enfriamientos muy rápidos, puede alterarse considerablemente su microestructura y consecuentemente sus propiedades. Si además, se añade material de aportación, normalmente de composición química diferente al material base, nos encontramos con dos zonas de características muy diferentes a las del material base. Una, la zona del material base que estuvo sometida durante el soldeo a la temperatura necesaria, durante el tiempo suficiente, como para experimentar transformaciones microestructurales, que recibe el nombre de ZONA AFECTADA TERMICAMENTE (ZAT). La otra, el CORDON DE SOLDADURA, constituido por el material de aportación y la porción del material base que se incorpora al baño de fusión y que, salvo que se someta a un tratamiento térmico posterior, posee una estructura bruta de solidificación.





Es fácil entrever que tanto el cordón de soldadura como la ZAT pueden llegar a presentar propiedades tales como dureza, resistencia a la tracción, resiliencia, resistencia a la fluencia, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, etc., diferentes a las del material base. La microestructura de la ZAT depende del tiempo que el material permaneció por encima de la temperatura de transformación y de la velocidad de enfriamiento, la del cordón de soldadura de su velocidad de enfriamiento. Los procesos con rendimientos térmicos bajos, como es la soldadura oxiacetilénica, necesitan tiempos de soIdeo prolongados, que producen zonas afectadas térmicamente de considerable anchura y tiempos elevados de permanencia a temperaturas por encima de la de transformación. La velocidad de enfriamiento depende en gran medida del proceso usado. En general, los procesos que aportan una gran cantidad de energía dan lugar a velocidades de enfriamiento lentas. Así, las velocidades más lentas de enfriamiento se consiguen en las soldaduras por electroescoria y oxiacetilénica. El arco sumergido produce velocidades de enfriamiento intermedias entre estos y los procesos por arco con electrodos revestidos y con gas. Las velocidades de enfriamiento más elevadas se obtienen en las soldaduras por haz de electrones y láser, procesos que producen volúmenes de metal fundido pequeños comparados relativamente con la superficie de las caras a ser unidas.

4.1.3. Composición química. Las temperaturas de liquidus, solidus y la separación entre ambas dependen de la composición química y son un factor más a considerar. Si el intervalo de solidificación (la región sólido-líquido del diagrama de fases) es grande, el tiempo de solidificación se prolonga, permitiendo la segregación de los elementos de aIeación e impurezas y dando lugar a que la última porción de líquido en solidificar lo haga a temperatura relativamente baja. Esta circunstancia conduce a que exista todavía una parte del cordón de soldadura en fase liquida cuando las tensiones debidas a la contracción térmica de las partes a unir sean ya considerables, pudiendo llegar a producirse una separación de éstas y originarse un agrietamiento. En estos casos debe optarse por un proceso de soldeo sin fusión o tratar de conseguir velocidades de solidificación elevadas. Algunas aleaciones contienen componentes de bajo punto de fusión que pueden llegar a evaporarse a las temperaturas que es necesario alcanzar para fundir el material base. Por ejemplo, durante el soldeo de los latones la vaporización de cinc puede dar lugar a la aparición de porosidad, además de producir vapores tóxicos. Cuando las aleaciones de cobre poseen elementos volátiles como el cinc, cadmio y fósforo los problemas pueden reducirse usando procesos con velocidades elevadas de soldeo y materiales de aportación con bajo contenido en estos elementos. En otras ocasiones, se acude a procedimientos que no producen la fusión del material base, como el soldeo fuerte.



30


Los metales altamente reactivos, como el titanio, aluminio y circonio son difíciles de soldar, pues producen óxidos refractarios que llegan a interrumpir el proceso de soldeo. En éstos debe optarse por procesos que utilicen como protección del baño una atmósfera inerte para evitar su oxidación. Además, estos procesos ofrecen la ventaja de no utilizar fundentes cuyos residuos pudieran dar lugar a fuentes potenciales de corrosión.

4.1.4. Efectos producidos por el proceso de soldeo. La mayoría de los procesos de unión requieren, en mayor o menor cuantía, el calentamiento del material base, siendo más elevado en aquellos que requieren la fusión de los mismos. Esta circunstancia puede llegar a introducir cualquiera de los siguientes efectos: Tensiones residuales: Fundamentalmente se generan por la contracción del metal líquido durante su solidificación y posterior enfriamiento. Pueden afectar a la geometría de la pieza y llegar a producir su agrietamiento. Crecimiento de grano y/o recristalización en la ZAT. Modificaciones estructurales en la ZAT, motivadas por las transformaciones de las fases presentes. Disolución y precipitación de partículas, o un aumento del tamaño de las ya precipitadas, produciéndose cambios en el tamaño, morfología y distribución del precipitado. Disolución de gases, que pueden dar lugar a porosidad, compuestos químicos y fragilidad, según los casos. Fusión parcial localizada en los límites de grano , que provoca la fragilidad en caliente. Todos estos efectos están íntimamente relacionados con el proceso utilizado en función de las características de la fuente térmica y del sistema de protección del baño empleado. Los procesos que producen grandes cantidades de metal fundido inducen a la implantación de tensiones residuales mayores, mientras que aquellos que poseen un rendimiento térmico pequeño y necesitan tiempos de soldeo relativamente largos pueden provocar el crecimiento de grano y la modificación de los precipitados presentes. La contaminación atmosférica del metal fundido puede reducir considerablemente las propiedades de la soldadura. El agua procedente de la humedad ambiente se descompone en hidrógeno y oxígeno en el arco. El hidrógeno produce fragilidad en los aceros y aleaciones de titanio, y porosidad en las aleaciones de aluminio y cobre. El oxigeno y nitrógeno producen efectos perniciosos en la mayoría de las aleaciones industriales dando lugar a porosidad e inclusiones de óxidos y nitruros. En los aceros inoxidables el nitrógeno favorece la formación de austenita, eliminando la ferrita delta que previene el riesgo de agrietamiento en caliente.





La pureza del metal depositado depende del proceso de soldeo utilizado. Los cordones más limpios se obtienen en el soldeo por haz de electrones por llevarse a cabo en vacío. No obstante, la gran mayoría de los procesos por fusión utilizan como medios de protección gases o fundentes. El soldeo por arco con gas y arco-plasma utilizan helio y argón como gases inertes protectores. Cuando estos gases están en buenas condiciones aíslan perfectamente el metal fundido. En el soldeo con gas de los aceros se utilizan gases reactivos, que contienen entre 1% y 5% de oxigeno y hasta 25% de dióxido de carbono para mejorar la transferencia del metal de aportación, estabilizar el arco y abaratar costos. Los metales de aportación usados en este caso deben contener elementos desoxidantes (aluminio, titanio o circonio) para prevenir la porosidad y la oxidación de los elementos de aleación presentes en el metal fundido. Los procesos por arco con electrodos revestidos, arco sumergido, electroescoria e hilo tubular, utilizan fundentes como agentes protectores. Son sustancias complejas que se descomponen y se funden durante el soldeo produciendo una atmósfera gaseosa sobre el baño fundido y una escoria líquida cuya densidad y punto de fusión son inferiores al metal líquido para permitir que flote y permanezca líquida mientras el metal solidifica, protegiéndolo una vez se ha disipado la atmósfera protectora creada. Además, la escoria líquida reacciona con el metal fundido modificando sus contenidos de oxígeno, nitrógeno, azufre, manganeso y otros elementos de aleación. Los procesos que utilizan fundentes como elementos protectores necesitan que entre pasada y pasada, y durante el soldeo, se extraiga la escoria solidificada para que ésta no quede atrapada entre cordones y disminuya las características de la unión soldada.

4.2.

Tamaño y Complejidad de la Soldadura.

Otro aspecto importante a tener en cuenta, a la hora de la elección del proceso, es el tamaño y complejidad de la soldadura a ejecutar. Son factores a considerar el espesor de las chapas o piezas a unir, la posición en que se ha de llevar a cabo la ejecución de la soldadura, la longitud del cordón y la preparación de los bordes de la unión. La unión de piezas de espesores elevados aconseja la utilización de procesos con alto aporte de energía y gran penetración, tales como arco sumergido, electroescoria o la soldadura por termita. Inversamente, para espesores finos deben emplearse procesos con aporte de energía bajo y fácilmente regulable, como son el de por arco con electrodo de volframio y el arco plasma. La posición de la soldadura afecta severamente la selección del proceso. Por ejemplo, la soldadura bajo techo no puede efectuarse con procesos que produzcan grandes volúmenes de metal fundido, como son arco sumergido y electroescoria, limitados por sus propios condicionamientos a las posiciones plana o vertical, respectivamente, ni arco con electrodo revestido empleando electrodos que no han sido diseñados para esta posición. Otros procesos, Revisión 4 –Diciembre 2012


32


como la soldadura por fricción, exigen que al menos una de las partes a ser unidas pueda ser sometida a rotación. Cuando tienen que fabricarse grandes series y las condiciones de las soldaduras lo permiten, debe de optarse por procesos que permitan la automatización y robotización a fin de abaratar costos.

