PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
Tabla de Contenidos
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Objetivos Responsabilidades Definiciones Recursos Necesarios Descripción de la Actividad Anexos Hoja Control de Modificaciones
Elaborado Por:
Revisado Por:
Aprobado Por:
Rafael Duarte C.Alejandro Siglic P.
Romina Maggiolo H.Jefe Dpto. Sistemas de Gestión.
Fernando Reyes A.Gerente General.
Firma:
Firma:
Firma:
Código: POP-008.IN Versión Vers ión N°: 00. 00 .
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
1
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
1.- OBJETIVOS El objetivo de este procedimiento es establecer el uso correcto de la máquina para soldar con arco manual, con el fin llevar a cabo el proceso de soldadura de componente estructurales en los diferentes trabajos que se requieran, siguiendo una secuencia lógica de tareas para asegurar un efectivo resultado en los trabajos.
2.- RESPONSABILIDADES Administrador de Contrato: Será el responsable de exigir el cumplimiento en su totalidad del presente procedimiento, además de gestionar y entregar todos los recursos necesarios para el desarrollo de la actividad.
Supervisor: Verifica que la metodología adoptada por el presente procedimiento es adecuada en su ejecución, aplicabilidad y operatividad de manera de garantizar calidad en la ejecución del trabajo con soldadura al arco. Es responsable de entrenar y controlar al personal involucrado en este procedimiento para asegurar el desarrollo de la actividad según las especificaciones entregadas.
Trabajadores: Su responsabilidad es ejecutar sus tareas conforme a este procedimiento, cumpliendo totalmente todas las instrucciones entregadas por el supervisor, aplicando los pasos a seguir descritos en este documento como también de aquellos relacionados y afines.
3.- DEFINICIONES Trabajos de Soldadura al Arco: La soldadura por arco manual, es un proceso de unión por fusión de piezas metálicas. Para lograr la unión se concentra el calor de un arco eléctrico establecido entre los bordes de las piezas a soldar y una varilla metálica, llamada electrodo, produciéndose una zona de fusión, que al solidificarse, forma la unión permanente. Soldadura por Alambre Tubular: Es otro método de soldadura que se usa. Entre las ventajas que tiene este método es que se gana tiempo por el hecho que no se debe detenerse el proceso de soldeo para reponer electrodos. Otra ventaja es la penetración elevada, altas clases de disposición y gran velocidad de soldadura. Este método es usado principalmente para unir piezas por ejemplo: Instalar camellones, blindaje de balde o para recuperar piezas como por ejemplo relleno del sector Last Keeper. Instalar runner, reparación de laterales y unión de planchas de tolva, etc.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
2
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
4.- RECURSOS NECESARIOS 4.1.- Materiales, Herramientas e Insumos: o o o o o o
Mantas ignifugas (proyección de partículas). Herramientas de mano menores (picasal, destornilladores, desincrustador). Extintores de seguridad del tipo (P.Q.S.) multipropósito. Conos de seguridad. Extensiones eléctricas. Plataformas de trabajo (Solo si aplica, de acuerdo a trabajo a realizar).
