So-JAPe-88

.

Prefacio

El propósito de esta texto es ayudar al estudiante en los principios básicos de la soldadura. En toda la obra se rocalcnn los aspectos do In seguridad. Para ayudar al estudiante, cada sección va seguida por un breve repaso y cada capítulo concluye con un repaso general. Éste se divide en dos partes; la parte II está destinada a motivar o provocar una investigación más a fondo del tema por parte del estudiante. Cada capítulo incluye también una lista de puntos y palabras que debe recordar, la cual tiene el propósito de reforzar los aspectos importantes del capítulo y repetir palabras que sean nuevas para el estudiante. Se ha dado mayor importancia a la aplicación práctica; los ejercicios prácticos están ordenados en una secuencia lógica. Sin embargo, hay cierta flexibilidad dentro de cada área. Los capítulos relacionados con soldadura avanzada siguen el concepto básico de la obra, es decir, los principios de la soldadura. No se pretende que constituyan un curso completo sobre soldadura avanzada, pero permiten al instructor avanzar más allá de las técnicas primarias de soldadura, si así lo desea. En esta segunda edición, se ha agregado material adicional de lectura al final de algunos capítulos para los estudiantes deseosos de lograr

mayores conocimientos. So '".cluyen sugerencias y conocimientos útiles en relación con las técnicas y operaciones especiales. En esta segunda edición se utilizan solamento el sistema métrico y el sistema internacional (SI) y se hace una breve descripción de ellos. El autor desea agradecer a las siguientes compañías su generosa ayuda y cooperación para preparar este libro. Por las fotografías e ilustraciones: Canadian Liqüid Air, Ltd.; Deloi - Stellite; ESAB, Ltd.; The Harris Calorific Company; Hobart Brothers Company; The James F. Lincoln Are Welding Foundation; The Lincoln Electric Company; Modern Engineering Company (MECO); Union Carbide Ganada, Limited; y The American Welding Society. Por el permiso para usar ciertos artículos de sus publicaciones y trabajos: Por los artículos sobre soldadura, corte y soldadura fuerte con oxiacetileno: Union Carbide Canadá, Limited, del Oxy-AcetyJene Handbook, Second Edition, de su División Linde; Modern Engineering Company (MECO) de su Instruction ManuaJ [Service BuJíetin No.lj; The Harris Calorific Company, de su Instrucfion Manual.

Por el artículo sobre expansión y contracción y entramado dol hierro fundido: Tho Jarnos F. Lincoln Are Wolding Foundation, do Molols «nd How to WeJd Them.

Por el_material sobre recubrimiento duro de suporficio; Doloro Stollito, El autor también desea expresar su gratitud a su esposa y familia por su paciencia, ayuda y comprensión y al Sr. D. Richardson

Por el material sobre la fabricación de acero: Steel Co., of Canadá.

J.A.P.

Por el artículo sobre electrodos de bajo hidrógeno: ESAB, Ltd., de sus Hints on the Use of O.K. Low-Hydrogen Eíectrodes.

vi

Contenido

Prefacio Reglas de seguridad Sistema métrico y SI on la Industria do lu soldadura

Introducción Capítulo 1 Capitulo 2

V IX X1I1

Pericias para soldadura Dilatación y contracción

Soldadura oxiacetilénica (autógena) Capítulo 3 Gases y equipo para oxiacetileno Capítulo 4 Prácticas para soldadura oxiacetilénica Capítulo 5 Cinco uniónos básicas Capítulo 6 Pruebas de las uniones Capítulo 7 Corte oxiacetilénico Capítulo 8 Soldadura fuerte Capítulo 9 Soldadura de plata Soldadura de arco Capítulo 10 Método y seguridad en la soldadura de arco Seguridad en la soldadura de arco Términos y oquipo eléctricos Capítulo 11 Fundamentos do la soldadura de arco Capítulo 12 Electrodos Capítulo 13 Uniones con soldadura do arco

1 10

*.

20 42 56 67 77 93 103

106 107 112 122 132 146

Soldadura avanzada

Capítulo 14

Soldadura en posiciones incómodas (fuera de la posición horizontal)

158

Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo

Metales Soldadura de otros metales TIG, MIG y otros procesos Símbolos de soldadura

167 179 197 220

15 16 17 18

índice .

.227

vüi

Reglas de seguridad

Las investigaciones de las compañías de seguros y organizaciones de seguridad han demostrado que la soldadura no es más peligrosa que cualquier otro trabajo artesunal u ocupación. Igual que en cualquier otro trabajo, existen ciertas precauciones que se deben tomar para protección de uno mismo y de los demás. Las reglas de seguridad onumoradaa a continuación, so comentarán on dotalle a modida quo aparezcan en los siguientes capítulos. SEGURIDAD PERSONAL 1. Use siempre gafas protectoras cuando trabaje con un soplete encendido. 2. Use guantes de un material resistente al calor para protegerse las manos y las muñecas. Manténgalos libres de grasa o aceite. 3. Mantenga la ropa libre de grasa o aceite. Nunca use el oxígeno para limpiar su ropa; la grasa o el aceite al combinarse con el oxígeno se inflamr ^án. 4. No permí'a que la ropa se sature con oxígeno. 5. Es preferible usar ropa de lana en vez de algodón o fibras sintéticas porque arde con menos facilidad y protege la piel contra las altas temperaturas. 6. Nunca use aceite en los reguladores, cilindros o conexiones para oxígeno o sopletes ni en las inmediaciones de ellos. Mantenga sus manos libres de aceite. 7. Al soldar o cortar con equipo de oxiacetileno, use ropa resistente al fuego (delantal, manguitos, perneras, guantes). Use las mangas largas, las bolsas sueltas cerradas y las valencianas del pantalón desdobladas para que no se queden allí chispas o escorias calientes. 8. Use un respirador cuando vaya a soldar hierro galvanizado, latón o bronce. 9. Use un respirador cuando suelde o corte materiales que contengan o estén recubiertos con plomo, zinc, aluminio, mercurio, cadmio o berilio; desprenden vapores tóxicos. 10. No trabajo con equipo quo sospecho osla defectuoso. Informe do inmediato.

PREVENCIÓN DE INCENDIOS 1. Koliru Iodo oí m a l u r i n l <:ombiinl¡bln ditl l u n a r on dundo vnyn u noldtir u n cufiar untes tío ompozar u trabajar. 2. Conozca de antemano el lugar exacto donde están los extinguidores de incendio. 3. Cuando haga la apertura inicial de un cilindro, no abra el cilindro de acetileno cerca de una llama. 4. Cierre todas las válvulas de oxígeno y acetileno cuando termine el trabajo. No deje gas en las mangueras.' CUIDADOS CON LOS CILINDROS 1. Siempre conecte el regulador correcto a las válvulas del cilindro. 2. Para evitar daños a los reguladores y manómetros, abra con lentitud las válvulas do los cilindros. 3. Cuando abra un cilindro, no se pare frente a la válvula. 4. A b r a la v á l v u l a dol cilindro do Hculiloiio nulo !.!> viiollmi. 5. Abra por completo las válvulas del cilindro de oxígeno cuando esté en uso. 6. Los cilindros deben estar siempre amarrados o sujotos do modo quo no no puedan caer. . 7. Nunca forme un arco contra un cilindro. 8. Nunca use un martillo o una llave de tuercas común para abrir la válvula de un cilindro. 9. Nunca permita que una llama haga contacto con un cilindro. 10. Nunca trate de violar o alterar los aparatos o marcas de seguridad en el cilindro. CUIDADOS CON LAS MANGUERAS 1. Nunca use acetileno para sopletear (purgar) una manguera nueva. 2. Nunca intente reparar una manguera con cinta adhesiva o alambre. 3. Para probar si las manguorns tionon fugas, sumérjalas on agua (non oí gas n la presión normal de trabajo en ellas). Para probar si hay fugas en las conexiones, aplique agua jabonosa y observe si se forman burbujas. 4. Las conexiones estándar de las mangueras tienen colores de identificación. Las do oxigeno son vorclos y liunon rosca doroclia. Las (Jo ucaliloho son rojas, con rosca izquierda y, además, tienen la tuerca ranurada. No trate de conectar las mangueras por la fuerza. ! OPLETES Y SU ENCENDIDO 1. Nunca use cerillos (fósforos) para encender un soplete. 2. Use siempre el encendedor de fricción. 3. No intente volver a encender un soplete con el metal caliente, en particular en lugares cerrados. A veces, los gases no encienden de inmediato con el metal caliente y se puede producir una explosión. 4. Use siempre las presiones correctas. 5. No use el acetileno a presiones mayores de 100 kPa.* 6. Nunca cuelgue el soplete o las mangueras de las válvulas o de los reguladores de los cilindros.

* Los manómetros que estén calibrados en libras por pulgada cuadrada o en kgf/cm 2 no deben tener una lectura mayor de 15 libras o de 1.06 kgf/cm 2 .

SOLDADURA DE ARCO 1. Use siempre la careta con los vidrios de filtro del grado correcto. 2. Revise que los vidrios no estén rotos ni agrietados antes de empezar a soldar. 3. Use ropa resistente al fuego todo el tiempo. 4. Cerciórese de que las demás personas estén protegidas contra los rayos de luz antes de empezar a soldar. 5. Mantenga las mangas bajadas y abrochadas y abotónese la ropa hasta el ." cuello. 6. Ponga el interruptor de la máquina en posición de apagado ("OFF") al acabar el trabajo. 7. No deje el electrodo en el portaelectrodo. 8. Revise que todas las conexiones estén apretadas antes de empezar el trabajo. 9. Nunca trabaje en un lugar que esté húmedo, o mojado. 10. Use gafas de seguridad cuando quite la escoria de una soldadura con un cinr^l. 11. Compruebe que la pieza de trabajo o el banco estén correctamente conectados a tierra. 12. Informe de inmediato si ha sufrido deslumbramiento o le han caído rebabas en los ojos. 13. Ponga las colas (cabos) de los electrodos en un recipiente; no las arroje al piso. Se hace hincapié en las reglas de seguridad en toda la obra. Aprender y aplicar estas reglas es del más elemental sentido común.