4.3.

Lugar de fabricación.

No todos los procesos de soldeo tienen la misma versatilidad, algunos pueden ser empleados en casi todos los lugares y medios ambientes, mientras el uso de otros está limitado porque requieren instalaciones y equipos complejos. La selección para una localización determinada viene condicionada por factores como: medio ambiente, movilidad de los equipos, disponibilidad de energía eléctrica, agua, aire, otros gases, etc. El soldeo por arco con electrodo revestido es el más simple y versátil de todos los procesos. El equipo necesario se reduce a una fuente de energía eléctrica, que puede ser un generador autónomo, los cables y la pinza. Este proceso se utiliza ampliamente en fabricación y reparaciones, indistintamente, en el taller y en el campo. El arco sumergido se ha empleado como complemento del electrodo revestido, tanto en el taller como el campo, en aquellos trabajos que permitan la mecanización y automatización del proceso. El soldeo por arco con gas utiliza alambre continuo en bobina que supone, al menos, una semiautomatización del proceso. Aunque el equipo es algo más complejo que el de electrodo revestido, es también transportable con relativa facilidad. Últimamente, el soldeo por arco con electrodo de volframio se ha desarrollado como un proceso complementario al de electrodo revestido, especialmente para uniones de aluminio, magnesio, titanio y otros metales refractarios y para aquellas soldaduras que requieren una elevada calidad. La utilización del soldeo por resistencia está limitada a la fábrica, debido a la energía eléctrica necesaria y las características de los equipos. El soldeo por electroescoria se aplica sólo a uniones a tope, en posición ver tical o próxima a ésta, y a chapas a partir de espesores relativamente gruesos. El equipo necesario y las instalaciones limitan a este proceso a ser utilizado en taller, aunque se han llevado a cabo soldaduras en el campo para la fabricación de grandes tanques de almacenamiento.





El soldeo blando y fuerte, en su aplicación manual, emplea equipos sencillos y fácilmente transportables que permite su aplicación en cualquier lugar. Los equipos utilizados en los procesos de haz de electrones y por rayo láser, limitan su utilización a localizaciones fijas, lo mismo que sucede con aquellos empleados en la soldadura por chisporroteo, fricción y difusión. Existen cuatro métodos de aplicación de los procesos de soldeo, para lo que hay que tener en cuenta si las funciones principales (mantenimiento del arco, alimentación del metal de aporte, desplazamiento del arco y seguimiento de la unión) las efectúa un operario o una máquina. Estos cuatro métodos son. Manual. El operario controla todas las funciones. Semiautomático. La máquina mantiene el arco y alimenta el metal de aporte; el operario controla el desplazamiento y la longitud del arco. Mecanizado. La máquina mantiene el arco, alimenta el metal de aporte y controla la velocidad de desplazamiento; el operario dirige el arco y normalmente controla la operación. Automático. La máquina tiene el control total del proceso. El operador, normalmente, sólo carga y descarga la máquina y establece el inicio del ciclo de soldeo. La tabla 1 indica los posibles métodos de aplicación de los procedimientos de soldeo por fusión más utilizados. Por ejemplo, el soldeo con electrodos revestidos se considera generalmente como un procedimiento manual, pero puede mecanizarse o automatizarse mediante el empleo de alimentadores por gravedad. El soldeo por arco protegido por gas y con alambres tubulares se efectúa, por lo general, de forma semiautomática, no pueden aplicarse de forma manual, pero sí pueden emplearse de forma mecanizada o automática. Los procedimientos de soldeo por arco sumergido, rayos láser y haz de electrones se utilizan, normalmente, de forma mecanizada pero pueden también emplearse de forma totalmente automática.



34

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 1. Métodos de aplicación de algunos procesos de soldeo.

PROCESO DE SOLDEO

MÉTODO DE APLICACIÓN Manual

Semiautomático

Mecanizado

Automático

311 - OFW

Más usual

No utilizado

Poco usado

Poco usado

111 - SMAW

Más usual

No utilizado

No utilizado

Casos especiales

141 - GTAW y 151 PAW

Más usual

Posible, pero raro

Utilizado

Utilizado

121 - SAW

Imposible

Poco usado

Más usual

Usual

131/135 - GMAW y 136/137 - FCAW

Imposible

Más usual

Utilizado

Usual

51 - EBW

Imposible

Imposible

Más usual

Utilizado

52 - LBW

Imposible

Imposible

Más usual

Utilizado

4.4.

Estimación de costes.

En el uso industrial, cada proceso tiene un área de aplicación donde ofrece ventajas económicas, pero las áreas son amplias y presentan solapamientos considerables sobre todo en los procesos por arco eléctrico y electrodo consumible. Muchos fabricantes disponen de varios procesos de soldeo. Es importante la elección adecuada para cada aplicación a fin de obtener el mínimo costo. La importancia relativa de la selección de un proceso, como un factor del coste total, se entiende fácilmente cuando se evalúa unido a otros factores: mano de obra, materiales consumibles, coste del equipo, velocidades de deposición, tiempo real de soldeo, calidad de la soldadura, gastos generales, etc. El proceso es un medio para conseguir un fin y representa una variable en el coste total, ya que varios procesos pueden conducir al mismo resultado. El coste está íntimamente relacionado con el tipo, cantidad y calidad del producto. Se pueden obtener grandes producciones con costes muy bajos en ciertos procesos de soldeo por resistencia automatizados, pero los equipos son caros y exigen una gran inversión. Podrían obtenerse resultados económicos finales parecidos con costes más elevados por soldadura y menor inversión. Esta circunstancia enfatiza el hecho de que el proceso representa una variable importante en la determinación del coste total de las operaciones de soldeo.





4.5.

Aplicaciones.

La elección del proceso de soldeo depende, en gran medida, del tipo de trabajo a realizar. Existe un conjunto de códigos y normas que delimitan los diferentes campos y condiciones de aplicación de los distintos procesos. Para la construcción de estructuras, edificios y puentes, suelen utilizarse generalmente los procesos con electrodo revestido, arco sumergido y con gas. En la construcción en fábrica de recipientes a presión, tanques de almacenamiento y tuberías, que suponen un gran porcentaje del campo de aplicación de la soldadura, cuyo destino son las industrias del petróleo, petroquímica, química y producción de energía, la elección del proceso viene delimitada por el diseño, costes y los códigos y normas que rigen la fabricación. En el campo, los procesos utilizados más frecuentemente son con electrodo revestido y con electrodo de volframio, con aplicaciones limitadas del arco sumergido y con gas. En la construcción naval el proceso más utilizado es el de electrodo revestido aunque crecen progresivamente las aplicaciones del arco sumergido y con gas. En algunos casos específicos también se utiliza el de electroescoria. La industria aeronáutica y aerospacial utiliza fundamentalmente el soldeo por arco con electrodo de volframio, debido a los materiales empleados, producción y los requerimientos de calidad exigidos. En las industrias del automóvil y ferrocarril se usan todos los procesos de soldeo a causa de los muchos tipos de materiales y las múltiples aplicaciones a que se destinan. En las cadenas de montaje de automóviles se emplea básicamente el soldeo por resistencia y en la industria del ferrocarril los procesos con electrodo revestido, con gas y arco sumergido. En el tendido de las vías férreas se emplea específicamente el soldeo por termita.



36

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 2. Aplicaciones de los procedimientos de soldeo por fusión más utilizados

PROCEDIMIENTO

APLICACIONES

Chapas finas, chapas y tuberías de aceros al carbono y de baja Soldeo por gas (311 - OFW) aleación. Fundiciones de hierro. Aleaciones de cobre, níquel, aluminio o zinc. Tanques de almacenamiento, barcos, estructuras de edificios, Soldeo con electrodos puentes, maquinaria, tuberías y recipientes a presión revestidos (111 - SMAW) y fabricados con aceros al carbono y de baja aleación, aceros de con alambres tubulares alta resistencia, aceros inoxidables y aleaciones resistentes al (136/137 - FCAW) calor. Soldeo por arco protegido con gas (131/135 - GMAW) Soldeo por arco sumergido (121 - SAW) Soldeo por arco protegido con gas con electrodo de volframio (141 - GTAW) y soldeo por plasma (151 PAW)

Las mismas que el procedimiento anterior, además de aleaciones de cobre, aluminio, titanio y materiales refractarios. Secciones gruesas de aceros al carbono, aceros de baja aleación y aceros inoxidables.

Prácticamente todos los metales y aleaciones de sección delgada y donde se precisa una soldadura de elevada calidad.

Prácticamente todos los metales y aleaciones, soldaduras Soldeo por haz de electrones estrechas y profundas en secciones gruesas, soldadura de (51 - EBW) y por rayo láser láminas finas y donde se precise un buen control. Se emplean (52 - LBW) en la industria del automóvil, aeroespacial, electrónica y productos de consumo.

