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Generalidades del proceso SMAW

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Soldadura por arco

Al científico inglés Humphrey Davy. Se le conoce como el precursor del proceso de soldadura por arco eléctrico, hecho que se dio a principios del siglo XIX. Luego Nikolai Slavyanov de Rusia, junto con el americano C. L. Coffin inventaron los electrodos de metal, a finales de los años 1800, esto hizo que el proceso tuviera gran acogida al igual que la soldadura por arco de carbón, que usaba un electrodo no consumible. Para el año 1900, A. P. Strohmenger lanzó un electrodo de metal recubierto en Gran Bretaña, que dio un arco más estable, sin embargo se atribuye el descubrimiento en 1904, del electrodo revestido al sueco Oskar Kjellberg lo cual tomó gran importancia a nivel industrial. Hacia el año de 1919 C. J. Holslag inventó la soldadura de corriente alterna (AC). El uso masivo comenzó alrededor de los años 1950. Fundamentos

El proceso de soldadura eléctrica con electrodo revestido se caracteriza, por la formación y mantenimiento de un arco eléctrico entre una varilla metálica llamada electrodo, y la pieza a soldar. El electrodo recubierto está constituido por una varilla metálica a la que se le da el nombre de alma o

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núcleo, la cual se recubre de sustancias no metálicas. Su composición química puede ser muy variada, según las características que se requieran en el uso. El revestimiento puede ser básico, rutílico y celulósico . Para realizar una soldadura por arco eléctrico se induce una diferencia de potencial entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el circuito. El calor del arco funde parcialmente el material base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el cordón de soldadura. La soldadura por arco eléctrico es utilizada comúnmente debido a la facilidad de transportación y a la economía de dicho proceso. Elementos

Esquema.

Plasma: Está compuesto por electrones que

transportan la corriente y que van del polo negativo al positivo , de iones metálicos que van del polo positivo al negativo, de átomos gaseosos que se van ionizando y estabilizándose conforme pierden o ganan electrones, y de productos de la fusión tales como vapores que ayudarán a la formación de una atmósfera protectora. Esta zona alcanza la mayor temperatura del proceso. Llama: Es la zona que envuelve al plasma y

presenta menor temperatura que éste, formada por átomos que se disocian y recombinan desprendiendo calor por la combustión del revestimiento del electrodo. Otorga al arco eléctrico su forma cónica.

Evaluación de Competencias Laborales

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Baño de fusión : La acción calorífica del arco

provoca la fusión del material, donde parte de éste se mezcla con el material de aportación del electrodo, provocando la soldadura de las piezas una vez solidificado. Cráter : Surco producido por el calentamiento

del metal. Su forma y profundidad resultan del poder de penetración del electrodo. Cordón de soldadura : Está constituido por el

metal base y el material de aportación del electrodo y se pueden diferenciar dos partes: la escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la solidificación y que posteriormente son eliminadas, y el sobre espesor (deposito), formado por la parte útil del material de aportación y parte del metal base, que es lo que compone la soldadura en sí. Electrodos : Son varillas metálicas preparadas

para servir como puente del circuito; en su extremo se genera el arco eléctrico. La varilla metálica a menudo va recubierta por una combinación de materiales que varían de un electrodo a otro. Esta sustancia contiene el material fundente. El recubrimiento en los electrodos tiene diversa funciones, éstas pueden resumirse en las siguientes: Función eléctrica del recubrimiento Función física de la escoria Función metalúrgica del recubrimiento

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carbonatos, los óxidos de hierro y óxidos de titanio que favorecen la función física de los electrodos, que facilitan la soldadura en las diversas posiciones de ejecución del soldeo. Función Física del recubrimiento.

Una misión fundamental del revestimiento es evitar que el metal fundido entre en contacto con el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno del aire, ya sea por la formación de un gas protector alrededor del camino que han de seguir las gotas del metal fundido y después, mediante la formación de una abundante escoria que flota por encima del baño de fusión. El revestimiento debe ser versátil y permitir generalmente la soldadura en todas las posiciones. En ello interviene dos factores: a. el propio espesor del revestimiento. b. su naturaleza, que determina la viscosidad de la escoria, que es necesaria para mantener la gota en su lugar a través de su propia tensión superficial y para proteger el baño fundido del contacto con el aire. El revestimiento del electrodo se consume en el arco con una velocidad lineal menor que el alma metálica del mismo. Como resultado, el recubrimiento queda prolongado sobre el extremo del alma y forma un cráter que sirve para dirigir y concentrar el chorro del arco, disminuyendo sus pérdidas térmicas.

  

Funciones de los recubrimientos Función eléctrica del recubrimiento

La estabilidad del arco para la soldadura depende de una amplia serie de factores como es la ionización del aire para que fluya adecuadamente la electricidad. Para lograr una buena ionización se añaden al revestimiento del electrodo productos químicos denominados sales de sodio, potasio y bario los cuales tienen una tensión de ionización baja y un poder termoiónico elevado. El recubrimiento, también contiene en su composición productos como los silicatos, los

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Función metalúrgica de los recubrimientos

Además de las funciones de estabilizar y facilitar el funcionamiento eléctrico del arco y de contribuir físicamente a la mejor formación del cordón, el recubrimiento tiene una importancia decisiva en la calidad de la soldadura. Una de las principales funciones metalúrgicas de los recubrimientos de los electrodos es proteger el metal de la oxidación, primero aislándolo de la atmósfera oxidante que rodea al arco y después recubriéndolo con una capa de escoria mientras se enfría y solidifica.




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Tipos de Aporte (Electrodos revestidos)

La característica más importante de la soldadura con electrodo revestido, en inglés Shielded Metal Arc Welding (SMAW) o Manual Metal Arc Welding (MMAW), es que el arco eléctrico se produce entre la pieza y un electrodo metálico recubierto. El recubrimiento protege el interior del electrodo hasta el momento de la fusión. Luego al convertirse en fundente, protege el área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación por medio de la producción CO2 durante el proceso de la soldadura. El núcleo en sí mismo del electrodo actúa como material de relleno, haciendo innecesario un material de relleno adicional. Con el calor del arco, el extremo del electrodo funde y se quema el recubrimiento, de modo que se obtiene la atmósfera adecuada para que se produzca la transferencia de metal fundido desde el núcleo del electrodo hasta el baño de fusión en el material base. Estas gotas de metal fundido caen recubiertas de escoria fundida procedente de la fusión del recubrimiento del arco. La escoria flota en la superficie y forma, por encima del cordón de soldadura, una capa protectora del metal fundido. Como son los propios electrodos los que aportan el flujo de metal fundido, será necesario reponerlos cuando se desgasten. Los electrodos están compuestos de dos piezas: el alma y el revestimiento. El alma o varilla es alambre (de diámetro original 5.5 mm) que se comercializa en rollos continuos. Tras obtener el material, el fabricante lo decapa mecánicamente (a fin de eliminar el óxido y aumentar la pureza) y posteriormente lo trefila para reducir su diámetro. El revestimiento se produce mediante la combinación de una gran variedad de elementos (minerales varios, celulosa, mármol, aleaciones, etc.) convenientemente seleccionados y probados por los fabricantes, que mantienen el proceso, cantidades y dosificaciones en riguroso secreto.