Sistema métrico y SI en la industria de la soldadura

Los países de habla inglesa ya han aceptado P! sistema métrico y el SI para sustituir al sistema inglés de pulgadas, libras, etc., y los instrumentos de medición. El sistema que se ha adoptado se conoce como SI, abreviatura de Sistema Internacional. Es el sistema de mediciones más avanzado y sencillo que jamás se haya usado. Todas las instituciones en los países de habla inglesa, incluso los gobiernos, industrias, hospitales y escuelas están cambiando sus operaciones, herramientas y normas al SI. El SI, igual que el sistema métrico, está basado en la conveniencia del uso del número diez. La mayoría de las unidades se pueden multiplicar o dividir por factores de diez para formar múltiplos y submúltiplos de las unidades originales. Estas unidades se indican con prefijos y símbolos que se agregan a la unidad original o su símbolo. A continuación aparecen los prefijos comunes con sus símbolos y significados. PREFIIO gigamegakilohectodecadecicenti-

SÍMBOLO G M k h da d c

SIGNIFICADO mil millones un millón mil cien diez una décima una centésima

milimicro nano-

m Vn

una milésima una millonésima ma milmillonésüna

Para usar el SI, existen ciertas normas establecidas. Los símbolos de las unidades sólo se deben usar en cifras escritas con números. Un ejemplo es el símbolo % después de números escritos con cifras. Cuando hay más de cuatro dígitos a la derecha, la izquierda o ambas, del punto decimal, cada grupo de tres números se separa con un espacio en vez de una coma. Además, siempre se escribe el cero antes del punto decimal si no va precedido de otro número. En todo este libro se utiliza el SI, salvo en casos aislados que se harán notar. Por ejemplo, se hace una cuidadosa distinción entre masa y peso, el cual sólo se debe aplicar a la fuerza de gravedad que actúa sobre una masa. Una conversión, aunque sea a un sistema de medidas más sencillo, implica una serie de problemas. En primer lugar, las herramientas, materiales y productos fabricados de acuerdo con los antiguos estándares y normas se deben sustituir en forma gradual. Para ello, hay que establecer nuevos estándares y normas de común acuerdo entre los gobiernos y las industrias. En segundo lugar, hay que enseñar al púb.'co P! nuevo sistema y se deben establecer o buscar mercados para los nuevos tamaños. En tercer lugar, hay que fa-

CANTIDAD

SÍMBOLO

UNIDAD

longitud

m mm

metro milímetro

área

m2 mm 2

metro cuadrado milímetro cuadrado

volumen (capacidad)

m3 dm3 (1) cm3 mm3

metro cúbico decímetro cúbico (litro) centímetro cúbico milímetro cúbico

masa

8 kg

gramo kilogramo

tiempo

s, min

segundo, minuto

corriente eléctrica

A

ampere

potencial eléctrico

V

volt

resistencia eléctrica

Q

ohm

temperatura

K, "C

Kelvin, grados Celsius

frecuencia

Hz

hertz

fuerza

N

nowton

presión

Pa

pascal

kPa

kilopascal

energía

I

joule

potencia

W

watt

bricar y vender las nuevas herramientas, materiales y productos. En algunas industrias, la conversión del sistema inglés al SI requerirá varios años. En la lista anterior aparecen las cantidades del SI de uso común en la soldadura y sus símbolos. En la industria de la soldadura falta mucho trabajo de conversión por hacer. Ya hay disponibles dos nuevas normas canadienses (CSA): 312.1, Dimensiones preferidas de productos de metoJ plano y 312.2, Dimensiones preferidas para productos metálicos redondos, cuadrados, rectangulares y hexagonales. ..''tas normas indican cuáles deben ser los nuevos tamaños de productos metálicos en

,

el sistema métrico; sin embargo, algunos todavía no están disponibles en el mercado. No se han expedido todavía normas canadienses para formas en ángulo y perfiles. Los electrodos, por lo general, se venden por libras y se siguen fabricando en medidas inglesas (véase la tabla en la página siguiente). Los números de calibre para lámina metálica todavía son a base de pulgadas. Los manómetros existentes pueden estar calibrados en libras por pulgada cuadrada y en kgf/cm 2 en vez de kilopascalas. El estudiante de nuestros días tiene y tendrá que trabajar en lo sucesivo con el SI, pero debe conocer también el sistema de medidas inglesas

que todavía están y seguirán en uso. Para ello, en esta obra todos los valores están en el SI; pero los aspectos especiales en donde es fácil que todavía prevalezca el sistema de medidas en pulgadas y libras para herramientas, productos o materiales,

se mencionan y explican en el texto. Aparte de estos casos raros, no se dan las conversiones. Si es necesario recurrir a las tablas de conversión, casi todas las obras publicadas en español ya las incluyen.

TABLA COMPARATIVA DE TAMAÑOS DE ELECTRODOS, BRITÁNICOS Y NORTEAMERICANOS PARA SOLDADURA DE ARCO PROTEGIDO1 Métrico mm

pulg

Calibre pulg

No.

Fracción aproximada pulgadas

2

0.0787

14 0.080

5/64

2.5

0.0984

12 0.104

3/32

3.152

0.1240

10 0.128

1/8

3.253

0.1280

4

0.1576

8 0.160

5/32

5

0.1969

6 0.192

3/16

64

0.2362

4 0.232

7/32

6.3

0.2481

H

o,:tir»o

10

0.3937

1/4 O

o.:»2
5/10 3/8

1 Esta

tabla no incluye los tamaños métricos preferidos en Estados Unidos que no habían sido establecidos en la fecha de publicación. 2La British Standard Institution (BS) en las Especificaciones para Electrodos Recubierlos (BS 639:1969) propone que con excepción de los tamaños de 3.15 y 6 mm, las medidas métricas de la primera columna sean adoptadas como estándar.

3E1

electrodo de 3.25 mm de diámetro tiene uso extenso en la actualidad y seguirá así hasta que pueda suprimirse cuando disminuya su uso. 4 El diámetro de 6 mm no es uno de los , referidos, pero se ha incluido, porque la capacidad de algunos equipos de soldadura existentes hace impráctico el uso del de 6.3 mm.

XV

INTRODUCCIÓN

Pericias para soldadura Proceso de soldadura

El método más antiguo para unir o soldar metales se basaba en calentar dos piezas de metal en una fragua hasta que estaban blax das y flexibles. Después se martillaban o forjaban las piezas entre sí en un yunque y se dejaban enfriar y endurecer. A comienzos del siglo XX, se popularizó otro método para unir metales. Este método, llamado soldadura por vaciado, se utilizaba para reparar piezas fundidas que tenían grietas o defectos. Para

Soldar es el proceso de unir o juntar metales, ya sea que se calienten las piezas de metal hasta que se fundan y se unan entre sí o que se calienten a una temperatura inferior a su punto de fusión y se unan o liguen con un metal fundido como relleno. Otro método es calentarlas hasta que se ablanden lo suficiente para poder unirlas con un martillo o a presión.

SOLDADURA FUSIÓN

T

SIN FUSIÓN.

SOLDADURA FUERTE 1 LLAMA 1

ARCO

"1

1

I

1 RCO DE ARBÓN

11 ARCO METÁLICO

FORJA

1

1

RESISTENCIA

1

SOLDADURA DE BRONCE

SOLDADURA DE PLATA

ARCO PROTEGIDO

OXIACETlLENO

Fig. 1-1 Tabla do procosos do soldadura

j_

OXHÍDRICA

i i

1

PROYECCIÓN POR PUNTOS COSTURA

1 ATC *

hacer las piezas fundidas se vacía el metal fundido en un molde y se deja enfriar con lentitud, para que se adapte a su forma. Cuando se necesita reparar una pieza fundida se forma un molde alrededor de la pieza dañada. Se vacía o cuela hierro fundido una y otra vez sobre los bordes de la fractura hasta que se funden. Después, se cierra el molde y se deja que el hierro enfríe y solidifique. Esta forma de soldar es una operación de vaciado (colado) en miniatura y de ahí su nombre de soldadura por vaciado. Ninguno de estos métodos resultó muy práctico. Las piezas grandes de metal no se podían soldar en la forja y, a menudo, las uniones o soldaduras no eran fuertes ni duraderas. A principios del siglo XX se desarrolló un método mejor. Este método, llamado soldadura por fusión, produce una unión permanente que es tan fuerte o más que el metal de las piezas que se van a unir. La tecnología y la ciencia de la soldadura han avanzado con tal rapidez en los últimos años, que sería casi imposible enumerar todos los métodos diferentes de soldadura que actualmente están en uso. Sin embargo, todos recaen en dos categorías diferentes: soldadura por fusión y soldadura sin fusión. En la figura 1-1 se ilustran unos cuantos procesos do soldadura y un dofinon ln.s don cntoflorius, F.l principio en el cual se basa el proceso determina la categoría a la cual pertenece. La soldadura por fusión es cualquier proce so para inír metales que implica -fundirlos. La soldao-jirá sin fusión es cualquier proceso;, para unir metales en el cual no se requiere fundirlos. La soldadura; sin fysión, por su. puesto", no incluye el uso; de tornillos o pernos,,^remaches (roblones) ni de cualquier su¿: ^jétadpp'del tipo mecánico. í'¿

Soldadura por fusión Los dos procosos principólos on la soldadura por fusión son la soldadura de arco y la soldadura con

En los procesos de soldadura de arco se emplea el calor creado por una corriente eléctrica para elevar la temperatura de los metales a la requerida para soldarlos.