4.2.- Maquinas y Equipos o
o o o o o o
Camión plataforma (Alza hombre), solo si aplica. Camioneta Equipos de oxicorte Esmeril angular Equipo Torch Maquina de soldar Equipo Autógeno
4.3.- Elementos de Protección Personal: o o o o o o o o o o o o
Casco de seguridad. Mascara para soldar. Lentes de Seguridad o de oxicorte. Guantes de seguridad para soldador. Botas soldador o Zapatos de seguridad. Traje de cuero completo (pantalón, chaqueta) Coleto de cuero. Polainas de cuero, solo si aplica. Protector Auditivo. Protección Respiratoria (Humos Metálicos) Arnés de seguridad, con piola de seguridad metálica y protegida. Tarjeta y candado de bloqueo, solo si aplica.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
3
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
5.- DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD 5.1.- Elementos de un Circuito de Soldadura Los elementos de un circuito de soldadura típico para soldadura por arco manual son:
������ �� �������� �� �� � �� � ��������� ���������
����� ���������
����
����� �� ����� �� �������
Cable de electrodo
5.2.- Descripción de la Operación del Uso de Soldadura de Arco Manual o
o
El soldador deberá recibir la instrucción de las reparaciones a realizar de parte del supervisor. Antes de comenzar con los trabajos de soldadura, el soldador debe chequear las condiciones de todos los elementos a utilizar:
Fuente de poder (Maquina de soldar). Conectores y cables alimentadores eléctricos para conectarse a la red eléctrica. Tenazas. Cables eléctricos de soldadura. Relojes de los potenciómetros de la máquina de soldar. Mascara de soldar.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
4
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios o
o
o
o
o
Posterior a la inspección anterior se procederá a la limpieza del área de trabajo, si hay grasa otros elementos contaminantes como pintura, oxido y aceite. Se aplicara líquidos penetrantes para evaluar y determinar la longitud de la grieta, teniendo en consideración que la zona a reparar debe de estar totalmente limpia, con el fin de poder observar la dimensión real de la fisura. Evaluar criticidad de la grieta, largo, profundidad, material base, para la correcta aplicación de los procedimientos. Debe precalentar la estructura a unos 150 ºC, en el caso que fuese de acero manganeso debe ser un precalentamiento de a lo más de 100 ºC para aliviar tensiones residuales, y evaporización de los líquidos penetrantes (antes de torchar). Se procederá a analizar, según el trabajo, los parámetros que tiene que utilizar, tales como:
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Tipo de electrodos. Tamaño y forma de bisel. Si es necesario realizar precalentamiento y a que temperatura. Tiempo de enfriamiento después del término de la soldadura. Además deberá determinar qué tipo de polaridad debe usar y qué cantidad de amperaje y voltaje necesaria para realizar el trabajo.
Debe precalentar la estructura a unos 100 ºC, para acero al carbono y en el caso que fuese de acero manganeso debe ser un precalentamiento de a lo más de 80 ó 90 ºC para aliviar tensiones residuales, y evaporización de los líquidos penetrantes (antes de torchar). Torchar zona afectada, en forma de bisel, para eliminar grietas y fatiga de material. Posteriormente se esmerila la zona torchada, para eliminar residuos de carbono que puedan generar zonas duras y frágiles. Luego se procede a un calentamiento que debe ser de unos 120 a 150 ºC en aceros al carbono y de unos 100 ºC en aceros austeniticos. El soldador deberá buscar un lugar en la pieza o equipo a trabajar para colocar la tenaza del cable de tierra lo más cerca posible del lugar a soldar. El soldador encenderá el arco golpeando suavemente la pieza de trabajo con la punta del electrodo cerca del lugar donde se comenzara a soldar, retirando de inmediato el electrodo a una distancia corta para producir un arco de la longitud correcta. Una vez que el electrodo haya tocado el metal de trabajo hay que considerar que este tiende a pegarse, por lo tanto se mantendrá un movimiento de golpe o frotación para evitar esta situación. El encendido del arco cuando se usan electrodos de bajo hidrogeno requiere una técnica especial para evitar la porosidad de la soldadura en el punto donde se inicia el arco. Esta técnica consiste en encender el arco unos cuantos diámetros del electrodo más adelante del punto donde se desea comenzar a soldar. En seguida se regresa rápidamente el electrodo y se suelda normalmente. La soldadura continúa sobre el área donde se encendió originalmente el arco, volviendo a fundir cualquier glóbulo pequeño del metal de soldadura que pueda haber quedado después de encender el arco. Durante el proceso de soldadura, el soldador deberá mantener una longitud de arco normal al movimiento del electrodo, siendo este uniforme hacia la pieza que se está soldando conforme el electrodo se funde. Al mismo tiempo el electrodo se desplaza de manera constante a lo largo de la unión en la dirección de soldadura para formar el cordón. Los cordones no deberán ser más anchos que dos veces el diámetro del electrodo usado.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