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La composición del fundente afecta la estabilidad del arco, penetración de la soldadura y velocidad de depósito del metal. Como se vio en el comienzo, se tienen tres tipos: Celulósicos, Rutílicos y Básicos contienen Los Celulósicos

una alta proporción de celulosa en su recubrimiento. Dan un arco penetrante y permiten una alta velocidad de soldadura. Las costuras son toscas y el fundente fluye fácilmente y se adhiere fuertemente siendo difícil retirar la escoria. Son apropiados para soldadura vertical, tienen alta penetración en todas posiciones y dan propiedades mecánicas razonables. Generan gran cantidad de hidrógeno con el riesgo de fracturas en la zona afectada por el calor. Los Rutílicos contienen una alta proporción de Rutilo (óxido de titanio: TiO 2) en su recubrimiento. El rutilo facilita la ignición del arco y da un arco estable. Son electrodos para uso general dando buenas soldaduras. Se pueden usar en todas las posiciones y con voltajes directos o alternos. Son electrodos especialmente apropiados para costuras horizontales o verticales. La viscosidad del fundente produce costuras de buen perfil. La escoria se remueve con facilidad. Los Básicos contienen una alta proporción de

carbonato de calcio y fluoruro de calcio en su recubrimiento. La escoria es más fluida que en el caso anterior pero solidifica con gran rapidez. Esto facilita las costuras verticales o en cielos. Son apropiados para soldar espesores de medios a gruesos, dando costuras de buena calidad mecánica, resistentes a fracturas. Requieren de altas corrientes y velocidades de deposición. Dan perfiles de costura no tan buenos (toscos y convexos). La escoria es difícil de eliminar. Hay electrodos que incorporan polvo metálico al fundente, para aumentar las intensidades de corriente y velocidades de soldadura. También mejora la eficiencia (%de metal depositado no desperdiciado en salpicaduras).




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La composición y clasificación de cada tipo de electrodo está regulada por la AWS (Sociedad Americana de la Soldadura ), organismo de referencia mundial en el ámbito de la soldadura. Debido a esto, se presentan las designaciones A5.1 y A5.5 que describen los requerimientos para los electrodos de acero al carbono y de baja aleación respectivamente. Describen las distintas clasificaciones y sus respectivas características.

Sistema de Identificación s e establece que la letra “E” identifica al En

este

electrodo, seguida por cuatro o cinco dígitos. Los primeros dos o tres números se refieren a la mínima resistencia a la tracción del metal de soldadura depositado. Estos números expresan la resistencia mínima a la tracción en miles de libras por pulgada cuadrada (ksi), por ejemplo, “70” significa que la resistencia del

metal de soldadura depositado es al menos 70,000 psi (lb/pulg2). Los números siguientes se refieren a las posiciones en las cuales el electrodo puede ser usado. El número “1” indica un electrodo que es apto para ser usado en cualquier posición. Un “2” indica que el metal fundido es tan

fluido que el electrodo sólo puede ser usado en las posiciones plana o filete horizontal. Un “4” significa que el electrodo es apto además de soldar en todas las posiciones, para soldar en progresión descendente. El número “3” no

está asignado. El último número describe otras características que son determinadas por la composición del revestimiento presente en el electrodo. Este recubrimiento determinará las características de operación y corriente eléctrica recomendada: AC (corriente alterna), DCEP (corriente continua, electrodo positivo), DCEN (corriente continua, electrodo negativo). La tabla 1.1 enumera el significado

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del último dígito del sistema de identificación de electrodos para el proceso SMAW. Tipo

Tipo de Recubrimiento

Tipo de corriente

Penetr.

Polvode Hierro

EXXX0

Celulósico, Sodio

DCEP

Prof.

0 - 10%

EXX20

Oxido de hierro, Sodio

Media

0%

EXXX1

Celulósico, Potasio

Prof.

0%

EXXX2

Rutílico, Sodio

Media

0 - 10%

EXXX3

Rutílico, Potasio

Ligera

0 - 10%

EXXX4

Rutílico, Polvo de hierro

Ligera

25 40%

DCEN, DCEP, AC AC, DCEP AC, DCEN AC, DCEP, DCEN AC, DCEP, DCEN

Bajo hidrógeno, DCEP Media 0 - 10% Sodio Bajo AC, 25 hidrógeno, Media EXXX6 DCEP 40% Potasio Oxido de AC, hierro, Polvo DCEP, Media 50% EXXX7 de hierro DCEN Bajo AC, hidrógeno, Media 50% EXXX8 DCEP Polvo de hierro Oxido de AC, DCEP, Media 0 - 10% EXXX9 hierro, Rutílico, Potasio DCEN Tabla 1 - Significado del Ultimo Dígito de la Identificación de los aportes para soldar aceros de bajo C con SMAW EXXX5

Es importante anotar que aquellos electrodos que terminan en “5”, “6” u “8” se clasifican como del tipo de “bajo hidrógeno”. Para

mantener este bajo contenido de hidrógeno (humedad), deben ser almacenados en su envase original de fabricación o en un horno de almacenamiento aceptable. Este horno debe ser de calentamiento eléctrico y debe tener una capacidad de control de temperatura en un rango de 30°C a 140°C. Debido a que este dispositivo ayuda a mantener el bajo contenido de humedad (menor al 0,2%), debe ser ventilado en forma adecuada. Cualquier tipo de electrodo de bajo hidrógeno que no vaya a ser usado inmediatamente deberá ser colocado en el horno de mantenimiento, tan pronto como su contenedor hermético sea abierto. Las especificaciones citadas




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recomiendan mantener los electrodos de bajo hidrógeno en horno a una temperatura entre 30 – 140 °C sobre la temperatura ambiente (según A5.1) y 120 – 150 °C (según A5.5). Es importante mencionar que algunos tipos de electrodos son diseñados para tener algún nivel de humedad en sus revestimientos. Si esta humedad es eliminada, las características de operación del electrodo serán significativamente deterioradas. Los electrodos que tienen esta particularidad, generalmente son los que poseen un revestimiento celulósico y/o rutílico, como es el caso del E XX10, E XX11, E XX12, E XX13, E XX24, E XX27. Estos electrodos deben ser almacenados al ambiente siempre y cuando se tenga una temperatura de 30°C +/10°C y a una humedad relativa máxima de 50%. Los electrodos del proceso SMAW usados para unir aceros de baja aleación (A5.5) tienen un sufijo alfanumérico, que se agrega a la designación estándar después de un guión. La siguiente tabla muestra su significado. Sufijo

Principal(es) Elemento(s) de Aleación

A1 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 D1 D2 G*

0.5% Molibdeno 0.5% Molibdeno – 0.5% Cromo 0.5% Molibdeno – 1.25% Cromo 1.0% Molibdeno – 2.25% Cromo 0.5% Molibdeno – 2.0% Cromo 2.5% Níquel 3.5% Níquel 1.0% Níquel 0.3% Molibdeno – 1.5% Manganeso 0.3% Molibdeno – 1.75% Manganeso 0.2% Molibdeno, 0.3% Cromo, 0.5% Níquel; 1.0% Manganeso; 0.1% Vanadio