Cortesía ae ttobart tírothers Company Fig. 1-2 Soldadura de arco metálico i En la soldadura de arco metálico se establece muí r o r r i í m l i ! olóctrlcn (miro loa ninlalnii y una vdrilla que sirve como electrodo. Este electrodo se sujeta en un soporte especial que el soldador sostiene en la mano. El calor requerido para fundir los metales proviene del arco que se crea cuando la corriente eléctrica salta en el espacio o entrehierro entre el extremo del electrodo y el metal. En este proceso, se funden ambos: los metales y el electrodo. La soldadura de arco protegido es un método especial, utilizado para proteger la soldadura. Debido a que el metal fundido, a menudo se vuelve quebradizo cuando se expone al aire, se usa una defensa para protegerlo. La protección se puede formar con el uso de un electrodo recubierto, un gas inerte o fundente granulado, según sea el proceso que se utilice. En la no¡(ln
Cortesía de Hobart Brt íhers Company F¡K. 1-3 ProcciHO do flolrltulurri rio orco protegido con oí uso do un gnn inorto

En los procesos de soldadura con Uama se utiliza el calor de los gasos on combustión para fundir los metales. La soldadura con llama se suele hacer con llama de oxiacetileno, aunque algunas veces se emplean otras mezclas de gas combustible y oxígeno. spn altamente explosivos en cier-í'.taa' condiciones: El soldador, debe fámiliari-;•''. • zarse con todas las precauciones de seguri- / .dad. :

f

•?-.":-: r '> í ;.'. •• • .• ••• -

Cortesía de Deíoro Síeüite Fig. 1-5 Llama do oxiacetileno

Soldadura sin fusión Hay tres tipos principales de soldadura sin fusión: forjado, soldadura por resistencia y soldadura fuerte o con bronce o latón.

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 1-4 Portaelectrodo de arco de carbón con electrodos dobles

Fig. 1-6 Un herrero forjando metales

|¡

.

ZONA DE SOLDADURA

ABRAZADERA

das para formar una costura hermética (a prueba de agua).

— ELECTRODO GIRATORIO

METAL POR SOLDAR

ABRAZADERA

Fig. 1-7 Soldadura a tope por el método de resistencia

En el forjado se calientan las piezas de metal que se van a unir en una fragua. Mientras se calientan, se las mantiene en reposo sobre una capa gruesa de coque y se mantienen lo más limpias que sea posible. Hay que calentar las piezas con uniformidar hasta la temperatura correcta. Después, se les coloca en la posición deseada y se les martilla para unirlas. Los metales se unen por la presión del martilleo. No se unen al fundirse como en la soldadura por fusión. En la soldadura por resistencia también se utilizan el calor y la presión para unir las piezas metálicas. Las piezas que se van a soldar se sujetan entre dos electrodos de cobre en una máquina. El calor se genera por la corriente eléctrica que circula a través de los puntos en donde se hace la soldadura, es decir, en el punto en que los electrodos tocan el metal. En las soldaduras a tope, por puntos, de costuras y dü proyección también so utiliza oí procoso do resistencia. Los diversos nombres se aplican a las variaciones en la soldadura por resistencia. En la soldadura a tope las piezas se colocan extremo con extremo rio modo que la corriente circule a través de la unión.

COSTURA SOLDADA METAL POR SOLDAR

Fig. 1-9 Operación de soldadura de costura

En la soldadura de proyección, se hacen pequeñas protuberancias en la superficie de uno de los metales que se van a soldar. Estas protuberancias o proyecciones se sueldan en otra pieza de metal al hacer pasar una corriente eléctrica a través de ellas y aplicar presión al mismo tiempo. Aunque es posible soldar metales bastante gruesos con el método de soldadura por resistencia, se suele utilizar con frecuencia en las industrias que trabajan con metales delgados, tales como la de fabricación de artefactos de lámina y la automotriz. Un fabricante de automóviles dice que se aplican más de mil soldaduras por puntos para armar un automóvil. Si se examinan artículos tales como refrigeradores, estufas, máquinas lavudorus y duelos pura calefacción y ventilación, se pueden observar muchos ejemplos de la soldadura por resistencia. ELECTRODO -— PROYECCIÓN -(PROTUBERANCIA)

—- ELECTRODO METAL POR SOLDAR ZONA DE SOLDADURA

METAL POR SOLDAR

Fig. 1-8 Operación de soldadura por puntos

En la soldadura por puntos, las piezas que se van a unir e^tán traslapadas y la corriente y la presión se aplican en un solo punto. En la soldadura de costura, un electrodo en rotación o de rodillo produce soldaduras de puntos a intervalos regulares a lo largo de la costura. Las soldaduras de puntos se pueden formar traslapa-

Fig. 1-10 Operación de soldadura por proyección

La soldadura fuerte (o con bronce) es similar a la soldadura con estaño, pero es mucho más fuerte. En este proceso, se utiliza una varilla de soldar (varilla de un metal de punto de fusión más bajo que los metales que se van a soldar). Se calienta el metal a una temperatura que es inferior a su propio punto de fusión, pero superior al punto de fusión de la varilla. Las piezas de metal se unen con el metal fundido de la varilla de soldar. Con este método se forma una soldadura fuerte y limpia.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 1-11 Reconstrucción de un diente de un engrane

Coiiosía do Union Ciirbidc Canuda, Limilod Fig. 1-13 Endurecido con llama de un eje grande

Hasta ahora sólo se han descrito unos cuantos de los métodos y procesos más comunes para soldar. En los capítulos posteriores se es^ diarán muchas de las prácticas y pericias que se necesitan para hacer soldaduras resistentes y limpias. También se

<'.oí laaíii
Coríosíu.do Union Oirbú/o Canuda Limitod

Fig. 1-12 Soldador haciendo una reparación bajo el agua

Fig. 1-14 Descostrado y proparación do lubos autos tío pintarlos

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. Mencione las dos categorías en que recaen todos los procesos de soldadura. 2. Mencione tres procesos de soldadura por resistencia. 3. ¿Dónde se usa con mayor frecuencia la soldadura por resistencia? 4. ¿En cuál proceso se utiliza el calor de los gases en combustión para fundir los metales por soldar? 5. Describa el trabajo que efectúa un herrero forjador. 6. ¿Qué se entiende por proceso de soldadura de arco metálico? 7. En el proceso de soldadura de arco metálico ¿cómo so obtiene oí calor? 8. ¿Qué significa proceso de soldadura de arco protegido?

Cortesía do Hobarí Brolhors Comptiny Fig. 1-15 La soldadura en la industria de la construcción

Parte II 1. ¿Cuál es la diferencia básica entre soldadura por fusión y sin fusión? 2. Describa un proceso de soldadura por fusión. 3. Describa un proceso de soldadura sin fusión. 4. Compare los procesos de soldadura utilizados antes y después del comienzo del siglo XX.

conocerá la importancia de la soldadura en la industria y la gran diversidad de aplicaciones. Un soldador puede trabajar en el fondo de una mina, en lo alto de un rascacielos o en el fondo del mar. Puntos que se deben recordar • En la soldadura por fusión, se deben fundir los metales que se van a unir. • En la sok- \dura sin fusión, no se funde el metal que se va a unir. • Existen muchos procesos de soldadura. • Se requiere práctica constante con la soldadura para lograr el perfeccionamiento. • La soldadura está relacionada con casi todas las actividades, además de ser una importante industria en sí misma. • El metal fundido se vuelve quebradizo al exponerlo al aire. Palabras que se deben recordar fusión forjado soldadura fuerte sin fusión a tope temperatura arco metálico por puntos metales por soldar arco protegido costura líquido arco de carbón proyección fundido

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Flg. i-18 Preparación con llama de un tanque antes de pintarlo 6

Cortesía de Hobnrt 13 'others Company Fig. 1-17 Soldadores trabajando on un oleoducto a campo abierto

Cortesía de Hoburl Brothers Compuny Fig. 1-18 Soldadura en una línea de ensamble de automóviles

Lectura adicional Historia de lu soldadura

Es difícil obtener una relación exacta del porfeccionamioTito do la soldadura y de las personas que participaron, porque so estaban efectuando muchos experimentos similares con técnicas de soldadura en diferentes países y al mismo

tiempo. Quienes hacían experimentos en un país también tenían dificultades, en aquellos lejanos tiempos, en comunicarse con los da otros países. Aunque el trabajo con los metales y la unión de los mismos datan de hace siglos, tal parece que la soldadura, tal como la conocemos en la actualidad, hizo su aparición alrededor del año 1900. Sin embargo, es interesante tener en cuenta, en la siguiente lista parcial, las personas de diferentes nacionalidades relacionadas en alguna forma con el desarrollo y perfeccionamiento de los procesos de soldadura.

TABLA 1-1 PERSONAJES IMPORTANTES EN LA SOLDADURA Fecha 1774

Nacionalidad Inglesa

A. Volta

1800

Italiana

Sir H. Davy

1801

Inglesa

A.M. Ampere

1820

Francesa

H.C. Orested

1820

Danesa

G.S. Ohm

1827

Alemana

M. Faraday

1831

Inglesa

E. Devey

1835

Inglesa

A. DeMeritens

1881

Francesa

N. Bernardos

1885

Rusa

S. C >zewski N. Slavianoff

1888

Rusa

H. Zoromir

1000

Alomaría

';.).. i l n l l l i i

\m¿

jüu,

Nombre J. Priestley

y

Aportación Calentó óxido mercúrico para producir oxígeno Descubrió que dos metales desiguales cualesquiera conectados por una sustancia que se volvíé conductora al humedecerla, formaría una pila voltaica. La unidad volt se deriva de su apellido Descubrió que se podía crear y sostener un arco entre dos terminales Fue un precursor en el campo del electromagnetismo. La unidad ampere se deriva de su nombre Estableció la relación entre la electricidad y oí mngnotismo Descubrió la resistencia en un circuito eléctrico. Lo unidad ohm se deriva de su apellido Obtuvo electricidad con imanes. Sus experimentos dieron origen a lu dinamo Descubrió el gas acetileno, pero su fabricación resultó muy costosa Pudo unir placas de plomo de acumuladores con el proceso de a reo de carbón Usaron el proceso de orco de carbón para soldar metales con arco Fue el primero en usar un electrodo de metal desnudo para la soldadura de arco Fuo oí prirnoro on UHiir oí procaso do i l o h l t i aro» do carbón !¡» lu n l i l l m V H liwililflil i'l H'in i l n l primer electrodo de molul desnudo V oí p r l t n n r prornwo dn soldndurn por ( H u i l ó n

Fecha

Nacionalidad

T.L. Willson

1892

Canadiense

H. Le Chatelier

1895

Francesa

E. Fouch

1900

Francesa

F, Picard O. Kjellberg

1907

Sueca

0. Kjellberg N. Bernardos

19-14 1908

Sueca Rusa

A.P. Strohmenger

1914

Inglesa

H.M. Hobart

1930

E.U.A.