5
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios o
o
o
o
o
o o
o
El soldador para romper el arco, tiene varias opciones una de ella consiste en acortar el arco rápidamente y luego sacar el electrodo del cráter con un movimiento lateral brusco. Esta técnica se utiliza cuando se va a reemplazar un electrodo agotado, en cuyo caso la soldadura continuara a partir del cráter. Por cada cordón depositado se debe usar el desincrustador de escoria para remover esta misma y liberar tensiones. Una vez terminado el trabajo de soldadura se procederá a realizar un enfriamiento controlado de unas 4 horas aproximadamente. Para proteger la soldadura contra el enfriamiento rápido, se requerirá usar mantas térmicas o un post calentamiento para asegurar un periodo de enfriamiento lento y uniforme. Una vez terminado el proceso de soldar se debe hacer un pulido con disco de desbaste y terminar puliendo con disco de zirconio la zona reparada. El supervisor debe chequear el acabado y la calidad del trabajo. De estar aprobado el trabajo el soldador retirara todos los elementos, realizando limpieza del sector. El supervisor entregara el trabajo al cliente.
5.3.- Factores a Considerar en un Proceso de Soldadura al Arco o
o
Precalentamiento: Por lo general la zona a calentar debe ser 6 a 8 veces el espesor del elemento a soldar. Tipos de electrodos: Por lo general se utilizan los siguientes electrodos 7018, 8018 C1, 316L y 19-9.
Electrodos: o
o
Los electrodos 7018 se utilizan para los trabajos estructurales tanto de pala como de camiones salvo en las áreas donde haya acero con manganeso (Cremalleras de palas y baldes de palas 2800). Este electrodo es de bajo contenido de hidrogeno y resistente a la humedad. Para un tipo y tamaño de electrodos específicos, el amperaje óptimo depende de varios factores como la posición de soldadura y el tipo de unión.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
6
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
o
o
El electrodo de 8018 es más resistente a los esfuerzos y se utiliza para planchas de acero de 500 brinell, por ejemplo se utiliza en las tolvas y en los dozer.
Electrodos 19-9 son utilizados para trabajar en aceros al manganeso, estos se encuentran en las cremalleras de los mangos de pala y en los baldes de las palas 2800. Los trabajos con estos electrodos se debe realizar un calentamiento mínimo (A lo más de 100 ºC para limpiar la superficie a trabajar y liberar de tensiones el metal base.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
7
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
Biseles: o
o
o
Dependiendo de las condiciones del trabajo a realizar se deberá hacer la geometría del bisel. Los biseles en V son los más utilizados en nuestros trabajos, estos varían de entre 30 a 60 grados, dependiendo del espesor de la plancha a trabajar y la profundidad de la fisura.
Cuando es necesario una soldadura de penetración completa y se suelda de un solo lado, puede que sea necesario un contar con una tira de respaldo (backing). El propósito es proveer un lugar para que se deposite la primera capa de metal y así evitar que el material derretido de esa capa escape por la raíz de la unión. La tira de respaldo se coloca atrás de la unión. La primera pasada de soldadura pega ambos miembros de la unión a sí mismos y a la tira de respaldo (backing). La tira puede dejarse en su lugar si no interfiere con el servicio de la unión, de lo contrario deberá eliminarse.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
8
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios o
o
Bisel en X: Este tipo de bisel es usado principalmente en piezas de espesores sobre de 1”, para liberar tensiones en la pieza a soldar. El método consiste en biselar en v a la mitad, soldar la pieza y una vez rellenado el bisel, torchar por el lado opuesto buscando el cordón raíz de la soldadura y rellenar el bisel opuesto. Esto sirve para compartir la contracción térmica ah ambos lados.