*Necesita tener como mínimo el contenido de un solo elemento. Tabla 2. Sufijos de Aceros Aleados para Electrodos SMAW

Este tipo de soldaduras pueden ser efectuados bajo corriente tanto continua como alterna. En corriente continua el arco es más estable y fácil de encender y las salpicaduras son poco frecuentes; en cambio, el método es poco eficaz con soldaduras de piezas gruesas. La

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rendimiento a mayor escala también aumenta. En cualquier caso, las intensidades de corriente oscilan entre 10 y 500 amperios. El factor principal que hace de este proceso de soldadura un método tan útil es su simplicidad y, por tanto, su bajo precio. A pesar de la gran variedad de procesos de soldadura disponibles, la soldadura con electrodo revestido no ha sido desplazada del mercado. La sencillez hace de ella un procedimiento práctico; todo lo que necesita un soldador para trabajar es una fuente de alimentación, cables, un portaelectrodo, el material de aporte sin descuidar sus EPP (Elementos de Protección Personal). El soldador no tiene que estar junto a la fuente y no hay necesidad de utilizar gases comprimidos como protección. El procedimiento es excelente para trabajos, reparación, fabricación y construcción. Además, la soldadura SMAW es muy versátil. Su campo de aplicaciones es enorme: casi todos los trabajos de pequeña y mediana soldadura de taller se efectúan con electrodo revestido; se puede soldar metal de casi cualquier espesor y se pueden hacer uniones de cualquier tipo. Sin embargo, el procedimiento de soldadura con electrodo revestido no se presta para su automatización o semiautomatización; su aplicación es esencialmente manual. La longitud de los electrodos es relativamente corta: de 230 a 700 mm. Por tanto, es un proceso principalmente para soldadura a pequeña escala. El soldador tiene que interrumpir el trabajo a intervalos regulares para cambiar el electrodo y debe limpiar (despuntar) el punto de inicio antes de empezar a usar otro electrodo. Sin embargo, aun con todo este tiempo muerto y de preparación, un soldador eficiente puede ser muy productivo.

corriente alterna posibilita el uso de electrodos de mayor diámetro , con lo que el

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Instrumentos necesarios para limpieza

Como elementos de apoyo, la persona que trabaja con soldadura debe tener estos sencillos elementos: un cepillo de alambre acerado (grata) y una piqueta o martillo picaescoria, además una pinza para manipular las piezas calientes. Fuentes de energía

Para proveer la energía eléctrica necesaria para los procesos de la soldadura de arco, pueden ser usadas un número diferentes de fuentes de alimentación. La clasificación más común son las fuentes de alimentación de corriente constante y las fuentes de alimentación de voltaje constante. En la soldadura de arco, la longitud del arco está directamente relacionada con el voltaje, y la cantidad de entrada de calor está relacionada con la corriente. Las fuentes de alimentación de corriente constante son usadas con más frecuencia para los procesos manuales de soldadura tales como la soldadura de arco de gas tungsteno (GTAW) y soldadura eléctrica con electrodo revestido (SMAW), porque ellas mantienen una corriente constante incluso mientras el voltaje varía. Esto es importante en la soldadura manual, ya que puede ser difícil sostener el electrodo perfectamente estable, y como resultado, la longitud del arco y el voltaje tienden a fluctuar. Las fuentes de alimentación de voltaje constante mantienen el voltaje constante y varían la corriente, y como resultado, son usadas más a menudo para los procesos de soldadura automatizados tales como la soldadura de arco metálico con gas (GMAW), soldadura por arco de núcleo fundente (FCAW), y la soldadura de arco sumergido (SAW). En estos procesos, la longitud del arco es mantenida constante,

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puesto que cualquier fluctuación en la distancia entre material base es rápidamente rectificado por un cambio grande en la corriente. Por ejemplo, si el alambre y el material base se acercan demasiado, la corriente aumentará rápidamente, lo que a su vez causa que aumente el calor y la extremidad del alambre se funda, volviéndolo a su distancia de separación original. El tipo de corriente usado en la soldadura por arco también juega un papel importante. Los electrodos de proceso consumibles como los de SMAW y la soldadura de arco metálico protegido con gas (MIG/MAG) generalmente usan corriente directa, pero el electrodo puede ser cargado positiva o negativamente. En la soldadura, el ánodo cargado positivamente tendrá una concentración mayor de calor , y como resultado, cambiar la polaridad del electrodo tiene un impacto en las propiedades de la soldadura. Si el electrodo es cargado negativamente, el metal base estará más caliente, incrementando la penetración y la velocidad de la soldadura. Alternativamente, un electrodo positivamente cargado resulta en soldaduras más superficiales. Los procesos de electrodo no consumibles, tales como la soldadura por arco tungsteno y gas, pueden usar cualquier tipo de corriente directa, así como también corriente alterna. Sin embargo, con la corriente directa, debido a que el electrodo solo crea el arco y no proporciona el material de relleno, un electrodo positivamente cargado causa soldaduras superficiales, mientras que un electrodo negativamente cargado hace soldaduras más profundas. La corriente alterna se mueve rápidamente entre estos dos, dando por resultado las soldaduras de mediana penetración. Una desventaja de la CA, el hecho de que el arco debe ser reencendido después de cada paso por cero, se ha tratado con la invención de unidades de energía especiales que producen un patrón cuadrado de onda en vez del patrón normal de la onda senoidal, haciendo posibles pasos a cero rápidos y minimizando los efectos del problema.




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CALOR Maquinas para soldar Equipo Básico Para Soldar Al Arco

El principio con el que funcionan las máquinas está determinado por la relación entre magnetismo y electricidad; es el principio con el cual funcionan las máquinas eléctricas. Estos experimentos, junto con el perfeccionamiento de los electrodos, llevaron a la introducción de los muchos procesos para soldadura con arco que conocemos en la actualidad. En cualquier proceso para soldadura con arco, el intenso calor requerido para fundir el metal base se produce con un arco eléctrico. Un soldador experto debe tener conocimientos de electricidad para su propia seguridad y a fin de comprender el funcionamiento del equipo para soldar con arco. Aunque la soldadura con arco no es más peligrosa que otros procesos de soldadura, se deben observar algunas precauciones debido a los elevados amperajes que se utilizan y a la radiación que se desprende del arco, entre otras cosas. En este capítulo se comentarán con detalle estos aspectos, así como la relación entre la electricidad y el equipo utilizado en los procesos. Electricidad

A la electricidad sólo la conocemos por sus efectos. Es una fuerza invisible de atracción que produce una carga eléctrica. Si se provee una trayectoria entre objetos cargados que se atraen entre sí, se tendrá corriente eléctrica. Esta corriente en realidad es un flujo de electrones desde el objeto que tiene más de éstos hacia el que tiene menos, o sea, desde la terminal o extremo negativo de un conductor hacia la terminal positiva del mismo. Cuando los electrones de una corriente se mueven siempre en la misma dirección producen corriente continua (llamada a veces corriente directa). Cuando los electrones invierten su dirección a intervalos periódicos producen