4.6.

Capacitación de los soldadores.

Otro factor a valorar en la selección es el nivel de capacitación de los soldadores disponibles en cada uno de los procesos a utilizar. Muchas de las aplicaciones han de efectuarse de acuerdo con las normas y códigos específicos que exigen la cualificación de los soldadores u operadores de máquinas de soldeo. En el anexo C, se presentan unas tablas resumen sobre la adecuación de los principales procesos de soldeo para determinadas aplicaciones.

Los diferentes tipos de uniones que pueden presentarse en el soldeo de estructuras aparecen recogidos en la Norma Europea EN ISO 17659: “Soldeo. Relación multilingüe de términos con Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE



ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL ilustraciones para uniones soldadas” , y en la norma Americana AWS A3.0: “Standard Welding

Terms and Definitions” .

5.1.

Tipos de uniones de acuerdo con EN ISO 17659.

La norma EN ISO 17659 establece los tipos de uniones que se presentan en la figura 8. En dicha norma se estable igualmente el vocabulario básico sobre cada uno de los elementos que configura la unión, como puede ser, la abertura de la raíz, ángulo de chaflán, etc. Desde el punto de vista técnico, la norma no es exhaustiva, existiendo otras muchas configuraciones posibles que no están definidas por la norma.

Figura 8. Tipos de uniones según EN ISO 17659.



38


Figura 8. Tipos de uniones según EN ISO 17659. (Continuación).

5.2.

Tipos de uniones de acuerdo con AWS A3.0.

La norma AWS A3.0 realiza una clasificación distinta. Básicamente establece 5 tipos de unión que son aplicables a distintos tipos de soldadura y que aparecen representados en la figura 9 , para posteriormente definir diferentes tipos de soldaduras según los detalles geométricos específicos. A modo de ejemplo, la figura 10 establece los tipos de soldaduras para uniones con bordes levantados, Flange Joints, y la figura 11 establece ejemplos específicos de uniones a tope con bisel doble, Double-Groove Welds.





Figura 9. Tipos de uniones según AWS A3.0.



40


Figura 10. Ejemplos de uniones con bordes curvos, flanged joints.





Figura 11. Ejemplos de uniones a tope con doble bisel, double groove welds.

Uno de los aspectos principales que se debe tener en consideración en la ejecución del soldeo es la posición de soldeo que se esté empleando. Las posiciones de soldeo aparecen descritas en diversos documentos normativos: Norma EN ISO 6947: 2011. “Soldaduras. Posiciones de trabajo. Definición de los ángulos de pendiente y de rotación”. Norma AWS A3.0: 2010. “Standard Welding Terms and Definitions”.



42


Al tratar las posiciones de soldeo conviene aclarar que las normas distinguen entre posiciones de producción y posiciones de ensayo. Este matiz es importante, porque para la realización de ensayos, por ejemplo de cualificación de soldadores o procedimientos, la pieza debe estar situada en una posición con unos ángulos definidos. Sin embargo, en producción se permiten ciertas variaciones o rangos en dichos ángulos.

6.1.

Posiciones de soldeo según EN IOS 6947: 2011.

Para la definición de las posiciones de soldeo se emplean el concepto de “Posición principal de soldeo”. La norma define diversas posiciones principales de soldeo en función de cómo se orienta la pistola o el electrodo respecto a la pieza. La figura 12 muestra las posiciones principales, PA, PB, PC, PD, PE, PF y PG, así como algunos ejemplos típicos en dichas posiciones. Estas posiciones son de aplicación tanto a chapas como a tuberías. Igualmente, es importante destacar que las posiciones PB y PD son exclusivas de uniones en ángulo y no tienen aplicación en uniones a tope.

Figura 12. Posiciones principales de soldeo y ejemplos.

Además de las anteriores, existen otras posiciones principales de soldeo que son de aplicación exclusivamente a tuberías y que son las posiciones PH (soldeo de tubos en ascendente), PJ (soldeo de tubos en descendente) y PK (soldeo orbital de tubos). La figura 13 muestra algunos ejemplos de estas posiciones de soldeo.





Figura 13. Posiciones principales de soldeo y ejemplos.

Obviamente, la posición real de una soldadura no tiene por qué coincidir con una posición principal de soldadura, sino que puede adoptar una posición intermedia, por ejemplo una soldadura ligeramente inclinada respecto al plano horizontal. En estas condiciones es necesario definir que “rango” de variación puede admitirse para asignar la soldadura con una posición determinada. Para ello se definen tres conceptos que son la “pendiente”, S, que es el ángulo del eje de soldadura con respecto a la posición se soldeo principal, y la “rotación”, R , que es el ángulo de la cara de soldadura con respecto a la posición de soldeo principal, y el “ángulo de inclinación” , L, que sólo es aplicable a tuberías y es el ángulo que forma el eje de la tubería con respecto al plano horizontal. La figura 14 muestra una representación de la posición principal de soldeo PA y la figura 15 muestra los conceptos de pendiente y de rotación para dicha posición principal.

Figura 14. Posición de soldeo principal, PA.



44


Figura 15. Ángulo de pendiente, S, y de rotación, R.

Las diferentes posiciones de soldeo en producción se definen asignando una variación máxima a la pendiente, la rotación y al ángulo de inclinación, por ejemplo, la posición en mesa se define como aquella posición en la que el ángulo de pendiente es inferior a 15º y el ángulo de rotación es inferior a 30º, medidos ambos respecto de la posición principal PA, tal y como se muestra en la tabla 3.De esta manera se obtienen las posiciones de soldeo definidas en la tabla 3, para uniones a tope, y en la nota: es importante llamar la atención sobre el hecho de que la pendiente y la inclinación se miden respecto de la posición principal que se esté definiendo y no respecto del plano horizontal, como pudiera malinterpretarse. finalmente, el ángulo de inclinación, l, sólo tendría aplicación en el caso de tuberías, ya que como se ha mencionado, dicho ángulo sería el que forma el eje de la tubería con el plano horizontal. tabla 4 para uniones en ángulo.

Tabla 3. Rangos de pendiente y rotación de soldaduras a tope.

Posición de soldeo

Posición principal de soldeo

Pendiente S

Rotación R

Plana

PA

± 15º

± 30º

Horizontal

PC

± 15º

+ 60º - 10º

Bajo Techo

PE

± 80º

± 80º

Vertical

PF, PG

+ 75º - 10º

± 100º ± 180º

NOTA: Es importante llamar la atención sobre el hecho de que la pendiente y la inclinación se miden respecto de la posición principal que se esté definiendo y no respecto del plano horizontal, como pudiera malinterpretarse. Finalmente, el ángulo de inclinación, L, sólo tendría aplicación en el caso de tuberías, ya que como se ha mencionado, dicho ángulo sería el que forma el eje de la tubería con el plano horizontal. Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE



ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 4. Rangos de pendiente y rotación de soldaduras en ángulo.

Posición de soldeo

Posición principal de soldeo

Pendiente S

Rotación R

Plana

PA

± 15º

± 30º

Horizontal vertical

PB

± 15º

+ 15º - 10º

Horizontal

PC

± 15º

+ 35º - 10º

Horizontal bajo techo

PD

± 80º

+ 35º - 10º

Bajo Techo

PE

± 80º

± 35º

Vertical

PF, PG

+ 75º - 10º

± 100º ± 180º

6.1.1. Ejemplos de designación. Una soldadura determinada se puede designar conforme a la norma mediante una codificación que incluye el símbolo de la posición principal de soldeo y los valores de la pendiente y la rotación, con tres dígitos. A modo de ejemplo, tendríamos las siguientes designaciones: PB 015-010, que se correspondería con una unión en ángulo en posición horizontal vertical con una pendiente de 15º y una rotación de 10º. H-L045, que se correspondería con una unión de tubos a tope, donde el eje de la tubería tiene un ángulo de inclinación de 45º respecto a la horizontal y el soldeo se ejecuta en ascendente, efectuando dos medias lunas.

6.2.

Posiciones de soldeo según AWS A3.0.

La Norma Americana AWS 3.0. define igualmente las posiciones de soldeo basándose en la pendiente (ángulo de inclinación del eje de la soldadura) y de rotación de la soldadura, sin embargo, a diferencia de la Norma Europea, mide los ángulos respecto de planos fijos y no en función de una posición principal de soldadura. De esta manera, el ángulo de inclinación se mide respecto del plano horizontal, mientras que la rotación se mide respecto de un plano ortogonal a los planos horizontal y vertical, tal y como se muestra en la tabla 5 y la figura 16, para uniones a tope, y en la tabla 6 y la figura 17 para uniones en ángulo.



46

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 5. Posiciones de soldeo según AWS A3.0. (Uniones a tope).