El bisel con talón: Otro tipo de bisel utilizado es con Talón, para este bisel se requiere una altura del talón debe ser del tamaño del núcleo del electrodo a usar para soldar, y la distancia entre las planchas debe ser igualmente del mismo tamaño del núcleo del electrodo a usar para el raje, se utiliza por lo general en planchas con espesores sobre 2”, aquí también se puede utilizar una tira de respaldo.
Eliminación de Escoria: o
o
La rigurosidad para eliminar la escoria en cada cordón de soldadura antes de soldar sobre ella influye directamente en la calidad de las soldaduras de multiples pasadas. Para eliminar completamente y eficiente de escoria es necesario que cada cordón tenga el perfil apropiado y que se funda en forma continua con el cordón o el metal base adyacente.
Conexión con la Pieza de Trabajo: Es imprescindible conectar debidamente el cable a tierra cuando se suelda con arco manual. Si la posición no es correcta, puede fomentar el golpe de arco y dificultar e control de este.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
9
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
Estabilidad del Arco: o
Se necesita un arco estable para producir soldaduras de calidad. Los defectos como fusión inconsistente, escoria atrapada, agujeros de respiración y porosidad pueden ser resultados de un arco inestable.
5.4.- Descripción del Proceso de Soldadura con Alambre Tubular o
o
El soldador deberá recibir la instrucción de las reparaciones a realizar de parte del supervisor. Antes de comenzar con los trabajos de soldadura, el soldador debe chequear las condiciones de todos los elementos a utilizar:
Fuente de poder (Maquina de soldar). Conectores y cables alimentadores eléctricos para conectarse a la red eléctrica. Tenazas. Cables eléctricos de soldadura. Relojes de los potenciómetros de la máquina de soldar. Mascara de soldar. Maleta con alambre. o
o
o
o
o o
o
o o o
o
Posterior a la inspección se procederá a la limpieza del área de trabajo, si hay grasa otros elementos contaminantes como pintura, oxido y aceite. Se aplicara líquidos penetrantes para evaluar y determinar la longitud de la grieta, teniendo en consideración que la zona a reparar debe de estar totalmente limpia, con el fin de poder observar la dimensión real de la fisura. Evaluar criticidad de la grieta, largo, profundidad, material base, para la correcta aplicación de los procedimientos. El soldador deberá buscar un lugar en la pieza o equipo a trabajar para colocar la tenaza del cable de tierra lo más cerca posible del lugar a soldar, para este tipo de soldadura se conecta el cable a tierra desde el conector positivo de la fuente de poder. El cable que sale del negativo de la fuente de poder se conecta a la maleta que posee el alambre. De esta maleta se conecta un cable tierra a la pieza a soldar y un cable a la pistola que suelda. El soldador deberá regular la velocidad del alambre en la maleta. Debe precalentar la estructura a unos 100 ºC, en el caso que fuese de acero manganeso debe ser un precalentamiento de a lo más entre 80 y 90 ºC para aliviar tensiones residuales, y evaporización de los líquidos penetrantes (antes de torchar). El soldador realizara torchado de la pieza según procedimiento descrito en el POP-011.IN Procedimiento Op. Uso de Equipo Torch. El soldador encenderá el arco utilizando el gatillo de la pistola. Depositara el material de forma perpendicular Por cada cordón depositado se debe usar el desincrustador de escoria para remover esta misma y liberar tensiones. Una vez terminado el trabajo de soldadura, se procederá a realizar un enfriamiento controlado de unas 4 horas aproximadamente.
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
10
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios o
o
o o
o
Para proteger la soldadura contra el enfriamiento rápido, se requerirá usar mantas térmicas o un post calentamiento para asegurar un periodo de enfriamiento lento y uniforme. Una vez terminado el proceso de soldar se debe hacer un pulido con disco de desbaste y terminar puliendo con disco de zirconio la zona reparada. El supervisor debe chequear el acabado y la calidad del trabajo. De estar aprobado el trabajo se retiraran todos los elementos, realizando limpieza del sector. El supervisor entregara el trabajo al cliente.