Se ha descrito que la corriente eléctrica es un flujo de electrones y que el número de electrones que fluyen durante un minuto o un segundo se llama amperaje y la presión que mueve a los electrones se llama voltaje. Un generador o un alternador son el medio para poner en movimiento los electrones. Una corriente eléctrica no sólo produce un campo magnético sino también calor; éste se produce por la resistencia que hay al paso de la corriente y es la combinación que se utiliza en la soldadura. En ella, este calor se produce cuando el soldador forma el arco, ya sea al tocar el metal con el electrodo o al superponer una corriente de arranque en él. Cuando se establece la separación entre el electrodo y la pieza de trabajo, se produce resistencia y se genera calor. La rapidez de la generación del calor depende de la resistencia y de la cantidad de corriente que pase por el electrodo. Electricidad en las Máquinas para Soldar

En la soldadura, la relación entre el voltaje (presión) y el amperaje (cantidad de corriente) es de máxima importancia. En la soldadura con arco se deben tener en cuenta dos voltajes: 1) voltaje en circuito abierto (VCA) 2) voltaje de arco. El VCA es el voltaje que hay entre las terminales de la máquina cuando no se está soldando y es alrededor de 70 V a 80 V. El VA es el voltaje entre el electrodo y el metal base durante la soldadura y es de 15 V a 40 V. Cuando se forma el arco y se inicia la soldadura, el VCA se reduce hasta el valor del VA, o sea de 80 a 40 V. Al mismo tiempo, aumenta el voltaje de arco. Después, conforme se alarga el arco, el VA sube todavía más y se reduce el amperaje. Cuando se acorta el arco, se reduce el VA y aumenta el amperaje.

corriente alterna.

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Máquinas De Corriente Continua

Fig. 1. Curva característica de la caída fuerte en las fuentes de corriente constante

Las máquinas de cc se clasifican en dos tipos básicos: generador y rectificador. En un generador de cc, la corriente se produce por la rotación de una armadura (inducido) dentro de un campo eléctrico. Esta corriente alterna generada la captan una serie de escobillas de carbón y un conmutador o colector y la convierten en corriente continua. Los rectificadores básicos son transformadores de ca a los que se ha agregado un rectificador. La corriente alterna que suministra el transformador se envía al rectificador que la convierte o rectifica a corriente continua. Procesos y Fuentes de Potencia Utilizar este tipo de Para estos procesos fuente de potencia SMAW CC AC o DC GMAW VC GTAW CC AC o DC Máquinas De CA Y CC

Máquinas de Soldar con Arco

Para lograr buenas soldaduras con electricidad, se necesita una máquina que controle la intensidad de la electricidad, aumente o disminuya la potencia según se requiera y que sea segura para manejarla. Hay tres tipos principales de máquina utilizadas en la soldadura con arco: Máquina de ca (corriente alterna)  Maquina de cc (corriente continua)  Máquina de ca y cc (combinadas)  Máquinas De Corriente Alterna

Las máquinas de corriente alterna (AC) se llaman transformadores. Transforman la corriente de la línea de alimentación (que es de alto voltaje y de bajo amperaje) en una corriente útil, pero segura para soldar (que es de bajo voltaje y alto amperaje). Esto se efectúa dentro de la máquina con un sistema de un devanado primario, uno secundario y un reactor movible.

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Las máquinas de ca y cc suministran corriente alterna o continua. Cabe anotar que cc, corriente continua o directa (rectificada) es diferente al símbolo CC, que se da para aquellas fuentes de potencia de corriente constante, que como denotábamos son exclusivas tanto para el proceso SMAW y GTAW. Definiciones

Antes de utilizar una máquina para soldadura, es conveniente conocer los siguientes términos, algunos de los cuales ya se han explicado antes. Corriente alterna (AC). Corriente en la cual los electrones fluyen en una dirección y luego invierten su movimiento en intervalos regulares. Corriente continua (DC). Corriente en la cual los electrones fluyen en una sola dirección todo el tiempo. Voltaje (V). La tensión requerida para mover la corriente eléctrica.




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Voltaje de arco (VA). Voltaje a través del

arco, entre el electrodo y el metal base durante la operación de soldadura. Voltaje en circuito abierto (VCA). Voltaje que hay entre las terminales de la máquina de soldar, cuando no se está soldando. Es usual dar este término en su sigla inglesa OCV (Open Circuit Voltage). Antes de adquirir una máquina, es necesario conocer este valor, al igual que su ciclo de trabajo (Duty-Cicle) Curvas de volts y amperes. Son los trazos que muestran la salida de voltaje y amperaje de una máquina de soldar y la corriente máxima en cortocircuito para determinada graduación de la máquina. Voltaje constante. Es un voltaje estable, sin que importe la salida de amperaje de la máquina. Voltaje variable. Se utiliza para controlar el VCA dentro de límites muy precisos. Se emplea para Pendiente variable. controlar la forma de la curva de volts y amperes y, el voltaje. Amperaje (A). Cantidad de electricidad que fluye en el circuito de soldadura. También significa la potencia o el calor de una máquina de soldar con arco. Cuando se suelda con un electrodo de diámetro pequeño se requiere menos amperaje que con uno de diámetro grande. El amperímetro y el control de corriente suelen estar en el frente de la máquina de soldar. Capacidad (salida) de la máquina. Significa el amperaje máximo al cual podrá trabajar la máquina. Puede variar entre 100 y 1 200 amperes, según el tamaño de la máquina. Ciclo de trabajo.

Es la proporción porcentual del tiempo de cada periodo de diez minutos de trabajo intermitente, que una maquina (de soldar) puede permanecer una carga especificada, sin sufrir ningún calentamiento mayor que el establecido en normas. Si el régimen de servicio es de 100% no hay intermitencias en el trabajo. Una máquina para soldar especificada para ciclo de trabajo de 20%, está destinada a funcionar a su máximo amperaje durante dos minutos de cada diez. En la

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industria, el ciclo de trabajo más usual es del 60%, o sea seis de cada diez minutos. Esta clasificación se estableció para evitar daños a las máquinas para soldar. Si se usa una máquina a más de su capacidad especificada, se dañará. Especificaciones técnicas de las fuentes de poder

Cada fabricante de fuentes de poder debe suministrar una placa de especificaciones que contengan como mínimo los siguientes datos según la NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes de partes Eléctricas): de identificación del  Número fabricante. Clasificación NEMA para la máquina.  Voltaje máximo de circuito abierto.  Voltaje de arco.  Corriente del arco.  Ciclo de trabajo máximo.  Factor de potencia, o en algunos casos, cos ϕ     

Velocidad máxima en RPM sin carga, para los generadores y alternadores. Frecuencia en Hertz. Número de fases. Voltaje de soldadura. Corriente de salida en amperios.

Si se requiere soldar en diferentes lugares, se usa a menudo una máquina de soldar impulsada por un motor de gasolina o Diesel, porque es portátil y no dependen de que haya líneas eléctricas. Suministro de corriente.

Comparación de la corriente para soldar.

La soldadura con cc permite una amplia selección de electrodos y gama de corriente y máxima estabilidad de arco. Se suele utilizar para soldadura en posiciones incómodas, soldaduras de lámina metálica, soldadura de tubos, para formar recubrimiento duro y para soldar acero inoxidable. La soldadura con ca produce menos salpicaduras, consume menos corriente, requiere menos mantenimiento y es ideal para soldadura hacia abajo de placas gruesas con electrodos grandes. Por supuesto, una máquina de ca y cc ofrece las ventajas de ambos.