Posición

Referencia a la figura 16

Inclinación del eje del cordón

Rotación de la cara

Plana (Flat)

A

0º a 15º

150º a 210º

Horizontal

B

0º a 15º

80º a 150º 210º a 280º

Bajo Techo (Overhead)

C

0º a 80º

0º a 80º

Vertical

D E

15º a 80º 80º a 90º

80 a 280º 0º a 360º

Figura 16. Ángulo de inclinación y de rotación de la soldadura para uniones a tope.




ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 6. Posiciones de soldeo según AWS A3.0. (Uniones en ángulo).

Posición

Referencia a la figura 17

Inclinación del eje del cordón

Plana (Flat)

A

0º a 15º

Horizontal

B

0º a 15º

Bajo Techo (Overhead)

C

0º a 80º

Vertical

D E

15º a 80º 80º a 90º

Rotación de la cara 150º a 210º 125º a 150º 210º a 235º 0º a 125º 235º a 360º 125º a 235º 0º a 360º

Figura 17. Ángulo de inclinación y de rotación de la soldadura para uniones en ángulo.

6.3.

Equivalencia entre EN ISO 4063 y AWS A3.0.

A modo de comparación, en la tabla 7 ,tabla 8,tabla 9 y tabla 10 se representa la equivalencia entre las posiciones principales de soldeo según las normas EN ISO 4063 y AWS A3.0.



48

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 7. Posiciones en chapas a tope.

Soldaduras de chapas a tope Norma EN ISO 4063

Descripción

AWS A3.0.

PA

1G

Chapa horizontal. Soldadura plana.

PC

2G

Chapa vertical Soldadura en cornisa

PF

3G ascendente

Chapa vertical Soldadura vertical ascendente

PG

3G descendent e

Chapa vertical Soldadura vertical descendente

PE

Croquis

4G

Chapa horizontal Soldadura bajo techo




ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 8. Posiciones en chapas en ángulo.

Soldaduras de chapas en ángulo Norma EN ISO 4063

Descripción

Croquis

AWS A3.0.

PA

1F

Chapa inclinada 45º. Soldadura plana acunada.

PB

2F

Chapa horizontal Soldadura en rincón

Chapa vertical Soldadura vertical ascendente

PF

3F ascendente

PG

Chapa vertical 3F Soldadura vertical descendente descendente

PD


4F

Chapa horizontal Soldadura bajo techo


50

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 9. Posiciones en tubos a tope.

Soldaduras de tubos a tope Norma EN ISO 4063

Descripción

Croquis

AWS A3.0.

PA

1G

Tubería horizontal rotando Soldadura plana

PC

2G

Tubería vertical fija Soldadura en cornisa

PH

Tubería horizontal fija 5G Soldadura plana, en ascendente vertical y bajo techo

PJ

5G Tubería horizontal fija descendent Soldadura plana, en e vertical y bajo techo

H-L045

6G Tubería fija a 45º con ascendente la horizontal




ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL Tabla 9. Posiciones en tubos a tope. (Continuación)

Soldaduras de tubos a tope Norma EN ISO 4063

Descripción

Croquis

AWS A3.0.

6G Tubería fija a 45º con descendent la horizontal e

J-L045

---

6GR

Tubería fija a 45º con la horizontal Acceso restringido mediante anillo.

Tabla 10. Posiciones en tubos en ángulo.

Soldaduras de tubos en ángulo Norma EN ISO 4063

Descripción

Croquis

AWS A3.0.

PA


1FR

Tubería rotando a 45º con la horizontal Soldadura plana


52

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL tabla 10. Posiciones en tubos en ángulo. (Continuación).


Descripción

Croquis

AWS A3.0.

Tubería vertical fija PB

2F Soldadura en cornisa

PB

2FR

Tubería horizontal rotando

Tubería horizontal fija PD

4F Soldadura bajo techo

PH

5F ascendente

Tubería fija horizontal

PJ

5F descendente

Tubería fija horizontal




ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE SOLDADURA Y TECNOLOGÍAS DE UNIÓN - CESOL tabla 10. Posiciones en tubos en ángulo. (Continuación).


Descripción

Croquis

AWS A3.0.

Tubería fija ---

6GR

Eje a 45º con la horizontal Acceso restringido mediante anillo.



54


(Informativo)

Nº Referencia 1 11 111 112 114 12 121 122 124 125 126 13 131 132 133 135 136 138 14 141 142 143 145 146 147 1. 15 151

Proceso Soldeo por arco Soldeo por arco sin protección gaseosa y electrodo de aporte. Soldeo por arco con electrodo revestido. Soldeo por gravedad con electrodo revestido. Soldeo por arco con alambre tubular autoprotegido. Soldeo por arco sumergido Soldeo por arco sumergido con alambre electrodo macizo. Soldeo por arco sumergido con banda electrodo. Soldeo por arco sumergido con adición de polvo metálico Soldeo por arco sumergido con alambre tubular. Soldeo por arco sumergido con banda electrodo tubular. Soldeo por arco protegido con gas y electrodo de aporte. Soldeo por arco con alambre electrodo macizo y gas inerte; soldeo MIG. Soldeo por arco con alambre tubular relleno de fundente y gas inerte; soldeo MIG. Soldeo por arco con alambre tubular relleno de polvo metálico y gas inerte; soldeo MIG. Soldeo por arco con alambre electrodo macizo y gas activo; soldeo MAG. Soldeo por arco con alambre tubular relleno de fundente y protección de gas activo; soldeo MAG. Soldeo por arco con alambre tubular relleno de polvo metálico y protección de gas activo; soldeo MAG. Soldeo con protección gaseosa y electrodo no consumible de tungsteno. Soldeo por arco con gas inerte y electrodo consumible macizo; soldeo TIG. Soldeo TIG autógeno. Soldeo por arco con gas inerte y alambre tubular consumible; soldeo TIG. Soldeo por arco con gas reductor y electrodo consumible macizo: soldeo TIG. Soldeo por arco con gas reductor y electrodo tubular consumible; soldeo TIG. Soldeo con protección gaseosa y electrodo no consumible de tungsteno y gas activo; soldeo TAG. Soldeo por arco plasma. Soldeo MIG por arco plasma.





Nº Referencia 152 153 154 155 185 2 21 211 212 22 221 222 223 224 225 226 23 231 232 24 241 242 25 26 27 29 3 31 311 312 313 4 41 42 421 422 423 43 44 441 442 45 Revisión 4 –Diciembre 2012

Proceso Soldeo por arco plasma con polvo. Soldeo por arco plasma con arco transferido. Soldeo por arco plasma con arco no transferido. Soldeo por arco plasma con arco semitransferido. Soldeo a tope por arco magnéticamente impulsado. Soldeo por resistencia. Soldeo por puntos. Soldeo por puntos indirecto. Soldeo por puntos directo. Soldeo por costura. Soldeo por costura a solape. Soldeo por costura por estampación. Soldeo por costura pre-solapada. Soldeo por costura con alambre. Soldeo por costura a tope de láminas. Soldeo por costura con banda. Soldeo por protuberancias. Soldeo por protuberancias indirecto. Soldeo por protuberancias directo. Soldeo por chisporroteo. Soldeo por chisporroteo con precalentamiento. Soldeo por chisporroteo sin precalentamiento. Soldeo a tope por resistencia. Soldeo de espárragos por resistencia. Soldeo por resistencia con alta frecuencia. Otros procesos de soldeo por resistencia. Soldeo por llama. Soldeo oxigás. Soldeo oxiacetilénico. Soldeo oxipropano. Soldeo oxhídrico. Soldeo por presión. Soldeo por ultrasonidos. Soldeo por fricción. Soldeo por fricción con energía directa. Soldeo por fricción por inercia. Soldeo de espárragos por fricción. Soldeo por batido por fricción. Soldeo por alta energía mecánica. Soldeo por explosión. Soldeo por impulso magnético. Soldeo por difusión. Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE Módulo I. Tema 1.1 Introducción General a la Tecnología del Soldeo. Aspectos generales.

56


Nº Referencia 47 48 49 5 51 511 512 513 52 521 522 523 7 71 72 721 722 73 74 741 742 743 75 753 78 783 784 785 786 787 8 81 82 821 822 83 831 832 833 834

Proceso Soldeo por presión oxigás. Soldeo por presión en frío. Soldeo por presión en caliente. Soldeo por haz de alta energía. Soldeo por haz de electrones. Soldeo por haz de electrones en vacío. Soldeo por haz de electrones sin vacío. Soldeo por haz de electrones con adición de gas de protección. Soldeo láser. Soldeo láser de estado sólido. Soldeo láser de gas. Soldeo láser con diodos. Otros procesos de soldeo. Soldeo aluminotérmico. Soldeo por electroescoria. Soldeo por electroescoria con banda. Soldeo por electroescoria con alambre. Soldeo por electrogás. Soldeo por inducción. Soldeo a tope por inducción. Soldeo por costura por inducción Soldeo por alta frecuencia por inducción Soldeo por radiación luminosa. Soldeo por infrarrojo. Soldeo de espárragos por arco. Soldeo de espárragos por arco inducido con férula cerámica o gas de protección. Soldeo de espárragos por arco inducido de ciclo corto. Soldeo de espárragos por arco inducido con descarga capacitiva. Soldeo de espárragos con descarga capacitiva con ignición de la boquilla. Soldeo de espárragos por arco inducido con collarín fusible. Corte y resanado. Corte con llama. Corte por arco. Corte por arco aire. Corte por arco con oxígeno. Corte con plasma. Corte con plasma con gas oxidante. Corte con plasma sin gas oxidanteCorte con plasma con aire. Corte con plasma de alta tolerancia.