������ ����� ������ ����� �������
������� ��� ������
����� � ������
Esquema General de la soldadura por alambre tubular
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
11
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
Rangos Utilizados para Soldadura Tubular: A continuación se muestra una tabla con los rangos típicos utilizados en la soldadura tubular para el alambre Innershield NR-211 MP.
6.- ANEXOS 6.1.- TABLA: PROBLEMAS QUE SE PRESENTAN DURANTE LA SOLDADURA 6.2.- PROPIEDADES MECANICAS DEL METAL DEPOSITADO (VALOR DEPOSITADO)
7.- HOJA CONTROL DE MODIFICACIONES Versión Fecha Modificación Ítem Alterado
Motivo
00
Emisión del Documento
30-06-2010
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
N.A.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
12
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
ANEXO 6.1 TABLA: PROBLEMAS QUE SE PRESENTAN DURANTE LA SOLDADURA
��������� ��� �� ��������� ������� �� ��������� ��������
������� �����
�����������
�� ���� �� �� �����
�� ��������� �� ���� ���� ��� � �� � � �������.�� �������������
������� ���� ��� ����������������
��������� ��� �� ����� ��� ��������� � �� �� ������� ��������. ������� ������ ��� � ���������, ������ �� ����� ��� �������������. �������� �� ������������� � �� ����� �� �� ��������� ����� ������� ������ ��� ��������� ����� �� �����. � �� ����� ��� ��� ������� �� �� ����� � ������, ���� ��������, �������� � ������ ������� ���� �� ����� �� �� ���������� � ���� ����� ���� ������, �� ����� � ���� ����� ����� �� ������� ��������. ��������� ������ ������� �� �� ���������.
�������� ������
������������� ��������� ����� � ������. ������� ������� �� ��� ��������� ���
�� � ������, ������� ��� ������. ����� �������� �� ��� ���������.
�������� ��
������������� �� ��� ������. �� ��� ���� � �� ����� �� ���
������� ��� ������� � ���������.
������
������� ���� ������� ��� �����.
�������� ������ �� ����� �������.
���������
�������� ��������� ����� ��������� �� ���� � �� ����� ��
����� ���������, ����� �������
�������������
�������.
��������� � ���������.
��������� ��
������� ��������. ��������� ������
�������
�������� ����� ������� ���������� ����.
����������� � �� �����. ���� ��������� �
�� ������ �� ������� �� ������ ���� ����� ������� �� �������.
�������� �� ���� ��������� �����. �������� �� ��� ����� ���
������� �� ����. ������� �� ���� �����
����� �� �� ���������. ���� ���������� ��� ���������. �����
���� ������ �������. ������ ��������
���������.
����� �� ������ ��� ������� ��� ��������.
��� ��� ������.
�� ����
�������� ����.
������� �� ����. ������� �� �� ���������
�� ����� �� �� ��������� ���� ������.
���� ������ �������. ������ ��������
�� ���� �� ��������� �����. ���� ��������. �� ����� �� �� ��������� ���� �����. �� �������
��� ��� ������.
����� ��� ������. �����
������������ ��������� ������. ��� ���������� �������� �����. �� ���� �� �� �������� �� ���������
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
��������� ��� ������. ��� � �������� �� �������. � ��� ��������� �����.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
13
PROCEDIMIENTO OPERATIVO TRABAJOS SOLDADURA ARCO Tiger Ingeniería y Servicios
ANEXO 6.2 PROPIEDADES MECÁNICAS DEL METAL DEPOSITADO (VALORES TIPICOS)
Código: POP-008.IN Versión N°: 00.
Fecha Autorización: 30 Junio 2010.-
14