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Tipos de circuitos

Geometría

En algunas máquinas el cambio de corriente y de polaridad resulta tan sencillo como simplemente accionar el control Nº 2, pero en realidad lo que se hace es saber en qué conector se ubica tanto el cable que sujeta la pieza a soldar (work) y el portaelectrodos (holder)

Las soldaduras geométricamente diferentes.

Cuando la conexión se hace tal como se muestra en la figura, indica que se estará trabajando en forma correcta, es decir, se tiene un circuito con Polaridad Normal; siguiendo la trayectoria de los electrones que siempre se desplazarán de negativo a positivo, la sigla inglesa es DCSP. Por el contrario, cuando el electrodo se conecta al positivo, se dice polaridad inversa. Se denomina así, porque el flujo de electrones llega al electrodo realizando un circuito inverso al efecto Edison de la corriente.

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pueden ser preparadas de muchas maneras

Los cinco tipos soldadura son:

básicos

de

juntas

de

La junta a tope (ranura cuadrada), La junta en traslape o de regazo, La junta de esquina, La junta de borde, y La junta-T (filete). Existen otras variaciones, como por ejemplo la preparación de juntas doble-V, caracterizadas por las dos piezas de material que se biselan hasta la mitad de su altura por ambos lados. La preparación de juntas con chaflán en U sencilla o doble, son también bastante comunes. Las juntas de traslape también son muy empleadas, cuando lo amerite el diseño, su geometría o su espesor. A menudo, ciertos procesos de soldadura usan exclusivamente o casi exclusivamente diseños de junta particulares. Por ejemplo, la soldadura de punto o de resistencia, la soldadura de rayo láser, y la soldadura de rayo de electrones son realizadas más frecuentemente con juntas de traslape. Sin embargo, algunos métodos de soldadura, como la soldadura por arco con electrodo revestido, son extremadamente versátiles y pueden soldar virtualmente cualquier tipo de junta. Adicionalmente, algunos procesos pueden ser usados para hacer soldaduras multipasos, en las que se permite enfriar una soldadura, y entonces otra soldadura es realizada encima de la primera. Esto permite, por ejemplo, la soldadura de secciones




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gruesas dispuestas en una preparación de junta solo-V. Simbología

Es una forma de entendimiento abstracto entre el departamento de Ingeniería o diseño y el soldador u operario de soldadura. Se usa un sistema completo de símbolos para describir el tipo de soldadura, su tamaño, proceso y acabado. El sistema completo de símbolos se da en un estándar publicado por American National Standards Institute (ANSI) y la AWS, ANSI/AWS A2.4, símbolos para la soldadura y ensayos no destructivos.

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= Acabado superficial = Cola, Espacio para ubicar especificaciones, procesos u otras referencias = Flecha, indica el lugar de ejecución de la  soldadura = Símbolo de soldar todo alrededor ()  = La banderita indica que la soldadura se debe ejecutar en el sitio de montaje.  

Nótese que estos dos últimos símbolos siempre se colocarán en la intersección de la Línea de referencia y la flecha

La estructura del símbolo de la soldadura

La línea horizontal llamada línea de referencia, es la base en la cual se anclan el resto de símbolos de la soldadura. Las especificaciones para hacer la soldadura se encadenan en la parte de atrás o sea en la cola, y algunas otras instrucciones irán a lo largo de la línea de referencia. Una flecha conecta la línea de referencia con el empalme que debe ser soldado. En el ejemplo de arriba, la flecha sale del extremo derecho de la línea de referencia y se dirige hacia abajo y a la derecha, pero se permiten muchas otras combinaciones:

= Profundidad de preparación y profundidad de penetración, para el caso de biseles o ranuras.  x  = Longitud de la pierna (altura x base). Si sólo aparece un número al lado izquierdo del filete, indica igual dimensión para ambas piernas. = Longitud del depósito  = Distancia entre centros de los depósitos  (paso) = R Separación de raíz / profundidad de  llenado para soldadura de tapón = Angulo del surco, ranura o chaflán  = Símbolo del contorno.   

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De izquierda a derecha y de arriba a abajo se tiene: 5F: Soldar todo alrededor Tubo cuadrado al Flange Biselar a 40º en V. Obligatoriedad al miembro  de la derecha y al lado que indica la flecha. 

Biselar a 40º en J, a una profundidad de ¾”;

obligatoriedad al miembro de la derecha. Doble Chaflán en V, o Chaflán en X, con 60º y  separación de partes a 1/8” 

Doble Chaflán en V, o Chaflán en X, con 60º y

separación de partes a 1/8”.

Chaflán en V, por el lado que indica la flecha, con penetración completa (fusión continua) más un refuerzo visible en la raíz, para soldaduras efectuadas desde un solo lado. 




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 

Unión a escuadra con separación estipulada



Soldadura de Tapón donde se perfora

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Unión en Angulo interior (filete) con 1/4 “ de pierna, al otro lado de donde indica la flecha, con 2” de longitud y paso de 4”, es decir dejando un espacio de 2” entre cada depósito. únicamente el miembro superior, Cantidad 3, Ø=7/8”, separación 3”

Tapón alargado para hacer el traslape, ancho = 1”, longitud 3-1/2”, paso 5 o distancia entre centr os de 

las dos ranuras alargadas, profundidad 5/8”,

Probeta de “Junta a tope con bisel”, para calificar soldadores según la AWS D1.12008 “ Structural Welding Code – Steel ”

De acuerdo a las especificaciones del código AWS D1.1-2008 “Structural Welding Code – Steel, en su sección 4 – parte C, podremos ubicar todos los requerimientos de preparación del cupón para la prueba respectiva. En primer lugar debemos saber qué espesor de material base se va a emplear, para lo cual se debe revisar la tabla 4.2 del código. Tomemos como ejemplo los dos espesores más usados en las pruebas, de 10mm (que califica al soldador para soldar espesores hasta 20mm) y de 25mm (que califica al soldador para soldar espesores ilimitados): Diseño de junta del cupón:

Dimensiones mínimas del cupón A = 150mm (6”) B = 180mm (7”) e = 10mm (3/8”) Consideraciones a tener en cuenta:

Hay juntas similares a esta, que llevan Backing es decir platina o material de respaldo y su separación de raíz debe ser de 6 mm (1/4”), en este caso, la junta usada está precalificada por el código. Para el caso del proceso de soldadura SMAW la identificación de la junta es B-U2a. 1. Las tolerancias en la junta se pueden ver dentro del código en su sección 3 en los diseños de junta antes mencionado. 2. En toda homologación de soldador se debe contar con un procedimiento de soldadura (WPS) previamente calificado, es decir, respaldado por un registro de calificación (PQR), o un procedimiento de soldadura precalificado. El código AWS D1.1 permite utilizar procedimientos precalificados, siempre y cuando se ajusten a la sección 3 del código. Técnicas Recomendadas para realizar una junta a tope 3G.