1935

E.U.A.

Desarrollaron el proceso de soldadura de arco sumergido

M.A. Rodermund R. Murntlílli

1042

KU.A.

Diversos

1948

Varias

Donnrrollo oí primor soplntn pnrn TIC Se desarrolló el proceso do soldadura MIG

Nombre

y

y

P.K. Devers H,E. Kennedy, L.T, Jones

Aportación Descubrió un método poco costoso para fabricar gas acetileno Descubrió la combustión de oxígeno y acetileno Desarrollaron el primer soplete de oxiacetileno Desarrolló el primer elev, rodo recubierto para soldadura de arco Mejoró el electrodo recubierto Desarrolló un proceso de electroescoria que se está volviendo muy popular Desarrolló el primer electrodo envuelto en asbesto Desarrollaron el proceso de soldadura con gas inerte

y

Recubrimiento. Se relaciona con un método y aparato para trabajar metales en diversas formas con electricidad e incluye un método para aphrnr ur recubrimiento metélico fundido pnrn fines ornamentales u otros. So forma un nrco voltaico modinnte la aproximación del carbón a la parte del metal en la cual se trabaja; el carbón suele formar el polo positivo y el metal, el otro polo. El carbón, el cual puede ser macizo o hueco, esté fijo en un ' aparato, una de cuyas formas se ilustra en la figura. El bastidor A, que tiene una palanca articulada B para bajar el carbón C, esté aislado y soportado sobre la placa o se sostiene en la mano. El bastidor puede tener ruedas que corren sobre rieles. El trabajo se puede soportar sobre una placa aislada conectada eléctricamente. Se forman capas de metal al sostener una varilla aislada de metal en el arco eléctrico. Se ha provisto una pantalla de vidrio de color para proteger los ojos del operario

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 1-19 Reproducción de una patente inglesa sobre soldadura expedida en 1885

9

Dilatación y contracción La técnica de la soldadura hace que las personas conozcan las leyes de la dilatación y la contracción y un soldador debe entenderlas si desea hacer un bue i trabajo.

Leyes 1. Cuando un metal se calienta, se dilata (aumenta su tamaño). 2. Cuando un metal se enfría, se contrae (se hace más pequeño). Para entender estas leyes, consulte ia figura 2-1. La barra está rota en X. Si se suelda esta pieza no habrá efectos perjudiciales, porque la barra metálica está libre para dilatarse y contraerse en los extremos, Y y Z. En la figura 2-2, esa barra rota es ahora el elemento central de un bastidor y la rotura está en el punto A. Si se hace la soldadura en la misma forma que en el ejemplo anterior, se encontrará que a medida que se enfría el metal que rodea la rotu-

Cortesía de MECO, Sí. Lou/s. U.S.A. Fig. 2-1 Barra rota que se va a reparar

Cortesía de MECO, St. í,ouis. U.S.A.

Fig. 2-2 Bastidor roto ra A, los extremos D y E no estarán libres para contraerse porque están sujetos rígidamente por B y C. Esto daría como resultado una combadura del metal hacia adentro, como se indica con las flechas, o que se volviera a romper la soldadura. Un método para contrarrestar los efectos de la dilatación y de la contracción es precalentar ciertas zonas de la estructura. En el ejemplo de la figura 2-2, si se calentasen Jas partes B y C en los puntos indicados por los círculos antes de soldarlas, se abriría la rotura en A. Entonces se podría hacer la soldadura y conforme se enfriara el bastidor, cada parte se contraería en la misma proporción.

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No hay nada nuevo ni misterioso respecto a la dilatación y la contracción. En todas las construcciones o estructuras grandes se incluyen juntns de expansión. Estas juntas se pueden ver en construcciones tales como puentes, vías de ferrocarril y sistemas de tubería. Las fuerzas de dilatación y contracción no se pueden evitar, pero sí se pueden controlar. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Qué le ocurre al metal cuando se calienta? 2. ¿Qué le ocurre al metal cuando se enfría? 3. ¿Por qué no hubo efectos perjudiciales cuando se soldó la barra de la figura 2-1? 4. ¿Qué podría ocasionar combadura o agrietamiento en la figura 2-2? 5. ¿Por qué se calientan los elementos B y C antes de soldar? 6. Mencione dos ejemplos en que se usen juntas de expansión. 7. ¿Se pueden evitar las fuerzas de dilatación y contracción? 8. ¿Cómo se pueden controlar las fuerzas antes citadas? Dé un ejemplo.

ANTES DE SOLDAR |

|

DESPUÉS DE SOLDAR

Fig. 2-4 Deformación angular en las uniones T

2. La de/ormación longitudinal es la deformación a lo largo de la soldadura. 3. La de/ormación angular es la deformación en la cual se desvía a las piezas metálicas fuera de los planos horizontal o vertical. La deformación en las uniones en T suele ser angular. La deformación se puede controlar si se estudian con cuidado los componentes antes de soldar y se usa un poco de sentido común. Hay muchos métodos para controlar la deformación. En este capítulo se decriben algunos de ellos. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es la razón principal para estudiar la dilatación y la contracción? 2. ¿CuálKS son los tres tipos principales de deformación'' - DOBLADURA -,

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DEFORMACIÓN ANGULAR

Fig. 2-3 Tipos de deformación en las uniones a tope

Deformación La razón principal para estudiar las fuerzas de dilatación y contracción es que producen una condición llamada de/ormación o distorsión. Hay tres tipos principales de deformación. 1. La (información ¡ntnral es In deformación a través de la soldadura.

FRÍA

CAIENTANOO

ENFRIANDO

Fig. 2-5 Efoclijs dol calontnmionto y mifrinmionto

3. ¿Qué significa deformación lateral? 4. ¿En qué sentido se produce la deformación longitudinal? 5. ¿Qué tipo de deformación se suele producir en las uniones e" T?

PRENSAS

METAL

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Control de la deformación

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1

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METAL DE SOPORTE

En efecto del calentamiento de la superficie del acero, se puede demostrar con facilidad si se sujeta una barra o solera de acero en un tornillo de banco. Use una pieza de 25 mm de anchura, 12 rnm de espesor y unos 200 mm de longitud (Fig. 2-5). Se calienta con un soplete la cara de 25 mm, cerca del tornillo de banco, durante unos segundos. El extremo libre de la barra se dobla en alejamiento de la fuente de calor. Cuando se retira la

Fig. 2-7 Sujeción con prensas de una unión a tope Las uniones a tope se pueden mantener rectas si se usan sargentos o prensas de carpintero y un material de apoyo (Fig. 2-7). Se debe tener cuidado de permitir que las piezas se muevan hacia dentro y afuera (horizontalmente) pero no en sentido vertical.

UNIÓN A TOPE

CONTRAFUERTE

ANTES DE SOLDAR

METAL

SOLDADURA

Fig. 2-tí Contrafuerte o retén DESPUÉS DE SOLDAR

El uso de barras gruesas (contra/uertes o Jargueros) o una disposición como la que se ilustra en la figura 2-8, ayudará mucho a controlar la deformación. Este método se usa con frecuencia para construcción de buques o de barcos petroleros grandes en los cuales hay muchas uniones a tope. El soldador coloca el contrafuerte justo antes de empezar a soldar la unión.

Fig. 2-6 Preparación de una unión a tope

llama, el metal empieza a enfriarse y la barra se empieza a enderezar. Conforme el metal se enfría todavía más, continúa este proceso hasta que se produce una curvatura o doblez inverso y permanente en la barra. Por ello, cuando un metal se deforma por el calor, no siempre es posible que recupere su forma original con sólo volver a calentar el metal y dejarlo que enfríe. Apliquemos esto a los dos tipos de uniones de uso más común en la industria: la unión a to, i y la unión T.

SENTIDO DE LA SOLDADURA

Uniones a tope En la figura 2-6 se ilustra un método para controlar la deformación. Se calcula la cantidad dq deformación y se coloca el metal en un ángulo que la compensa. En otras palabras, las piezas se ponen desalineadas deliberadamente, de modo que la soldadura las haga moverse otra vez a su alineación correcta.

Fig. 2-9 Soldadura en reversa El método de soldadura de retroceso o en reversa se emplea con frecuencia en costuras o.uniones a tope largas y es muy eficaz para reducir la deformación. Cada soldadura se hace en el sentido 12

que indica la flecha, de modo que cada una termine en donde empezó la anterior.

locan las dos piezas, revés con revés (Fig. 2-11), y se unen en forma temporal con soldaduras de punto o con prensas. Después de terminar la soldadura, se separan las piezas.

Uniones T

En la figura 2-10 se ilustra la forma de colocar las piezas de metal, de modo que la contracción de1, metal de la soldadura arrastre a la pieza vertical a su posición correcta. Este método es similar al ilustrado en la figura 2-6.

ANTES DE SOLDAR

Fig. 2-12 Soldadura alternada en una unión T

Como se ilustra en la figura 2-9, el buen criterio al soldar es todo lo que se necesita, a veces, para controlar la deformación. En la figura 2-12 so ilustra una unión T en la cual se alteran las soldaduras a uno y otro lado en el orden ilustrado.