Nº Referencia 84 86 87 871 872 88 9 91 911 912 913 914 916 918 919 92 921 922 923 924 925 926 93 94 941 942 943 944 945 946 947 948 949 95 951 953 954 955 957 96 97 971 Revisión 4 –Diciembre 2012

Proceso Corte con láser. Resanado con llama. Resanado con arco. Resanado con arco aire. Resanado con arco con oxígeno. Resanado con plasma. Soldeo fuerte, soldeo blando y cobresoldeo. Soldeo fuerte con calentamiento local. Soldeo fuerte con infrarrojos. Soldeo fuerte con llama. Soldeo fuerte con láser. Soldeo fuerte con haz de electrones. Soldeo fuerte por inducción. Soldeo fuerte por resistencia. Soldeo fuerte por difusión. Soldeo fuerte con calentamiento general. Soldeo fuerte en horno. Soldeo fuerte en vacío. Soldeo fuerte por inmersión momentánea. Soldeo fuerte en baño de sales. Soldeo fuerte en baño de fundente. Soldeo fuerte por inmersión. Otros procesos de soldeo fuerte. Soldeo blando con calentamiento local. Soldeo blando por infrarrojos. Soldeo blando por llama. Soldeo blando con herramienta soldadora. Soldeo blando por arrastre. Soldeo blando láser. Soldeo blando por inducción. Soldeo blando por ultrasonidos. Soldeo blando por resistencia. Soldeo blando por difusión. Soldeo blando con calentamiento general. Soldeo blando por ola. Soldeo blando en horno. Soldeo blando en vacío. Soldeo blando por inmersión. Soldeo blando en baño de sales. Otros procesos de soldeo blando. Cobresoldeo. Cobresoldeo con gas. Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE Módulo I. Tema 1.1 Introducción General a la Tecnología del Soldeo. Aspectos generales.

58


Nº Referencia 972 973 974 975 976 977

Proceso Cobresoldeo con arco. Cobresoldeo MIG. Cobresoldeo TIG. Cobresoldeo con plasma. Cobresoldeo con láser. Cobresoldeo con haz de electrones.





(Informativo)

La terminología empleada en el soldeo resulta ser sumamente amplia y se encuentra recogida en diversos documentos normativos, como son Normas Europeas o Informes Técnicos, por ejemplo: Informe Técnico UNE CEN/TR 14599: “Términos y definiciones para el soldeo en relación con la norma EN 1792”

Norma UNE EN ISO 6520-1: “Soldeo y procesos afines. Clasificación de las imperfecciones geométricas en las soldaduras de materiales metálicos. Parte 1: Soldeo por fusión”.

Norma UNE EN ISO 6520-2: “Soldeo y procesos afines. Clasificación de las imperfecciones geométricas en las soldaduras de materiales metálicos. Parte 2: Soldeo por presión”.

Norma UNE EN 12584: “Imperfecciones en los cortes realizados por oxicorte, corte por láser y corte por plasma. Terminología”. Norma UNE EN 13622: “Equipos de soldeo a gas. Terminología. Términos utilizados para los equipos de soldeo por gas”. Norma UNE EN 14610: “Soldeo y pro cesos afines. Definición de los procesos de soldeo para metales”. Norma UNE EN 1792: “Soldeo. Relación multilingüe de términos para el soldeo y procesos afines”.

Las definiciones de los términos aquí indicadas, son una selección de los más utilizados, entre todos los que figuran en las anteriores normas. El objetivo primordial de este glosario es el de ayudar en la comunicación de la información de las actividades de soldeo y de la propia soldadura, tanto en su aspecto oral como escrito. Su empleo es particularmente importante en la escritura de reglamentaciones (códigos, normas, especificaciones, prácticas recomendadas, métodos, clasificaciones y guías) y de cualesquiera otros documentos con ellos relacionados. Para hacer más útil este glosario, los términos están ordenados por orden alfabético a la manera de un diccionario convencional. Por otra parte, hay que tener en cuenta que sólo aparecen términos genéricos y sus definiciones, con objeto de que, sin perder el rigor exigido, tenga una adecuada manejabilidad; por lo tanto, no están incluidas las numerosísimas variantes de los términos indicados, utilizadas comúnmente para describir las diferentes formas de aplicar los procesos de soldeo, equipos y metales de aportación.



60


Alambre de soldeo:

Material de aportación obtenido por trefilado y suministrado generalmente enrollado, formando bobinas.

Angulo de bisel:

Angulo formado entre el borde recto preparado de una pieza y un plano perpendicular a la superficie de la misma.

Angulo de chaflán:

Véase "ángulo de bisel".

Angulo de trabajo:

Ángulo que mide la inclinación del electrodo con respecto al plano perpendicular que contiene al cordón de soldadura. “Nota: Este ángulo se puede emplear para definir la posición de los

sopletes, pistolas, haces de alta energía, varillas de soldadura y pistolas de corte y proyección térmica”.

Anillo soporte:

Soporte anular para el cordón de soldadura, utilizado generalmente en el soldeo de tuberías.

Atmósfera protectora: Entorno de gas protector, que rodea parcial o totalmente a la pieza a soldar, cortar o proyectar térmicamente, con características controladas de composición química, punto de rocío, presión, etc. Entre otros ejemplos están: los gases inertes, hidrocarburos, hidrógeno, vacío, etc. Baño de metal fundido: Estado líquido previo de una soldadura, que posteriormente solidificará para formar la unión. Bisel:

Tipo de preparación de borde en forma angular.

Boquilla de la pistola: Parte extrema de la pistola de soldar o cortar, por donde salen los gases. Cualificación del procedimiento: Conjunto de acciones tendentes a comprobar que las uniones soldadas, realizadas por un determinado procedimiento pueden cumplir unas normas específicas. Cualificación del soldador: Demostración de la habilidad de un soldador para realizar soldaduras cumpliendo normas establecidas. Cara de la soldadura: Superficie final de la soldadura por el lado en que fue hecha. Testimonio por escrito de que un soldador ha demostrado su Certificación de soldador: capacidad para soldar, cumpliendo normas establecidas.

Ciclo térmico:

Variaciones de la temperatura, entre límites determinados, a que se somete un producto en función del tiempo.

Conjunto soldado:

Grupo de piezas unidas mediante soldadura.

Cordón de soldadura: Metal aportado en una pasada. Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE




Corriente de soldeo: Corriente eléctrica que circula por el circuito de soldeo durante la realización de una unión soldada. En el soldeo por resistencia no se incluye, en este concepto, la corriente utilizada durante los intervalos de pre y post-soldadura. En el soldeo automático por arco, se excluye la corriente utilizada durante el inicio, ascenso, descenso y rellenado de cráter. Corte oxiacetilénico: Proceso de corte para separar metales, mediante la reacción química entre el oxígeno y el metal base a temperaturas elevadas. La temperatura necesaria se mantiene mediante la llama resultante de la combustión del acetileno con el oxígeno. Corte por arco:

Nombre genérico para procesos de corte, que funden los metales a cortar con el calor del arco eléctrico entre un electrodo y el metal base. Véase "corte por plasma" y "corte por arco-aire".

Corte por arco-aire:

Proceso de corte por arco, en el cual los metales son fundidos por el calor del arco eléctrico, que se establece entre un electrodo de un grafito y el metal a cortar. La parte fundida es expulsada por un chorro de aire.

Corte por plasma:

Proceso de corte por arco que separa el metal, mediante la fusión de una zona localizada por un arco restringido y expulsándose el material fundido por la inyección a alta velocidad de un gas caliente e ionizado, que sale por el orificio de la tobera de corte.

Corte térmico:

Nombre genérico para procesos de corte, en los que se funde el metal o material al ser cortado. Véase "corte por arco" y "oxicorte".

Cráter:

En el soldeo por arco, la depresión al final del cordón de soldadura o del baño de fusión.

Defecto:

Discontinuidad o discontinuidades que por sí o por efecto acumulativo, pueden hacer que una pieza o producto no alcance las especificaciones o valores mínimos de aceptación.

Dilución:

Cantidad de metal base y/o de metal depositado previamente que se incorporan al baño de fusión, modificando, en su caso, la composición química del metal de aportación. Se expresa habitualmente en porcentajes, que representan la cantidad relativa del metal base o del metal depositado previamente que se incorpora al baño de fusión.