Ángulo del chaflán total: α = 60° Separación en la raíz: R = 3,2mm (1/8 ”) Sin material de respaldo (backing)

Resumen SMAW

Sin menoscabar toda la habilidad y experiencia que tenga cada persona para ejecutar una junta de este tipo, nos permitimos sugerir que el pase de raíz siempre se haga con electrodo celulósico con un diámetro proporcional a la cara de la raíz (talón u hombro) y que pueda oscilar dentro del intersticio o separación de las dos piezas a unir, la polaridad adecuada para el ejercicio es mejor inversa, ya que se trata de una




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progresión ascendente y tal como se muestra en la siguiente figura

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realizar tanto con el electrodo positivo aplicando el movimiento intermitente o si se tiene un pulso más adiestrado y fino, se puede conectar al polo negativo de la máquina para realizar la técnica de arrastre y obtener un terminado de mejor aspecto. Calidad

Las flechas arqueadas le muestran cómo debe oscilar el extremo del electrodo el cual debe retirarse momentáneamente para permitir la solidificación del cráter y para que al volver a este, se pueda ir edificando milímetro a milímetro el depósito inicial. A este tipo de movimiento se le conoce con el nombre de látigo, en nuestro concepto se debería llamar movimiento de pincel, ya que su cadencia va permitiendo plasmar nuestra obra de arte sobre ese lienzo vertical. Preste atención a la altura del arco, porque de ella depende el calentamiento de los bordes y el control del agujero de llave (keyhole) que nos va indicando el avance correcto.

Muy a menudo, la medida principal usada para juzgar la calidad de una soldadura es su fortaleza y la fortaleza del material alrededor de ella. Muchos factores distintos influyen en esto, incluyendo el método de soldadura, la cantidad y la concentración de la entrada de calor, el material base, el material de relleno, el material fundente, el diseño del empalme, y las interacciones entre todos estos factores. Para probar la calidad de una soldadura se usan tanto ensayos no destructivos como ensayos destructivos , para verificar que las soldaduras están libres de defectos, tienen niveles aceptables de tensiones y distorsión residuales, y tienen propiedades aceptables de zona afectada por el calor (HAZ). Existen códigos y especificaciones de soldadura para guiar a los soldadores en técnicas apropiadas de soldadura y en cómo juzgar la calidad éstas. Zona afectada térmicamente

Técnicas Recomendadas para realizar una junta a tope 2G.

Al igual que en la junta anterior, para esta posición (horizontal) el fondeo se puede

Resumen SMAW

El área azul resulta de la oxidación en una temperatura correspondiente a 316 ºC. Esto es




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una manera precisa de identificar la temperatura, pero no representa el ancho de la Zona Afectada Térmicamente (ZAT). La ZAT es el área estrecha que rodea inmediatamente el metal base soldado.

La sección cruzada de una junta de extremo soldado, con el gris más oscuro representa la zona de la soldadura o zona de fusión más específicamente, ésta es donde el metal de aporte fue puesto durante el proceso, el gris medio la zona afectada por el calor ZAT, y el gris más claro el material base. Después de soldar, un número de distintas regiones pueden ser identificadas en el área de la soldadura. Las propiedades de la zona de fusión dependen primeramente del metal de aporte usado, y su compatibilidad con el material base. Esta sección se rodea por la Zona Afectada por el Calor, el área que tuvo su microestructura y propiedades que ahora han sido alteradas por la soldadura. Estas propiedades dependen del comportamiento del material base cuando está sujeto al calor. El metal en esta área es con frecuencia más débil que el material base y la zona de fusión, y es también donde son encontradas las tensiones residuales. Dependiendo de los materiales usados y la entrada de calor del proceso de soldadura usado, la zona afectada térmicamente (ZAT) puede variar en tamaño y dureza. La difusividad térmica del material base es muy importante - si la difusividad es alta, la velocidad de enfriamiento del material es alta y la ZAT es relativamente pequeña. Inversamente, una difusividad baja conduce a un enfriamiento más lento y a una ZAT más grande. La cantidad de calor inyectada por el proceso de soldadura también desempeña un papel importante, pues los procesos como la soldadura oxiacetilénica tienen una entrada de calor no concentrado y aumentan el tamaño de la zona afectada. Los procesos como la soldadura por rayo láser tienen una cantidad

Resumen SMAW

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altamente concentrada y limitada de calor, resultando una ZAT pequeña. La soldadura de arco cae entre estos dos extremos, con los procesos individuales variando algo en entrada de calor. Para calcular el calor para los procedimientos de soldadura de arco, puede ser usada la siguiente fórmula:

en donde, Q = entrada de calor (kJ/mm), I = corriente (A), y V = voltaje (V), S = velocidad de la soldadura (mm/min)

El rendimiento depende del proceso de soldadura usado, con la soldadura de arco de metal revestido teniendo un valor de 0,75, la soldadura por arco metálico con gas y la soldadura de arco sumergido, 0,9, y la soldadura de arco de gas tungsteno, 0,8. Distorsión y agrietamiento

Los métodos de soldadura que implican derretir el metal en el sitio del empalme son necesariamente propensos a la contracción a medida que el metal calentado se enfría. A su vez, la contracción puede introducir tensiones residuales y tanto distorsión longitudinal como rotatoria.

La distorsión puede plantear un problema importante, puesto que el producto final no tiene la forma deseada. Para aliviar la distorsión rotatoria, las piezas de trabajo pueden ser compensadas, de modo que la soldadura dé lugar a una pieza correctamente formada. Otros métodos de limitar la distorsión, como afianzar en el lugar las piezas de trabajo con abrazaderas, causa la acumulación de la tensión residual en la zona




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afectada térmicamente del material base. Estas tensiones pueden reducir la fuerza del material base, y pueden conducir a la falla catastrófica por agrietamiento en frío . Este tipo de falla está limitado a los aceros, y está asociado a la formación de martensita mientras que la soldadura se enfría. El agrietamiento ocurre en la ZAT del material base. Para reducir la cantidad de distorsión y estrés residual, la cantidad de entrada de calor debe ser limitada, y la secuencia de soldadura usada no debe ser de un extremo directamente al otro, sino algo en segmentos. El otro tipo de agrietamiento, es el agrietamiento en caliente o agrietamiento de solidificación, puede ocurrir en todos los metales, y sucede en la zona de fusión de la soldadura. Para disminuir la probabilidad de este tipo de agrietamiento, debe ser evitado el exceso de material restringido, y debe ser usado un material de aporte apropiado. Soldabilidad

La calidad de una soldadura también es dependiente de la combinación de los materiales usados para el material base y el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables. Aceros

La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabilidad del acero depende de su composición química, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleación resultando en mayor templabilidad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero al carbono simple.

Resumen SMAW

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El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación decrece. La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleación fueron desarrollados especialmente para los usos en la soldadura durante los años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura. Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequeña de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables, y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales. Designación de los aceros (SAE - AISI)

El instituto americano del hierro y el acero (ANSI) y la sociedad de ingenieros automotrices (SAE) clasifican e identifican los aceros mediante un prefijo y cuatro o cinco dígitos. El primer digito indica el tipo de acero, el segundo indica la cantidad aproximada de

elemento de aleación. Los últimos dos o tres




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dígitos indican el contenido de carbono en centésimas por ciento. Si el primer digito es: 1: es un acero al Carbono 2: es un acero al Níquel 3: es un acero al Cromo-Níquel 4: es un acero al Molibdeno, etc.