DESPUÉS DE SOLDAR

SOLDADURA

SOPLETE

Fig. 2-10 Preparación de una unión T

El uso de un elemento para mantener derecho al otro, se presta para hacer uniones en T. Se co-

Fig. 2-13 Eliminación de una abolladura con calentemiento y enfriamiento

Algunas veces se puede hacer que la deformación sea un beneficio y no un perjuicio. En el trabajo de hojalatería en los automóviles, se acostumbra mucho usar el calor para encoger la lámina (Fig. 2-13). Se calienta el metal y luego se enfría con rapidez."En el trabajo en tuberías, se utiliza el calor para hacer curvas por el método conocido como curvatura por arrugas (Fig. 2-14), o bien, se puede calentar y enfriar una pieza de metal que

SUJETAR CON PRENSAS O PUNTEADO

Fig. 2-11 Montaje revés con revés

13

La deformación se debe tener en cuenta antes de soldar un conjunto. Es mucho más fácil ocasionar la deformación, que corregirla. Las fuerzas de dilatación y contracción se pueden usar en beneficio del soldador.

ANTES

DESPUÉS

Palabras que se deben recordar dilatación ajuste por contracción contracción curvatura por arrugas deformación contrafuerte o larguero tornillo de banco secuencia u orden alineación

Fig. 2-14 Curvatura por arrugas

PREGUNTAS PARA REPASO

esté torcida para volverla a su alineación correcta (Fig. 2-15). El herrero aprovecha las fuerzas de la dilatación y la contracción. Calienta las llantas metálicas que va a colocar en las ruedas de madera de los carros y las hace entrar a presión en la cama de la rueda m ^ntras todavía están calientes. Cuando se enfrían las llantas, quedan apretadas en las ruedas. En la industria actual, a veces se usa la misma tánica para ensamblar piezas. Este método se conoce como ajuste por contracción.

Parte I 1. ¿Qué ocurre cuando se dilata el metal? 2. ¿Qué ocurre cuando se contrae el metal? 3. ¿Qué ocasiona la deformación? 4. ¿Qué significa deformación longitudinal? 5. ¿En qué sentido se produce la deformación lateral? 6. ¿Qué significa In deformación angular? 7. Describa un método para controlar la deformación en las uniones a tope. 8. ¿Qué significa colocar previamente las piezas antes de soldar?

A ANTES

f). ¿I'«r <|ii6 un lineo niilii (;olo<;/i<;l6ii prnvlii?

10. ¿Qué se entiende por soldadura en reversa o retroceso? 11. ¿Qué significa curvatura por arrugas? B CORRECCIÓN: CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO RÁPIDO EN ESTE PUNTO

Parte II C

1. ¿Cómo se utiliza la deformación en el trabajo de enderezado de carrocerías? 2. ¿Por qué es necesario controlar la deformación? 3. ¿Se dilatan todos los metales la misma cantidad al calentarlos a la misma temperatura? Si la respuesta es no, dé un ejemplo. 4. ¿Se deformarían más las secciones de metal delgado que las gruesas? Explique las razones.

DESPUÉS

Fig. 2-15 Enderezado de una pieza de metal doblada

Puntos que se ck en recordar • El metal se dilata cuando se calienta. • El metal se contrae cuando se enfría. • La deformación es el resultado final de la dilatación y la contracción. 14

Lectura adicional Reparación de un volante o una polea

Las reparaciones de volantes o poleas o piezas circulares semejantes, son de un tipo común y constituyen un excelente estudio de los problemas de dilatación y contracción. Considérese el volante con un rayo roto (Fig. 2-16). En el supuesto de que esté roto en el punto A, el precalentamiento del aro, entre los puntos W a X hasta un color rojo opaco, haré que el aro se dilate y separe los bordes del rirô roto. Guando esté en esta condición, la soldadura se debe efectuar con la mayor rapidez posible y se debe dejar enfriar todo el volante. Con ello, se obtendrá una buena soldadura sin la presión de los esfuerzos internos. La dilatación del aro contrarrestará o equilibrará la contracción de la soldadura en el rayo. Si la grieta o rotura del rayo están cerca del aro, sólo es necesario calentar al rojo el aro en el punto M. Esto dilatará el rayo y el aro y separará los bordes de la rotura lo suficiente para contrarrestar la contracción de la soldadura.

Fig. 2-16 Dilatación y contracción de un volante

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A.

Como un ejemplo de la forma de incluir las tolerancias necesarias para la dilatación y contracción sin precalentamiento, ve'amos de nuevo el rayo que está roto en el punto A. En este caso, es necesario disminuir la rigidez del aro; para ello, se corta en el punto P, siempre cerca del rayo roto. Primero, se suelda con puntos fuertes un lado del rayo en la rotura. Después, se suelda el otro L "(o hasta la mitad de la profundidad. Después, se funde el lado "punteado" y se suelda en la forma correcta. Si la soldadura se hiciera en su totalidad desde el primer lado, la contracción probablemente haría que el aro se volviera ovalado. Por tonto, os nocosnrio mantener oí ospncinmionto original. Ahorn, so suelda el aro en el punto P. Si los bordes en el punto P no se tocan con exactitud, se puede lograr que lo hagan si se calienta ya sea en el punto M o en el punto O según el borde que esté bajo y, después, se suelda. 15

Si hay dos rayos rotos, por ejemplo en A y B, se puede seguir el mismo procedi.uiento general antes descrito. En caso de que sea necesario calentar una parte grande de la pieza, es importante que la zona precalentada siempre se extienda más allá do los rayos adyacentes a los que estén fracturados, como se indica con Y y Z. Si están rotos dos rayos diametralmente opuestos, tales como B y C, se puede reparar uno por separado del otro y soldarlo con cualquiera de los métodos descritos. Conductividad térmica En la actualidad, se considera que la soldadura es la unión de piezas metálicas en cierta área localizada. Muchas de las dificultades relacionadas con la producción de una unión soldada satisfactoria, tienen su origen en la forma en la cual se aplica y se disipa el calor. Como se mencionó al principio de este capítulo, cuando un metal se calienta, se dilata; cuando se enfria, se contrae. La transmisión del calor en los sólidos es por conducción, en vez de ser por convección o radiación. La medición de la cantidad de calor conducido en los sólidos se llama conductividad térmica del sólido. La conductividad térmica de un material se puede definir como la cantidad de calor que atraviesa un cubo unitario del material por segundo, por grado de diferencia en la temperatura de las caras opuestas. En la tabla siguiente se da una idea de la conductividad térmica de algunos materiales. MATERIAL Plata Cobre Aluminio Lntón Acero

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA 1.00 0.918 0.500 0.200 0.100

Nota: la plata se dosigna como \ fin de poder efectuar comparaciones entre Jos materiales. Cuando se dirige una fuente de calor contra la superficie de una pieza de metal, el calor se transmite hacia afuera desde la fuente y a travos del metal. Si la fuente de calor está estacionaria, entonces el calor se difunde en círculos concéntricos crecientes, en una forma similar a las ondas que se producen cuando se lanza una piedra en el agua.

Dirección de soldado

-— Electrodo (fuente de calor)

///

' ^\'/> \~o — w -^---:^-'

estacionaria de calor

N

\n del calor \n de

L^——~^~--

* ~~ ~ ------ J "-'-'-'',''

Fig. 2-18 Formación de ondas de calor con una fuente de calor en movimiento 16

\n -T

CALIENTE

FRIÓ

Fig. 2-19 Gradiente de temperatura

Sin ombargo, on la soldadura In fuonto do calor no osla OHtricioniiria, sino on movimiento, es decir, el electrodo o el soplete y las ondas de calor (isotermas) sufren una elongación y tienden a apiñarse en el frente de la fuente de calor y a extenderse detrás de ella. Gradiente de temperatura

Si se coloca un objeto caliente en contacto con un objeto frío, el calor se transmitiré del objeto caliente al frío. La diferencia en temperatura entre los dos objetos se llama gradiente de temperatura. Si consideramos el gradiente de temperatura para fuentes de calor estacionarias y en movimiento, veremos un patrón de distribución del calor como el mostrado en las figuras 2-20 y 2-21. En una soldadura, el gradiente de temperatura es la zona que empieza desde el centro de la soldadura y cuyo calor se desplaza hacia los extremos de ella.

Tiempo

Tiempo

Fig. 2-21 Patrón de distribución de calor desde una fuente de calor en movimiento