Dimensión de la soldadura: Medidas del cordón de soldadura, especificadas en función del tipo de unión. Discontinuidad:


Interrupción en la estructura de una soldadura, tal como: falta de homogeneidad mecánica, metalúrgica o características físicas del Curso de formación formación de Ingenieros Internacionales Internacionales de Soldadura –IWE Módulo I. Tema 1.1 Introducción General a la Tecnología del Soldeo. Aspectos generales.

62


material base o de la propia soldadura. Una discontinuidad no tiene que ser necesariamente un defecto.

Eje de una soldadura:

Línea a lo largo de la soldadura, perpendicular y en el centro geométrico de su sección recta.

Electrodo de grafito: Electrodo empleado en el soldeo o corte por arco, que no produce aporte. Consiste en una varilla de carbón o grafito, la cual está revestida por cobre u otro material. Componente del circuito de soldeo, a través del cual pasa la Electrodo de soldadura: corriente al arco, a la escoria fundida o al metal base. Electrodo empleado en el soldeo o corte por arco, que no Electrodo de volframio: produce aporte. Consiste en una varilla de metal fabricada con volframio o aleaciones de este metal.

Electrodo revestido: Varilla metálica recubierta de una capa exterior (recubrimiento), con componentes formadores de escoria en el metal aportado por soldadura. El recubrimiento tiene diversas funciones, tales como: protección de la atmósfera exterior, desoxidación, estabilización del arco, facilitar el soldeo en posiciones distintas a la horizontal y aportar elementos metálicos al cordón de soldadura. Electrodo metálico de aporte, de forma tubular, Electrodo tubular con relleno metálico: relleno de elementos de aleación, con eventual adición de pequeñas cantidades de fundentes y estabilizadores de arco. Puede precisar o no protección gaseosa. Electrodo metálico de aporte, de forma tubular, Electrodo tubular relleno de fundente: relleno de fundentes. Las funciones de este relleno son tales como: protección de la atmósfera exterior, desoxidación del baño y estabilización del arco.

Especificación del procedimiento de soldeo: Documento que facilita con detalle las variables requeridas para asegurar la repetitividad en una aplicación específica. Extremo libre del electrodo: Longitud del electrodo comprendida entre el punto extremo de contacto con la boquilla y la parte extrema que se funde en el arco, en el soldeo bajo atmósfera protectora o arco sumergido. Factor de marcha:

Relación entre el tiempo de paso de corriente y la duración total del ciclo de trabajo de una máquina.





Falta de fusión:

Discontinuidad debida a que no ha llegado a fundir la superficie, del metal base o de los cordones precedentes, sobre la que se deposita el cordón.

Falta de penetración en la unión: Fundente:

Penetración inferior a la especificada en una unión.

Producto que se puede añadir durante el proceso de soldeo con la finalidad de proteger, limpiar, alear o modificar las características de mojado de las superficies.

Galga de soldadura: Dispositivo diseñado para verificar la dimensión y forma de las soldaduras. Garganta efectiva:

Altura del triángulo inscrito en la sección del cordón de una soldadura en ángulo.

Garganta real:

Distancia mínima entre el fondo de la raíz de una soldadura de rincón y su cara.

Garganta teórica:

Distancia mínima entre el origen de la raíz de la unión y la hipotenusa del mayor triángulo que pueda inscribirse dentro de la sección transversal de la soldadura de rincón.

Gas de protección:

Gas utilizado para prevenir la contaminación de la soldadura por la atmósfera.

Grieta:

Discontinuidad plana de fractura, caracterizada por un extremo afilado y una relación alta entre longitud y anchura. Este tipo de defecto puede presentarse en el metal base, en el metal de soldadura o en la zona afectada y aflorar o no a la superficie.

Inclusión de escoria: Material sólido, no metálico, atrapado en el metal de soldadura o entre el metal de soldadura y el metal base. Inserto consumible:

Metal de aportación, colocado antes de soldar, que se funde completamente en la raíz de la unión, convirtiéndose en parte de la misma.

Metal base:

Material que va a ser sometido a cualquier operación de soldeo, corte, etc.

Metal de aportación: Material que se aporta en cualquier operación o proceso de soldeo. Metal de soldadura:

Zona de la unión fundida durante el soldeo.

Metal depositado:

Metal de aportación que ha sido añadido durante la operación de soldeo.



64


Mordedura:

Falta de metal en forma de hendidura, de extensión variable, situada a lo largo de los bordes de la soldadura.

Número de ferrita:

Valor que se utiliza para designar el contenido de ferrita delta en la zona de soldadura de un acero austenítico. Puede utilizarse para indicar el tanto por ciento de ferrita delta tanto en peso como en volumen.

Oxicorte:

Nombre genérico para procesos de corte, utilizados para separar o eliminar metales por medio de la reacción química del oxígeno con el metal base a temperaturas elevadas. En el caso de metales resistentes a la oxidación, la reacción viene facilitada por el empleo de un fundente o polvo metálico.

Pasada:

Cada una de las capas que se depositan para realizar una unión soldada con electrodo, soplete, pistola, haz de alta energía, etc.

Pistola:

Útil empleado en el soldeo para transferir la energía y eventualmente los gases de protección en los diferentes procedimientos de soldeo.

Plaqueado:

Revestimiento de una superficie para obtener propiedades diferentes de las del substrato. Véase "untado", "recargue" y "recrecimiento".

Plasma:

Gas que ha sido calentado hasta alcanzar, como mínimo, un grado de ionización parcial, que le permite conducir una corriente eléctrica.

Porosidad:

Cavidades formadas por una retención de gas durante la solidificación.

Post-calentamiento: Aplicación de calor después de la operación de soldeo, proyección térmica o corte, con finalidad de eliminar tensiones o variar las estructuras metalográficas. Precalentamiento:

Aplicación de calor al metal base inmediatamente antes de la operación de soldeo, proyección térmica o corte, para conseguir la temperatura óptima de trabajo.

Preparación de la unión: Operación que consiste en preparar los bordes y disponerlos según el perfil que se va a dar a la unión. Procedimiento cualificado: Aquel que está aceptado en base a cumplir unos determinados requisitos. Métodos y prácticas detallados involucrados en la realización de Procedimiento de soldeo: un conjunto soldado. Véase "especificación del procedimiento de soldeo".

Proyección térmica: Nombre genérico para procesos de soldeo o similares, en los que materiales metálicos o no metálicos, finamente divididos, se depositan en condición fundida o semifundida para formar un recubrimiento. El Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE




material del recubrimiento puede estar en forma de polvo, varilla o alambre.

Proyecciones:

Partículas metálicas, en forma de perlas, expulsadas durante el soldeo por fusión y que no forman parte del metal de soldadura.

Pulsación:

Período de tiempo durante el que actúa la corriente, de cualquier polaridad, a través del circuito de soldeo.

Raíz de la soldadura: Son los puntos, en una sección transversal, resultantes de la intersección de la parte posterior de la soldadura con las superficies del metal base. Raíz de la unión:

Zona de la unión a soldar en la que las piezas a unir están más próximas. En una sección transversal, la raíz de la junta puede ser un punto, una línea o un área.

Recalcado:

Deformación resultante de la aplicación de presión en soldadura. Puede medirse por un aumento del porcentaje del área interfacial, una reducción de la longitud o una reducción porcentual del espesor para uniones a solape.

Recargue:

Deposición de un material de aportación sobre un metal base (substrato) para obtener las dimensiones o propiedades deseadas. Aplicación por soldeo, soldeo fuerte o proyección térmica de una capa de material a una superficie, para obtener las propiedades o las dimensiones deseadas. Véase "plaqueado", "recrecimiento" y "untado".

Recocido:

Tratamiento térmico que implica un calentamiento y un mantenimiento a una temperatura apropiada, seguido de un enfriamiento hecho en condiciones tales que el metal después de enfriado a la temperatura ambiente presenta un estado estructural próximo al estado de equilibrio.

Recrecimiento:

Variante de recargue en el que el material se deposita para conseguir las dimensiones requeridas.

Documento que especifica las variables de Registro del procedimiento de soldeo: soldeo para producir una unión de ensayo aceptable, y de los resultados de los ensayos efectuados sobre esa unión para cualificar el procedimiento de soldeo.

Revenido:

Tratamiento térmico al que se somete un material metálico después del temple para buscar un cierto estado de equilibrio y conseguir las propiedades requeridas.

Secuencias de soldeo: Orden de ejecución de las uniones o de los cordones en un conjunto soldado. Revisión 4 –Diciembre 2012


66


Soldabilidad:

Capacidad de un material para ser soldado bajo las condiciones de fabricación impuestas a una determinada estructura diseñada adecuadamente y para funcionar satisfactoriamente en las condiciones de servicio previstas.