E – 2 3 3 5 % CARBON XX/100 Aquí, sería 0,35% C 3 5 % de Ni ACERO AL NIQUEL Horno Eléctrico Prefijos utilizados por AISI:

El Instituto Americano del Hierro y el Acero, emplea un prefijo para indicar el proceso de elaboración del acero: A – acero aleado Martin Siemens B – acero al carbono Bessemer ácido C – acero al carbono Martin Siemens básico D – acero al carbono Martin Siemens ácido E – acero al C Aleado en horno eléctrico Designación básica de los aceros Serie

De construcción Fácil mecanizado (azufre) Fácil mecanizado (azufre fosforo) Aceros al manganeso

Alto C de manganeso Aceros al níquel

3.50 % níquel 5.00 % níquel

Resumen SMAW

3XXX 1.25 % Ni 0.60 % Cr 31XX 1.75 % Ni 1.00 % Cr 32XX 3.5 % Ni 1.5 % Cr 33xx Con 3.00% 0.80% de Cr 34XX Aceros resistentes a la corrosión y 30XXX Aceros al cromo níquel

el calor

Ej.: un acero 2335 Es un acero al Ni, con un 3,5% de Ni y un 0.35% de carbono, en donde:

Tipo de acero Aceros al carbono

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1XXX 10XX 11XX 12XX 13XX 15XX 2XXX 23XX 25XX

4XXX 40XX 41XX 43XX Aceros al Níquel - Molibdeno 46XX-48XX 5XXX Aceros al cromo Bajo contenido de cromo (0.9%) 51XX Medio contenido de cromo 52XX Resistentes a corrosión y al calor 51XXX 6XXX Aceros al cromo vanadio Con 0.9% Cr - 0.15% V 61XX 7XXX Aceros al tungsteno Aceros al Cr – Ni - Mo 86XX - 87XX 92XX Aceros al manganeso silicio Aceros al Ni – Cr – Mo 93XX Aceros al Mn-Ni-Cr-Mo 94XX Aceros al Ni-Cr-Mo 97XX Aceros al Ni-Cr-Mo 98XX Aceros con Boro, mín. 0.0005 % B. XXBXX Aceros al molibdeno Carbono – con 0.25% Mo 0.9% Cromo – 0.29%molibdeno 0.8% Cr – 1.8% Ni - 0.5% Mo

Seguridad

La soldadura sin las precauciones apropiadas puede ser una práctica peligrosa y dañina para la salud. Sin embargo, con el uso de la nueva tecnología y la protección apropiada, los riesgos de lesión o muerte asociados a la soldadura pueden ser prácticamente eliminados. El riesgo de quemaduras o electrocución es significativo debido a que muchos procedimientos comunes de soldadura implican un arco eléctrico o flama abiertos. Para prevenirlas, las personas que sueldan deben utilizar ropa de protección, como calzado homologado, guantes de cuero gruesos y chaquetas protectoras de mangas largas para evitar la exposición a las chispas, el calor y las posibles llamas. Además, la exposición al brillo del área de la soldadura




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produce una lesión llamada ojo de arco (queratitis) por efecto de la luz ultravioleta que inflama la córnea y puede quemar las retinas. Las gafas protectoras y los cascos y caretas de soldar con filtros de cristal oscuro se usan para prevenir esta exposición, y en años recientes se han comercializado nuevos modelos de cascos en los que el filtro de cristal es transparente y permite ver el área de trabajo cuando no hay radiación UV, pero se auto oscurece en cuanto esta se produce al iniciarse la soldadura. Para proteger a los espectadores, la ley de seguridad en el trabajo exige que se utilicen mamparas o cortinas translúcidas que rodeen el área de soldadura. Estas cortinas, hechas de una película plástica de cloruro de polivinilo, protegen a los trabajadores cercanos de la exposición a la luz UV del arco eléctrico, pero no deben ser usadas para reemplazar el filtro de cristal usado en los cascos y caretas del soldador. A menudo, los soldadores también se exponen a gases peligrosos y a partículas finas suspendidas en el aire. Los procesos como la soldadura por arco de núcleo fundente y la soldadura por arco metálico blindado producen humo que contiene partículas de varios tipos de óxidos, que en algunos casos pueden producir cuadros médicos como la llamada fiebre del vapor metálico. El tamaño de las partículas en cuestión influye en la toxicidad de los vapores, pues las partículas más pequeñas presentan un peligro mayor. Además, muchos procesos producen vapores y varios gases, comúnmente dióxido de carbono, ozono y metales pesados, que pueden ser peligrosos sin la ventilación y la protección apropiados. Para este tipo de trabajos, se suele llevar mascarilla para partículas de clasificación FFP3, o bien mascarilla para soldadura. Debido al uso de gases comprimidos y llamas, en muchos procesos de soldadura se plantea un riesgo de explosión y fuego. Algunas precauciones comunes incluyen la limitación de la cantidad de oxígeno en el aire y mantener los materiales combustibles lejos del lugar de trabajo.

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La seguridad en la soldadura Según ANSI Z49.1 ( NTC 4066 ), las medidas

de seguridad necesarias para trabajar con soldadura con arco son las siguientes. Recomendaciones soldadura con arco

generales

sobre

Antes de empezar cualquier operación de soldadura de arco, se debe hacer una inspección completa del soldador y de la zona donde se va a usar. Todos los objetos susceptibles de arder deben ser retirados del área de trabajo, y debe haber un extintor apropiado de PQS (polvo químico seco) o de CO2 a la mano, no sin antes recordar que en ocasiones puede tener manguera de espuma mecánica. Los interruptores de las máquinas necesarias para el soldeo deben poderse desconectar rápida y fácilmente. La alimentación estará desconectada siempre que no se esté soldando, y contará con una toma de tierra Los portaelectrodos no deben usarse si tienen los cables sueltos y las tenazas o los aislantes dañados. La operación de soldadura deberá llevarse a cabo en un lugar bien ventilado pero sin corrientes de aire que perjudiquen la estabilidad del arco. El techo del lugar donde se suelde tendrá que ser alto o disponer de un sistema de ventilación adecuado. Las naves o talleres grandes pueden tener corrientes no detectadas que deben bloquearse. Equipo/Elementos de Protección Personal

(EPP) La radiación de un arco eléctrico es enormemente perjudicial para la retina y puede producir cataratas, pérdida parcial de visión, o incluso ceguera. Los ojos y la cara del soldador deben estar protegidos con un casco de soldar homologado equipado con un visor filtrante de grado apropiado. La ropa apropiada para trabajar con soldadura por arco debe ser holgada y cómoda, resistente a la temperatura y al fuego. Debe estar en buenas condiciones, sin agujeros ni remiendos y limpia de grasas y aceites. Las camisas deben tener mangas largas, y los