Fig. 2-20 Distribución del calor desde una fuente de calor estacionaria

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Algunas secciones de esta zona se estarán enfriando mientras todavía se están calentando otras secciones. Como la soldadura ocurre en una zona local, la superficie total sometida a este calentamiento y enfriamiento disparejos suele ser una parte pequeña de todo el conjunto. En tal caso, hay pocas posibilidades do quo ocurran dilatación y contracción libros. Esfuerzos Como resultado del calentamiento y enfriamiento disparejos y la carencia de dilatación y contracción libres, se establecen esfuerzos en la zona de la soldadura. Hay dos tipos de esfuerzos en cualquier proceso de soldadura: 1) esfuerzos térmicos que se crean por el calentamiento del metal y 2) esfuerzos residuales que permanecen después del enfriamiento y dan origen a la mayoría de los problemas en las piezas soldadas. Los esfuerzos residuales sólo ocurren en las piezas que han sido sometidas a calentamiento y enfriamiento disparejos, como ocurre en la soldadura. Control de esfuerzos residuales Algunos de los métodos o técnicas más conocidos para reducir los esfuerzos residuales son recc-Jcado, precedeníamiento y postcaJenfami'ento. El recalcado consiste en golpear el metal caliente soldado con un martillo de bola, aunque en componentes grandes se suele usar un martillo automático. Si se deposita más de una soldadura, se recalca cada capa de soldadura excepto la última, o sea, la soldadura de superficie. Cuando se recalca el metal caliente, se estira o dilata y contrarresta la contracción del metal de la soldadura que ocurre al enfriarse. El precaJentamiento, como su nombre lo implica, consiste en calentar el componente antes de soldarlo. Puede ser un precalentamiento general con el cual se precalienta todo el componente o conjunto, o bien un precalentamiento local en donde sólo se precalienta la zona en la vecindad de la soldadura. El postcalentamiento consiste en calentar todo el componente o conjunto a unn tompornlurn uniformo y dojnrlo onfrinr. El oqnipo pnrn procnlontnmionto y púslculunlumionlo puodo nbarcur desdo un Himplo soplólo do oxiacotilono hasta hornos grandes y complejos para tratamiento térmico. Consideraciones de la deformación Ya se mencionó en este capítulo que uno de los resultados principales de la dilatación y contracción disparejas es la deformación y se hizo un breve comentario de los diferentes tipos. Al hacer una soldadura a tope, el principal problema es la deformación longitudinal. Todas las soldaduras se encogen o contraen al enfriarse; en soldaduras de una sola capa, la contracción puede ser hasta de 6 mm en 2500 mm. Este acortamiento del metal produce pandeo o combadura. En las figuras 2-7 y 2-9 se ilustran dos métodos para controlar esta combadura. Conforme aumenta el espesor del metal, también aumenta el efecto de combadura. Se pensaría, al hacer uniones a tope en V, que el uso de una varilla ó electrodo lo más grandes que sea posible y depositar la máxima cantidad de metal en el mínimo tiempo posibles, aceleraría la producción. En realidad, un número pequeño do capas o cordones de soldadura producirá menos deformación longitudinal que unos cuantos cordones grandes. 18

Este tipo de unión será susceptible a la deformación angular, además de la deformación longitudinal. Los métodos para controlar la deformación angular se ilustran en las figuras 2-7, 2-8 y 2-9. Pero el aspecto importante en este caso es que al hacer una unión a tope en V, un cierto número de capas pequeñas producirá más deformación angular que unas cuantas capas o cordones grandes. Si se trata de tomar una decisión, la deformación angular xs más fácil de controlar en las uniones a tope en V, que la deformación longitudinal, mediante los métodos mostrados. Además, con los métodos de control ilustrados en las figuras 2-7, 2-8 y 2-9, se puede reducir la deformación angular si se hace una unión do doble V o doble U y se suelda ullornutlvamontu on ambos lados. Otro método es formar las dobles V o U y soldar en forma simultánea por ambos lados con dos operarios. Una de las causas principales de la deformación angular en las uniones T es el exceso de soldadura, es decir, depositar más metal del necesario para producir una unión buona y limpia.

PREGUNTAS PARA REPASO 1. ¿Qué es la conductividad térmica? 2. ¿Cómo se transmite el calor en los sólidos? 3. ¿Qué significa gradiente de temperatura? 4. ¿Qué ocasiona los esfuerzos en la zona de la soldadura? 5. Mencione y describa dos tipos de esfuerzos que se pueden producir en la zona de soldadura. 6. Mencione, cuando monos, tres métodos para reducir los esfuerzos residuales. 7. ¿Cuál tipo de deformación es un problema importante en L i soldaduras a tope? 8. ¿Cuál de los dos tipos de deformación, angular o longitudinal, es más fácil de controlar en las uniones a tope en V? 9. ¿Cuál es la causa principal de la deformación angular en las uniones T?

19

SOLDADURA OXIACEULÉMCA (AUTÓGENA)

Gases y equipo para oxiacetileno El equipo básico para la soldadura con oxiacetileno (autógena) consta de: 1. Gases oxígeno y acetileno 2. Válvulas 3. Reguladores 4. Mangueras 5. Soplete 6. Boquillas Todo este equipo Heno la finalidad do producir y controlar una llama de oxiacetileno.

La llama de oxiacetileno Esta llama es indispensable en el industria moderna. Se utilizan dos gases, oxígeno y acetileno, para formar la llama de oxiacetileno. La combustión simultánea del oxígeno y acetileno produce una llama con una temperatura más alta que la de cualquier otra combinación de oxígeno y otro gas. La temperatura aproximada de la llama de oxiacetileno es de 3315°C. Esta alta temperatura fundirá la mayoría do los mótalos utilizados actualmente en la industria y ésa es la razón del uso tan extenso de la llama en la industria do la soldadura. Temperaturas de las llamas 1. Oxiacetileno 3100°C-3500°C 2. Aire-acetileno 2300°C-2500°C 3. Oxi-hldrógeno 2282"C-2382'C 4. Oxi-gas de carbón (huella) 1982°C-2182°C

Oxígeno

Fig. 3-1 Equ., o básico

El oxígeno se encuentra en la atmósfera. La atmósfera o aire es la cubierta de gases que rodea la Tierra. Los dos componentes principales del aire son el oxígeno y el nitrógeno. Hay también pequeñas cantidades de otros gases como helio, argón, neón y otros gases inertes. El oxígeno libre representa el 21% de la atmósfera terrestre.

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd.

Fig. 3-2 Planta de oxígeno que produce 454 000 kg de oxígeno por día

El químico inglés, Joseph Priestley, descubrió el oxígeno en 1774. Inicialmente, lo obtuvo al calentar óxido de mercurio (óxido mercúrico). Sus experimentos los continuaron otras personas hasta que, en 1884, se inventó el proceso del aire líquido. Este método permitió extraer el oxígeno del aire en grandes cantidades y a un costo razonable.

a explorar el espacio. El oxígeno comprimido y almacenado en cilindros se utiliza en los hospitales, en vuelos a grandes altitudes y en las operaciones de soldadura y corte. Otro método para obtener el oxígeno es el proceso electrolítico. En este procedo se separan el oxígeno y el hidrógeno del'agua pi r medio de una corriente eléctrica. Pero es costoso y sólo resulta conveniente cuando también se va a aprovechar el hidrógeno. La mayoría del oxígeno comercial se obtiene por el método del aire líquido. . El oxígeno se puede obtener en tres formas diferentes: gas, líquido y sólido. En estado líquido y sólido, el oxígeno tiene color azul pálido y es paramagnético (lo atrae un imán). Se licúa a —183 °C y se solidifica a —218°C. Por lo general, se considera que el oxígeno es incoloro, in doro, insípido e inofensivo.

El proceso del aire líquido Debido a que el aire es una mezcla mecánica de gases, se pueden separar sus componentes. Cuando se somete al aire a presiones muy altas y temperaturas muy bajas, se vuelve líquido. Los gases que forman el aire también se pueden licuar. Sin embargo, los diversos gases se obtienen a diferentes temperaturas cuando están líquidos, mediante un proceso llamado destilación. En su estado líquido se almacenan en recipientes especiales o se vaporizan (convierten en gas) y se almacenan, comprimidos, en cilindros. El oxígeno puro líquido es el que impulsa los cohetes y misiles con que el hombre ha empezada

Nunca apunte la llama hacia ninguna perso; ; na, cilindro O tubería ni ningún material que i'sea, inflamable. :;

21

abierta. La ropa saturada con oxígeno, se vuelve altamente inflamable y él oxígeno .que entra a la corriente sanguínea, puede ser mortal.'•':".' i Cuandc el oxígeno se combina químicamente con otro elemento, la reacción entre ellos se llama oxidación. Si la oxidación es muy rápida producá calor y luz y se llama combustión. Un clavo herrumbroso es un ejemplo de la oxidación. Sin embargo, el calor que se produce durante el proceso de oxidación se disipa con facilidad porque la formación de herrumbre es muy lenta. Por otra parte, si un metal, en especial si está caliente, se pone en contacto con aire o con oxígeno puro, la rapidez de la oxidación es mucho mayor. Éste es el principio que se aplica en el proceso de corte con oxiacetileno. La principal ventaja del oxígeno en la soldadura es que acelera mucho la combustión, aunque el oxígeno en sí no arde. Cuando se expone una llamita al oxígeno puro, se convierte en un fuego intenso.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 3-3 Cilindros de oxígeno

cial para soportar las tremendas presiones del gas que contienen y, además, tienen roscas derechas.

Pruebe sus conocimientos 1. Mencione los dos gases utilizados para formar la llama de oxiacetileno. 2. ¿Cuál es la temperatura aproximada de la llama de oxif cetileno? 3. ¿Cuál es ia ventaja principal del oxígeno para la industria de la soldadura? 4. ¿De dónde se obtiene el oxígeno que usamos? 5. ¿Cuál es el proceso por el cual se obtiene la mayor parte del oxígeno comercial? 6. ¿Qué otro proceso se puede usar para obtener oxígeno? * 7. ¿Cómo se obtuvo el oxígeno la primera vez?

El cilindro de oxígeno El oxígeno er. forma gaseosa se suele entregar al consumidor en cilindros de acero. Las grandes industrias pueden necesitar carros tanque o enormes cilindros de oxígeno líquido y lo convierten en gas conforme lo necesitan. Los cilindros de acero para uso normal se fabrican en una gran variedad de tamaños y el gas que contienen se comprime a 15 mPa a 21 °C {la temperatura ambiente normal). Los cilindros son de construcción espe-

Cortesía de Union Carbide Canadá. Limited Fig. 3-4 Construcción ¡ntorior do los cilindros

22

VOLANTE SALIDA PARA

TJebido a la alta presión que hay en uá ciJ|lindro\Héno; nunca se pare directamente | frente a la descarga cuando esté abriendo la* y válvulá;del cilindro. ' La válvula del cilindro de oxígeno En la figura 3-5 se muestra una válvula típica de un cilindro de oxígeno. Esta válvula se debe abrir del todo cuando está en uso el cilindro para permitir un paso sin restricciones y para que actúe icomo sello. Hay un dispositivo de seguridad que está colocado en la válvula en el lado opuesto a la conexión del regulador o de descarga del cilindro. El dispositivo de seguridad tiene forma de tuerca hexagonal con agujeros pequeños. Detrás de esta tuerca hay un disco hecho de un material especial que se reventará si la presión interior aumenta demasiado y dejará escapar el oxígeno por los agujeros de la tuerca. Si se calienta un cilindro en forma accidental, se dilatará el gas que hay en su interior y aumentaré la presión contra las paredes del cilindro. El dispositivo de seguridad se instala para evitar esta clase de accidentes.