Soldador:

Persona que realiza el soldeo. Término genérico utilizado tanto para los soldadores manuales como para los operadores de soldeo.

Soldadura:

Efecto de aplicar un proceso de soldeo. Coalescencia localizada de metales o no metales, producida por calentamiento de los materiales a temperaturas adecuadas, con o sin la aplicación de presión, o por la aplicación de presión únicamente, y con o sin el empleo de material de aportación.

Soldadura autógena: Unión efectuada por fusión y sin aporte de material. También es un término, normalmente mal utilizado, para referirse a las soldaduras fuertes, blandas y soldaduras realizadas con soplete. Soldadura en ángulo: Soldadura para unir superficies que formen entre ellas un ángulo recto, aproximadamente, cuya sección transversal es sensiblemente triangular, y que se puede realizar en uniones a solape, en T, o en esquina. Soldadura fuerte:

Soldadura realizada por calentamiento a temperatura adecuada de las partes a unir y utilizando un metal de aportación que funde a una temperatura por encima de 450oC (840oF) e inferior a la de fusión del material base. Las superficies de las piezas a unir deben estar muy próximas entre sí, para que el metal de aportación difunda por capilaridad entre ellas.

Soldadura por puntos: Unión entre dos superficies a tope o a solape, en la cual la fusión proviene de las dos caras o de una de ellas. Soldadura provisional: Soldadura efectuada para sujetar una o varias piezas, de forma temporal, a un conjunto soldado para su manipulación o envío a obra. Soldeo:

Acción de realizar una soldadura. Proceso de unión que origina la coalescencia de materiales calentándolos a temperatura adecuada, con o sin la aplicación de presión, o por la aplicación de presión únicamente, y con o sin el empleo de material de aportación.

Soldeo automático:

Proceso de unión en el que el operario se limita a fijar los parámetros iniciales de soldeo y al seguimiento de la operación.

Soldeo blando:

Grupo de procesos de unión, que origina la coalescencia de materiales calentándolos a la temperatura adecuada de las partes a unir y utilizando un metal de aportación, que funde a una temperatura inferior a 450ºC (840ºF) e inferior, también, a la de fusión del material base. Las





superficies de las piezas a unir deben estar muy próximas entre sí, para que el metal de aportación difunda por capilaridad entre ellas.

Soldeo con CO2:

Variante del proceso de soldeo por arco con gas, que emplea el CO 2 como gas protector.

Soldeo por rayo láser:

Proceso de soldeo que produce una coalescencia de los materiales con el calor obtenido por la aplicación de una radiación láser, que incide sobre la unión.

Término genérico para designar la unión de un perno, conector, Soldeo de espárragos: espárrago metálico o pieza similar, a otra pieza. El soldeo puede efectuarse mediante arco eléctrico, fricción u otros procesos, con o sin la utilización de un gas de protección.

Soldeo en estado sólido: Grupo de procesos de soldeo que producen la coalescencia mediante la aplicación de presión a una temperatura inferior a las de fusión de los materiales base y de aportación. Soldeo en frío:

Proceso de soldeo en estado sólido en el que se emplea presión para producir una unión a temperatura ambiente con una deformación de mayor o menor grado en la soldadura. Véase "soldeo por forja" y "soldeo por difusión".

Soldeo fuerte:

Grupo de procesos de unión, que origina la coalescencia de materiales calentándolos a la temperatura adecuada de las partes a unir y utilizando un metal de aportación que funde a una temperatura por encima de 450ºC (840ºF) e inferior a la de fusión del material base. Las superficies de las piezas a unir deben estar muy próximas entre sí, para que el metal de aportación difunda por capilaridad entre ellas.

Soldeo hacia adelante: Técnica de soldeo, en la cual el electrodo o la pistola se dirige en el mismo sentido que el de avance de la soldadura. Véase "ángulo de trabajo". Soldeo hacia atrás:

Técnica de soldeo, en la cual el electrodo o pistola se dirige en sentido contrario al de avance de la soldadura. Véase "ángulo de trabajo".

Soldeo MIG:

Término habitualmente utilizado para el soldeo semiautomático con gas inerte.

Soldeo oxiacetilénico:

Proceso de soldeo oxigás que utiliza el acetileno como gas combustible. Este proceso se utiliza sin presión y con o sin metal de aportación.



68


Soldeo oxigás:

Grupo de procesos de soldeo en el que la coalescencia de las piezas se produce por calentamiento de una llama oxigás. Los procesos se utilizan con o sin aplicación de presión y con o sin metal de aportación.

Soldeo por arco:

Grupo de procesos de soldeo que producen la coalescencia de las piezas mediante el calentamiento con un arco eléctrico. Estos procesos se utilizan con o sin aplicación de presión y con o sin metal de aportación.

Procesos de soldeo por arco eléctrico, en Soldeo por arco con electrodo de volframio: los que el arco se establece entre un electrodo de volframio, no consumible, y el baño de fusión. Este proceso se utiliza con protección de gas y sin aplicación de presión y con o sin material de aportación. Véase "soldeo por arco con hilo caliente". Proceso de soldeo por arco eléctrico, en el que el Soldeo por arco con electrodo revestido: arco se establece entre el electrodo revestido y el baño de fusión. Este proceso se utiliza con la protección producida por la descomposición del revestimiento del electrodo, sin aplicación de presión y con la adición de metal de aportación desde el electrodo.

Soldeo por arco con gas: Procesos de soldeo por arco eléctrico, en los que el arco se establece entre un metal de aporte continuo consumible y el baño de fusión. Estos procesos se utilizan con la protección procedente de una fuente de gas externa y sin aplicación de presión. Variante del proceso de soldeo por fusión, en la Soldeo por arco con alambre caliente: que el alambre/electrodo se calienta por resistencia, mediante el paso de una corriente, mientras se aporta al baño de fusión. Proceso de soldeo por arco eléctrico, en el que el Soldeo por arco con alambre tubular: arco se establece entre un alambre/electrodo tubular continuo, consumible, y el baño de fusión. Este proceso se utiliza con la protección gaseosa producida por la descomposición del fundente contenido en el interior del electrodo tubular, con o sin protección adicional de una fuente externa de gas y sin la aplicación de presión. Véase "electrodo tubular con relleno metálico" y "electrodo tubular con relleno de fundente".

Soldeo por arco con protección gaseosa: Nombre genérico para designar los procesos de soldeo por electrogás, soldeo por arco con alambre tubular, soldeo por arco con gas, soldeo por arco con electrodo de tungsteno y soldeo por arco plasma. Soldeo por arco plasma: Proceso de soldeo por arco eléctrico que utiliza un arco constreñido entre un electrodo no consumible y el baño de fusión (arco transferido), o entre el electrodo y la boquilla constrictora (arco no transferido). La protección de gas ionizado, suministrado por la pistola, Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE




puede complementarse con una fuente auxiliar de gas protector. El proceso se utiliza sin aplicación de presión y con o sin metal de aportación. Véase "soldeo por arco con hilo caliente".

Soldeo por arco pulsado: Variante del proceso de soldeo por arco, donde la intensidad de corriente se programa por pulsos periódicos, de forma que pueden utilizarse grandes impulsos de corta duración. Véase "TIG pulsado" y "MIG pulsado". Soldeo por arco sumergido: Proceso de soldeo por arco que utiliza uno o más arcos eléctricos entre uno o varios electrodos desnudos y el baño fundido. El arco y el baño fundido se protegen con una capa de fundente granular depositado sobre las piezas. El proceso se utiliza sin aplicación de presión y con adición de metal de aporte, procedente del electrodo y a veces de otras fuentes, tales como: varillas, fundente o gránulos metálicos. Véase "soldeo por arco con hilo caliente". Proceso de soldeo por resistencia, que produce una soldadura Soldeo por chisporroteo: en las caras enfrentadas de una unión a tope, mediante el paso de densidades de corrientes elevadas en los pequeños puntos de contacto entre las piezas a unir y por la aplicación de presión, una vez que se alcanza la temperatura adecuada. La soldadura se completa por una rápido recalcado de las partes a unir.

Soldeo por difusión: Proceso de soldeo en estado sólido que produce la unión mediante la aplicación de presión a temperatura elevada sin deformación aparente o desplazamiento relativo de las piezas. Puede efectuarse intercalando un metal de aporte entre las superficies a unir. Véase "soldeo en frío" y "soldeo por forja". Soldeo por electroescoria: Proceso de soldeo por fusión, que produce coalescencia de los metales con la fusión de una escoria, que a su vez funde el metal de aportación y las superficies a unir. El baño de fusión, que avanza de abajo hacia arriba, está protegido por esta escoria. El proceso se inicia por un arco que calienta la escoria. Cuando se extingue el arco, la escoria semifundida permite el paso de la corriente de soldeo. Proceso de soldeo por arco, que se establece entre un electrodo Soldeo por electrogás: de aportación continua y el baño fundido. La soldadura se realiza en vertical ascendente, utilizando unos soportes para la retención del baño. El proceso se realiza con o sin gas de protección y sin aplicación de presión.