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pantalones deben ser de bota larga, acompañados con zapatos o botas aislantes que cubran completamente la piel. Deben evitarse por encima de todo las descargas eléctricas, que pueden ser mortales. Para ello, el equipo deberá estar convenientemente aislado (cables, tenazas, portaelectrodos deben ir recubiertos de aislante), así como seco y libre de grasas y aceite. Los cables de soldadura deben permanecer alejados de los cables eléctricos, y el soldador separado del suelo; bien mediante un tapete de caucho, madera seca o mediante cualquier otro aislante eléctrico. Los electrodos nunca deben ser cambiados con las manos descubiertas o mojadas o con guantes mojados. Los peligros relacionados con la soldadura suponen una combinación poco habitual de riesgos contra la salud y la seguridad. Por su propia naturaleza, la soldadura produce humos y ruido, emite radiación, hace uso de electricidad o gases y puede provocar quemaduras, descargas eléctricas, incendios y explosiones. Algunos peligros son comunes tanto a la soldadura por arco eléctrico como a la realizada con gas y oxígeno. Si trabaja en labores de soldadura, o cerca de ellas, observe las siguientes precauciones generales de seguridad: Suelde solamente en las áreas designadas. Utilice solamente equipos de soldadura  en los que haya sido capacitado.  Sepa qué sustancia es la que está soldando y si ésta tiene o no revestimiento. Lleve puesta ropa de protección para  cubrir todas las partes expuestas del cuerpo que podrían recibir chispas, salpicaduras calientes y radiación. La ropa de protección debe estar seca  y no tener agujeros, grasa, aceite ni ninguna otra sustancia inflamable. Lleve puestos guantes incombustibles,  un delantal de cuero o asbesto, y zapatos altos 

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para protegerse bien de las chispas y salpicaduras calientes. Lleve puesto un casco hermético  específicamente diseñado para soldadura, dotado de placas de filtración para protegerse de los rayos infrarrojos, ultravioleta y de la radiación visible. Nunca dirija la mirada a los destellos  producidos, ni siquiera por un instante. Mantenga la cabeza alejada de la  estela, manteniéndose detrás y a un lado del material que esté soldando. Haga uso del casco y sitúe la cabeza  correctamente para minimizar la inhalación de humos en su zona de respiración. Asegúrese de que exista una buena  ventilación por aspiración local para mantener limpio el aire de su zona de respiración. No suelde en un espacio reducido sin  ventilación adecuada y sin un respirador aprobado por NIOSH. No suelde en áreas húmedas, no lleve  puesta ropa húmeda o mojada ni suelde con las manos mojadas. No suelde en contenedores que hayan  almacenado materiales combustibles ni en bidones, barriles o tanques hasta que se hayan tomado las medidas de seguridad adecuadas para evitar explosiones. Si trabajan otras personas en el área,  asegúrese de que hayan sido avisadas y estén protegidas contra los arcos, humos, chispas y otros peligros relacionados con la soldadura. No se enrolle el cable del electrodo  alrededor del cuerpo. Aterrice el equipo de soldadura con la  conexión de masa o de tierra y el metal que esté soldando. Observe si las mangueras de gas tienen  escapes, usando para ello un gas inerte o una mezcla jabonosa. Revise las inmediaciones antes de  empezar a soldar para asegurarse de que no haya ningún material inflamable ni disolventes desgrasantes. Vigile el área durante y después de la  soldadura para asegurarse de que no haya




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lumbres, escorias calientes ni chispas encendidas que podrían causar un incendio. Localice el extinguidor de incendios  más próximo antes de empezar a soldar. Deposite todos los residuos y  despuntes de electrodo en un recipiente de desechos adecuado para evitar incendios y humos tóxicos. Si tiene alguna pregunta acerca de los aspectos de salud y seguridad relacionados con la soldadura, hable con su supervisor Costos y tendencias

Como un proceso industrial, el costo de la soldadura juega un papel crucial en las decisiones de la producción. Muchas variables diferentes afectan el costo total, incluyendo el costo del equipo, el costo de la mano de obra, el costo del material, y el costo de la energía eléctrica. Dependiendo del proceso, el costo del equipo puede variar, desde barato para métodos como la soldadura de arco de metal blindado y la soldadura de oxicombustible, a extremadamente costoso para métodos como la soldadura de rayo láser y la soldadura de haz de electrones. Debido a su alto costo, éstas son solamente usadas en operaciones de alta producción. Similarmente, debido a que la automatización y los robots aumentan los costos del equipo, solamente son implementados cuando es necesaria la alta producción. El costo de la mano de obra depende de la velocidad de deposición (la velocidad de soldadura), del salario por hora y del tiempo total de operación, incluyendo el tiempo de soldar y del manejo de la pieza. El costo de los materiales incluye el costo del material base y de relleno y el costo de los gases de protección. Finalmente, el costo de la energía depende del tiempo del arco y el consumo de energía de la soldadura. Para los métodos manuales de soldadura, los costos de trabajo generalmente son la vasta mayoría del costo total. Como resultado, muchas medidas de ahorro de costo se enfocan en la reducción al mínimo del tiempo de operación. Para hacer esto, pueden seleccionarse procedimientos de soldadura con altas velocidades de deposición y los parámetros de soldadura pueden ajustarse para aumentar la velocidad de la soldadura. La mecanización y la automatización son frecuentemente implementadas para reducir los costos de trabajo, pero con a menudo ésta aumenta el costo de equipo y crea tiempo adicional de disposición. Los costos de los materiales tienden a incrementarse cuando son necesarias propiedades especiales y los costos de la energía normalmente no suman más que un porcentaje del costo total de la soldadura. En años recientes, para reducir al mínimo los costos de trabajo en la manufactura de alta producción, la soldadura industrial se ha vuelto cada vez más

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automatizada, sobre todo con el uso de robots en la soldadura de punto de resistencia (especialmente en la industria del automóvil) y en la soldadura de arco. En la soldadura robotizada, unos dispositivos mecánicos sostienen el material y realizan la soldadura, y al principio, la soldadura de punto fue su uso más común. Pero la soldadura de arco robótica ha incrementado su popularidad a medida que la tecnología ha avanzado. Otras áreas clave de investigación y desarrollo incluyen la soldadura de materiales distintos (como por ejemplo, acero y aluminio) y los nuevos procesos de soldadura. Además, se desea progresar en que métodos especializados como la soldadura de rayo láser sean prácticos para más aplicaciones, por ejemplo en las industrias aeroespaciales y del automóvil. Los investigadores también tienen la esperanza de entender mejor las frecuentes propiedades impredecibles de las soldaduras, especialmente la microestructura, las tensiones residuales y la tendencia de una soldadura a agrietarse o deformarse. Especificaciones de soldadura

American Society of Mechanical Engineers Boiler and Pressure Vessel Code - Section IX American Welding Society – Structural  Welding Code American Welding Society – Bridge Welding  Code American Welding Society (AWS) D1.1  Código de Soldadura Estructural - Acero Soldadura de tuberías - American Petroleum  Institute (API) Código 1104 Soldadura de recipientes a presión y calderas  ASME Sección IX 

Páginas consultadas: http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura • Manual de So ldadura EXSA-OERLIKON Edición 1 995. • ASM-HANDBOOK Welding Brazing and Soldering. • Filler Metal Specifications American Welding Society. • Welding Handbook.

American Welding Society. • Handbuck Schwi Bzusatzwerkstoffe. Técnica y práctica de la soldadura

Escrito por Joseph W. Giachino,William Weeks http://www.millerwelds.com/ http://soldando.blogspot.com/


NOTAS


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