CONECTAR EL REGULADOR 5ESPESOR DE LA

BASE AHUECADA

Fig. 3-5 Válvula del cilindro de oxígeno

descubrió el acetileno en 1835, pero su método para fabricarlo era muy lento y costoso. En 1892, Thomas L. Willson, inventor canadiense, hacía experimentos en su taller calentando piedra caliza y coque (carbón blando) en un horno eléctrico. Su oxporimonlo fu o un frnonso, poro cuando lanzó los desperdicios a un arroyo detrás de su taller, cosa que los reglamentos contra la contaminación no permitirían hoy, se desprendió un gas, que resultó ser acetileno. Por accidente, había descubierto un método económico para fabricar gas acetileno.

. . Se deoe tener cuidado al manejar los ci-, ; lindros. No deben estar expuestos a un calor êxtremoso. Tampoco se deben usar como yunques,; es deciiy no sé debe, martillar, contra ellos. No se deben, dejar en posición vertical salvo que estén bien sujetos a un ob,- jeto estacionario. v

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuáles son los dos elementos que se combinan para formar el acetileno? 2. ¿Cómo se descubrió el método t¡conómico para fabricar acetileno? 3. ¿Cuáles fueron las dos sustancias calentadas en el horno eléctrico?

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es el método usual para transportar el oxígeno? 2. ¿Cuál es la presión en un cilindro de oxígeno cuando está lleno? 3. Describa el dispositivo de seguridad de los cilindros de oxígeno. 4. ¿Cuál es el propósito del dispositivo de seguridad? 5. ¿Dónde está colocado el dispositivo de seguridad?

Producción del acetileno Cuando se calientan piedra caliza y coque, juntos, en un horno eléctrico se funden y producen una nueva sustancia. Esta sustancia se llama carburo de caJcio. Cuando se pone el carburo de calcio en contacto con el agua, se produce gas acetileno. Hay dos métodos para fabricar gas acetileno: se agrega el agua al carburo (Hg. 3-6) o se agrega el carburo al agua (Fig. 3-7). Cualquiera de estos dos métodos produce lo que se llama acetileno generado. Después de que se genera el gas, se seca, se

Acetileno El gas acetileno es la combinación química de dos elementos: carbono e hidrógeno. Edmund Davey 23

El gas acetileno no se puede almacenar a más de 100 kPa*. Si se excede de esa presión, hay peligro de explosión. El gas acetileno se puede disolver en un líquido. Para evitar el riesgo de explosión y permitir el almacenamiento de grandes cantidades de gas, el cilindro do acetileno se llena con una mezcla de asbesto (amianto) desmenuzado, cemento y carbón vegetal o una mezcla similar en forma de pasta. Después, se sueldan entre sí las mitades del cilindro y se hornean hasta que se seca la pasta de relleno.

CAMPANA O TANQUE

Fig. 3-6 Generador de carburo por adición de agua

purifica y se almacena en cilindros de acero. Ahora se le llama acetileno disuelto. "

CortoKÍfi (Jo C(i¡\ii
Cilindros de acetileno

Cuando seca la mezcla que hay en el interior del cilindro, queda en forma de panal. Se hace entrar a presión un líquido llamado acetona en las celdas de este panal. La acetona absorberá o disolverá hasta 25 veces su propio volumen de acetileno. El panal tiene la ventaja de que evita que se extienda cualquier descomposición que se

El cilindro de acetileno suele ser más corto y más ancho que el de oxígeno. Se hace en varias secciones, mientras que el cilindro de oxígeno es de una pieza. No es un cuerpo hueco de una pieza como el cilindro de oxígeno y el de acetileno tiene roscas izquie "das.

"La lectura de 100 kPa citada y todas las demás lecturas de presión mencionadas en esta obra son presiones manométricas y no presiones absolutas. Si su taller todavía está equipado con manómetros calibrados en libras por pulgada cuadrada (psi) o en kgf/cm 2 no intente usar el acetileno a presiones mayores de 15 psi (1.06 kgffcm 2 ).

TUBO DE SALIDA DE GAS OUE PASA A TRAVÉS DE LA CÁMARA DE SELLO HASTA LA CAMPANA

GENERADOR POR CARBURO EN AGUA

Fig. 3-7 Generador por adición de carburo al agua

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué es necesario tener mucho cuidado al manejar los cilindros? 2. '¿Con qué término se describe el estado del acetileno después de almacenarlo en los cilindros? 3. Describa las diferencias entre el cilindro dr oxígeno y el cilindro de acetileno. 4. ¿Cuál es la presión máxima a la cual se debe usar el acetileno? 5. ¿Qué líquido se utiliza en el cilindro de acetileno? 6. ¿Qué cantidad de acetileno se puede disolver con la acetona? 7. Describa el dispositivo de seguridad del cilindro de acetileno. 8. ¿Por qué se debe mantener la llama alejada de los tapones de seguridad (tapones fusibles)? 9. ¿Por qué se almacenan los cilindros de acetileno en posición vertical? 10. Describa la construcción del interior de un cilindro de acetileno.

I*- 300 mm —J

MATERIAL DE RELLENO Y ACETONA

Fig. 3-9 Cilindro de acetileno

podría iniciar si pasa una llama accidentalmente sobre la superficie del cilindro. Los cilindros que contienen acetona siempre ¡se deben mantener en posición vertical. Si se dejan acostados, la acetona escurrirá hacia í la válvula del cilindro y saldrá hacia el lugar ; ¿en que se suelda. Esto es perjudicial para la soldadura. : El gas acetilerío es inflamable y muy explosivo^Se debe tener gran Cuidado almanejar el gas y los cilindros que lo contienen. Este'••• gas es ligeramente tóxico y puede producir ; dolores de cabeza y náuseas si se inhala du' ranté periodos prolongados. *

Reguladores Los reguladores tienen muchos usos diferentes. Por ejemplo, los usan los buzos en sus equipos. El propósito o función principal de un regulador es reducir la presión muy alta de un cilindro a una presión de trabajo más baja y segura y permitir una circulación continua y uniforme del gas.

Tapones de seguridad Los cilindros de acetileno, igual que los de oxígeno, tienen un dispositivo de seguridad. Este dispositivo consta de pernos (tornillos de máquina) pequeños colocados en la pared de acero del cilindro. La cantidad y posición de estos pernos varían, pero por lo menos se utilizan cuatro: dos en la parte superior y dos en la parte inferior del cilindro. Los pernos están sujetos con un tipo especial de plomo que se funde a 105 "C. Si se funde el plomo, el gas expulsará los pernos. . 7—:--: •,...• , : ---• , El plomo se funde a 105°Cyla temperatura de la llama de oxiaCetileno es de aproximadamente33Í5°C. Por. tanto, es muy importante , manterier la llama alejada dé los cilindros. V

Pieza de asiento -

•— Junta de tapa de apoyo

Tapa de apoyo Resorte posterior •

Tornillo sujetador del yugo ^¡—

Guia del yugo

Coríesíu MECO, St. Louis. U.S.A. Fig. 3-10 Regulador

Los reguladores deben estar libres de aceite y grasa. Las manos, guantes y herramientas

25

•

„ Si se coloca un resorte ajustador de presión, de modo que empuje contra el extremo del resorte para variarle la tensión, se puede obtener cualquier presión deseada en la salida. Si primero se gira hacia adentro (aprieta) el tornillo y se abre la válvula del cilindro, la presión total ejercida en forma súbita contra un diafragma estándar de 4.5 cm2 es de 106 mPa. Este impacto, por lo general, suele ocasionar serios daños al regulador. Algunos fabricantes han instalado un dispositivo que evita este tipo de daños.

; se deben mantener libresrde aceite y grasa. Cuando estas süstancias'entrím en contacto "con el .oxígeno a alta presión, se desqompo; ¿ =nen y forman dióxido de/ Carbón.; y vapor de ,á .-agua. Bata combinación puede producir uní explosión.; ; V

;;;

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íl!feá:i'jK<'íí-v;

Funcionamiento del regulador En la figura 3-11 se ilustra lo que ocurre dentro de un regulador de una etapa. El gas que viene del cilindro entra en la conexión del regulador y avanza por la manguera hacia la salida de ella conectada con el soplete.

.' ..: ', ., .•.-••, : y. . ; ;, y. Es importante "comprobar que el tqrnil ajustador de presión esté hacia afuera (aflc io) antes de abrir la válvula t

)t" CÁMARA

— f í jf VÁLVULA js~

^-¿- DIAFRAGMA . •—

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es el propósito principal de un regulador? 2. ¿Por qué no se deben usar nunca aceite o grasa en un regulador o cerca de él? 3. Dé un ejemplo del uso del regulador, aparte del que tiene la soldadura.

;

*

•=•»— ~~ PRESIÓN EJERCIDA POR ¡

A DE LA J DEL

— ENTORNILLO VASTAGO DE ~ AJUSTADOR VÁLVULA i -STTrt-lVT-n-

:

CILINDRO

SALIDA DE LA PRESIÓN DE TRABAJO HACIA EL SOPLETE

Fig. 3-11 Principios del regulador

El gas a alta presión entra al cuerpo del regulador por una boquilla controlada por una válvula y circula hacia adentro de la cámara en el regulador. LÍI presión on ln ci'unnru nurnonla huslu quo es lo bastante alta para vencer la fuerza del resorte. Cuando ocurre esto, se desvía el diafragma hacia la derecha y la válvula que está conectada con él, se cierra y evita que entre más gas a la cámara. Cuando empieza a salir el gas de la cámara o cuando se abren las válvulas del soplete, la presión en la cámara disminuye hasta menos de un punto determinado. La fuerza del resorte flexionará el diafragma otra vez hacia la izquierda y se volverá a abrir la válvula. Cuando se equilibran (balancean) la presión del gas y la fuerza del resorte en la cámara, se tendrá un paso constante de gas hacia el soplete. La posición del diafragma se controla por el equilibrio de fuerzas entre el resorte comprimido por un lado y la presión del gas en el otro.