Soldeo por explosión:


Proceso de soldeo por presión en estado sólido, en el que la unión se produce por el impacto a alta velocidad de las piezas a unir, como resultado de la detonación de una carga de características adecuadas. Curso de formación de Ingenieros Internacionales de Soldadura –IWE Módulo I. Tema 1.1 Introducción General a la Tecnología del Soldeo. Aspectos generales.

70


Soldeo por forja:

Proceso de soldeo por presión en estado sólido que produce una unión por calentamiento, a la temperatura adecuada, de las piezas a unir y por la aplicación de un esfuerzo mecánico o impacto, suficiente como para producir una deformación plástica permanente en las superficies de contacto.

Soldeo por fricción:

Proceso de soldeo a tope por presión en estado sólido que produce una unión por rozamiento entre las dos piezas a soldar, hasta que adquieren la temperatura adecuada momento en el que cesa el movimiento y se aplica una presión que produce la deformación plástica en las caras adyacentes.

Proceso de soldeo por fusión, en el que la energía para Soldeo por haz de electrones: producir la coalescencia de los metales procede de un haz concentrado de electrones a alta velocidad que incide sobre la unión. Este proceso se puede usar con o sin gas de protección y sin aplicación de presión.

Soldeo por inducción:

Proceso de soldeo que produce coalescencia de los materiales mediante el calor generado por la resistencia que oponen las piezas al paso de una corriente inducida de soldeo, de alta frecuencia, con o sin aplicación de presión. El efecto de la corriente de alta frecuencia es concentrar el calor necesario para el soldeo en una zona determinada.

Soldeo por recalcado:

Proceso de soldeo por resistencia que produce la coalescencia simultáneamente sobre todo el área de las superficies en contacto o progresivamente a lo largo de la unión, mediante el calor que se produce por el paso de la corriente de soldeo a través de las superficies de contacto. Se aplica presión durante todo el proceso.

Grupo de procesos de soldeo que producen una fusión en la Soldeo por resistencia: intercara de las piezas a unir, mediante el calor que se produce por el paso de la corriente de soldeo a través de las superficies de contacto y la aplicación de presión durante el proceso.

Soldeo por termita:

Proceso de soldeo que produce la coalescencia de los metales a unir mediante un metal líquido sobrecalentado, procedente de la reacción química entre un óxido metálico y aluminio (termita), y con o sin aplicación de presión. El metal de aportación se obtiene del metal líquido.

Soldeo por ultrasonidos: Proceso de soldeo por presión en estado sólido que produce una unión por la aplicación localizada de energía mecánica vibratoria de alta frecuencia, mientras las piezas se mantienen juntas por presión. Soldeo robotizado:

Operación de soldeo realizada mediante un manipulador reprogramable polivalente, es decir un robot.





Proceso de unión por arco en el que uno o más Soldeo semiautomático por arco: parámetros se controlan automáticamente. El avance del soldeo se controla manualmente. Término generalmente usado para el soldeo MIG, MAG y CO2.

Soldeo TIG:

Término no normalizado para el soldeo por arco con electrodo de volframio y gas inerte.

Soplete:

Instrumento que permite dirigir una llama de la forma, potencia y propiedades requeridas, a partir de la combustión de un gas.

Soplete de corte:

Dispositivo empleado para orientar la llama de precalentamiento producida por una combustión controlada de gases para dirigir y controlar el corte por oxígeno.

Soplo magnético del arco: Desviación no deseable de la trayectoria del arco, provocada por fuerzas electromagnéticas. Técnica de soldeo:

Detalles de un procedimiento de soldeo que son controlados por el soldador o el operador de soldadura.

Temperatura de precalentamiento: Temperatura que debe alcanzar el metal base inmediatamente antes de que se inicie cualquier proceso de soldeo. En procedimientos de pasadas múltiples, es la temperatura que debe alcanzarse antes de depositar los siguientes cordones. Temperatura entre pasadas: En el caso de soldeo con pasadas múltiples, es la temperatura a la que debe estar el área que se va a soldar antes de realizar la siguiente pasada. Tensión en vacío:

Diferencia de potencial entre los terminales de salida de una fuente de energía eléctrica, cuando no circula la corriente.

Tensión residual:

Tensión presente en un material o una estructura, independientemente de la existencia de fuerzas exteriores o gradientes térmicos.

TIG pulsado:

Término utilizado habitualmente para designar al proceso de soldeo por arco pulsado con electrodo de volframio y gas inerte.

Toma de tierra:

Conexión eléctrica de la carcasa de la máquina de soldeo a tierra para seguridad.

Soldeo por arco con gas. Transferencia del metal en la cual el Transferencia globular: metal fundido, procedente de un electrodo consumible, se deposita sobre la pieza en forma de gotas gruesas.



72


Soldeo por arco con gas. Transferencia del metal en la Transferencia por cortocircuito: cual el metal fundido, procedente de un electrodo consumible, se deposita sobre la pieza por cortocircuitos. Véase "transferencia globular" y "transferencia por pulverización".

Transferencia por pulverización: Soldeo por arco con gas. Transferencia del metal en la cual el metal fundido, procedente de un electrodo consumible, es dirigido axialmente a través del arco y sobre la pieza en forma de gotas finas. Tratamiento térmico destinado a disminuir las tensiones internas Tratamiento de relajación: y que comprende un calentamiento y mantenimiento a una temperatura suficiente, seguido de un enfriamiento apropiado.

Tratamiento térmico: Operación, o sucesión de operaciones, mediante la cual un producto en estado sólido se somete, parcialmente o en su totalidad, a uno o varios ciclos térmicos para obtener un cambio de sus propiedades o de su estructura. Unión:

Espacio, a rellenar de metal aportado, entre dos piezas cuyos bordes han sido preparados convenientemente para tal fin. Por extensión: el resultado de la operación de soldeo.

Unión a tope:

Conjunto soldado en el que las piezas están alineadas aproximadamente en el mismo plano.

Unión de solape:

Soldadura entre dos piezas que están superpuestas en planos paralelos.

Unión en T:

Soldadura entre dos piezas, en la que el borde de una es aproximadamente perpendicular a la superficie de la otra, en las proximidades de la unión.

Unión soldada en ángulo: Soldadura entre dos superficies que forman un ángulo, en una unión a solape, en forma de T o en ángulo, y de sección transversal aproximadamente en forma triangular. Untado:

Variación del proceso de recargue por el que se deposita un metal, en una o más capas, para proporcionar un metal de soldadura compatible metalúrgicamente con los siguientes materiales que se necesitan para la soldadura. Véase "recrecimiento" y "plaqueado".

Zona afectada térmicamente: Porción del metal base que no ha fundido, pero cuya microestructura o propiedades mecánicas han sido alteradas por el calor generador durante el proceso de soldeo o corte. Zona de fusión:

Área del metal base fundido, determinada sobre la se cción transversal de una soldadura.





(Informativo)

Tabla C1. Guía general para seleccionar un proceso de soldeo por fusión

CRITERIO DESELECCIÓN

SOLDEO POR ARCO SMAW FCAW GMAW

Consideraciones de diseño Estructura principal Estructura secundaria No crítico Metales disimilares Configuración de la unión A tope En T En bordes En ángulo

Posición de soldeo Portabilidad del equipo Coste Factor de operación Velocidad de aportación Aprovechamiento del metal de aporte Espesores a soldar, mm 0,02 a 0,5 0,5 a 1,25 1,25 a 2,5 2,5 a 6 6 a 12 12 a 24 24 a 60 > 60 Gruesos a delgados Material a soldar Acero carbono Acero baja aleación Acero alta resistencia Acero inoxidables Serie 300 Aluminio

SAW

OTROS PROCESOS

GTAW PAW

OFW

EBW

LBW

B A A B

B A A B

B A A B

B B B C

A B C A

A B C A

C B B C

A B B A

A B B A

A A B B

A A B B

A A B B

A B C C

A B A B

A B A B

A B B B

A B A C

A B A C

A 3 1 1 2

A 3 2 3 3

A 3 2 3 3

C 3 3 4 4

A 3 2 2 1

A 3 2 2 1

B 4 1 2 1

C 1 4 4 1

B 1 4 4 1

1

2

3

4

4

4

3

4

4

D C B B A A A A B

D C C B A A A A B

D B B A A A A A B

D D D C B B A A C

B A A A B C C C A

B A A A B C C C A

D B B B B B C C B

A A A A A A A A A

A A A A B C C D A

A B B B D

A B B B B

A B B B B

A B B B D

B B B A A

B B B A A

B C D C C

C B B A A

B B C A C

A – Más adecuado, B – Satisfactorio, C – Uso restrigido, D – No recomendado 1 – El más bajo, 4 – El más alto.



74

IWE - Tema 1.1 Introducción general.pdf

Recommend Documents