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 3-12 Regulador de una etapa

Reguladores de dos etapas En el regulador de doble etapa, la reducción de presión se efectúa en dos etapas o pasos. En la primera etapa, la tensión del resorte está determinada por el fabricante, de modo que la presión 26

dica la presión interior en el cilindro y el otro que indica la presión con la cual llega el gas al soplete (Fig. 3-15). En la Figura 3-16 se muestra otro tipo de regulador disponible en el mercado. Este regulador no tiene manómetros y las presiones de Irabajo están calibradas en un ! 'do. Pruebe sus conocimientos 1. Describa el propósito do los dos manómetros de los reguladores. 2. ¿Qué comprobación se debe hacer antes de abrir la válvula del cilindro?

Corfesío de Union Carbide Canadá. Limited Fig. 3-13 Regulador de dos etapas

on In cnmnrn do tilín presión sora do un vnlor fijo. En In sogunda olnpa, oí giis pnsn dosdo ostu cftmnrn hasta una segunda cámara reductora en la cual Imy un rtjiifllmUii' ilo tornillo y pttrmiU) obtoiUH' In presión dosondn on In snlidn dol soplete (dentro do la capacidad o uuculu dol royuludur). Con un regulador de dos etapas, habrá menos fluctuaciones en la circulación de gas, que con un regulador de una sola etapa.

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 3-15 Manómetros

3. Explique la diferencia entx i el regulador de dos etapas y el de una etapa.

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 3-14 Regulador de dos etapas

Manómetros Los reguladores para oxígeno y acetileno suelen estar equipados con dos manómetros, uno que in-

Coi-tesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 3-16 Regulador sin manómetro

27

Cortosía cié Ctmudian Liquid Air, Ltd.

Kig. 3-17 Sislurrid múltiplo do acotilono

El sistema múltiple

centro de las tuercas de conexión de acetileno tiene una ranura.

En muchas escuelas e industrias se utiliza el sistema múltiple, el cual consta de cierto número de cilindros conectados entre sí y colocados en una zonn central. Los ("«sos van por tuberías desdo esta zona hasta las diversas estaciones de soldadura. Este sistema tiene la ventaja de que el área de trabajo está libre de cilindros. Debido a que el gas acetileno está en solución en la acetona, el volumen de gas que sale del cilindro de acetileno no debe ser más de 1/7 parte de la capacidad del cilindro, para que el gas no arrastre la acetona. Este problema se elimina con el uso de un sistema múltiple.

.1.'Nunca Intercambie Jas mangueras o sus * conexiones. !2. Pruebe periódicamente las,^mangueras , para ver si tienen fugas, Para ello, sumerja-, las en agua mientras estáa a su presión normal de trabajo. 3. No permita que el aceite o la grasa entren , | en contacto con las mangueras. * • •

Mangueras Los sopletes para soldadura se deben conectar a las salidas^ ôn mangueras de buena calidad. Las mangueras para acetileno son rojas; las mangueras para oxígeno son verdes. Las conexiones en las mangueras y cilindros tienen rosca diferente. La tuerca de la conexión del acetileno tiene rosca izquierda; la del oxígeno tiene rosca derecha. Como precaución adicional para evitar un intercambio accidental y facilitar la identificación, el

Cortes/a de Union Carbide Canadá, Limííed Fig. 3-18 Mangueras

28

OXIGENO

4. Nunca use alambre o.cinta adhesiva para reparaPiUna manguera, El alambré cortaré la manguera y la cinta no sustituya a una reparación correcta. | ; í; 5. Proteja siempre las mangueras contra las 1 chispas y los objetos cortantes.

CLAVE n

OXIGENO

• ACETILENO m GASES MEZCLADOS

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 3-20 Soplete tipo inyector

En el soplete de presión media, los gases se mezclan en un mezclador de gases. El soplete más popular en este grupo es el de presión igual o equilibrada (balanceada), en el cual el oxígeno y

Sopletes para soldadura Un soplete para soldadura tiene: 1. Dos tomas (entradas) para el suministro de oxígeno y acetileno. 2. Dos válvulas de aguja para controlar el paso de los gases y efectuar ajustes en la llama. 3. Un cuerpo en el cual se conectan las dos tomas y las dos válvulas. El cuerpo es la parte por donde se sostiene el soplete con la mano. 4. Una cabeza mezcladora para mezclar los gases en las proporciones correctas. 5. Una boquilla para soldar, a fin de concentrar y dirigir la llama. Las boquillas para soldar están disponibles en muchos tamaños, lo cual permite al soldador obtener muchos tamaños diferentes de llama con el mismo soplete básico. Estos sopletes son herramientas de precisión, diseñados y construidos después de estudio? cuidadosos y se deben tratar como tales. Hay muchos tipos y diseños de soplete. Sin embargo, todos recaen en dos categorías básicas: tipo de inyector y tipo de presión media. En el soplete tipo inyector, los gases se mezclan por medio de una boquilla o tobera de inyección. El oxígeno está a una presión mucho más alta que la del acetileno. Cuando el oxígeno a alta presión pasa por esa tobera, arrastra consigo la cantidad correcta de acetileno para producir la llama deseada.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 3-21 Soplóte Purox W-201 de presión equilibrada

el acetileno se suministran a presiones iguales y se combinan en el mezclador en las cantidades correctas. Cuando se cambia la boquilla, también es

Cortesía de MECO, St. Louis. U.S.A. Fig. 3-22 Soplete para soldar

necesario cambiar el mezclador en el soplete de inyector. En el soplete de presión igual, el mezclador sirve para todas o casi todas las boquillas. Cuando se gradúan las presiones que se van a usar en estos sopletes, el procedimiento normal es el siguiente:

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited

Fig. 3-19 Soplete para soldadura

29

Tipo de inyector. La presión del acetileno se ajusta a 7 kPa o menos. La presión del oxígeno suele estar marcada en el mezclador que corresponde a la boquilla. Cortesía de MECO, Sí. Louis, U.S.A. Fig. 3-25 Soplete para soldadura autógena y soldadura fuerte Cortesía de MECO, Sí. Louis, U.S.A.

Boquillas para soldadura Las boquillas para soldadura se suelen hacer con cobre blando y son de tamaños muy diferentes. La

Fig. 3-23 Sop. te para soldar

Tipo de presiones iguaJes. Las presiones del oxígeno y del acetileno se gradúan de acuerdo con la medida de la boquilla. Por ejemplo, la boquilla No. 1 requiere graduar los reguladores a 7 kPa para oxígeno y 7 kPa para acetileno. En las figuras 3-22 a 3-24 se ilustran algunos de los tipos y variantes do soplutus üxisluntes un el murcado.

BOQUILLA

Pruebe sus conocimientos

1. Mencione las dos categorías básicas de sopletes. 2. Mencione las cinco partes básicas de un soplete. 3. Describa el método para mezclar los gases en cada tipo de soplete para soldadura. 4. ¿En qué tipo de soplete sólo se requiere cambinr la boquilla? 5. ¿Por qué se debe tratar con cuidado un soplete?

ORIFICIO Fig. 3-26 Boquilla de soplete para soldar

V A S T A . ) DE LA VÁLVULA MANGO ANTIDESLIZANTE

•oj

caj

1

1

ENTRADAS DE GAS REEMPLAZABLES ASIENTO Oí VÁLVULA DE BOLA DE ACERO

LO

TUBOS INTERNOS

INOXIDABLE

DISPOSITIVO PARA FLUJO LAMINAR. ELIMINA LA

MEZCLADOR PARA LOS GASES

BOQUILLA DESMONTABLE ESTAMPADA

TURBULENCIA Y RETROCESO DE L L A M A S

F¡H. 3-24 Componentes do un soplete para soldar

Cortesía de Camidian Liquid Air, Ltd. 30

medida de una boquilla se determina por el diámetro del agujero u orificio en su extremo (Fig. 3-26). Se deben usar limpiadores de boquillas para mantener limpio el orificio. Se debe tener cuidado al limpiar una boquilla.

seleccionar de acuerdo con el espesor del metal que se va a soldar. Use la boquilla adecuada para hacer una buena soldadura. Si la boquilla es muy grande para el espesor del metal, ocurrirá sobrecalentamiento y se perforará el metal con el calor. Si le llega a ocurrir esto, no reduzca la presión, porque habrá llama en retroct o o con interrupciones constantes, lo cual también puede dañar la boquilla. Si el tamaño de la boquilla es muy pequeño para el espesor del «metal, éste tardará mucho tiempo para fundirse (si es que llega a fundirse). No aumente la presión; esto sólo produce una llama ruidosa y áspera que se alejará de la punta de la boquilla.

Fig. 3-27 ¿En cuál de las dos teteras hervirá primero el agua?

Pruebe sus conocimientos 1. Describa los efectos que se producen con el uso de una boquilla muy grande. 2. Describa los efectos que se producen con el uso de una boquilla muy chica.

Aunque una boquilla grande descargará una mayor cantidad de gas, la temperatura de la llama pnrn fioldndurn sinmpro sorn In mismn, os do<;ir dü unoH 3315"C, cualquloru quo «un oí (umafio de la boquilla. Para poder comprenderlo, véase la figura 3-27. Ambas teteras contienen la misma onnlidnrl rio riRiin y non finí mismo Irimnño y marca. La temperatura de las dos llamas es la misma, pero A tiene una llama mucho más grande que B. ¿En qué tetera hervirá primero el agua? A es la respuesta correcta. Del mismo modo ocurre con las boquillas: una boquilla grande calentará el metal con más rapidez, pero no lo calentará a mayor temperatura.

Gafas para soldar Las gafas protegen los ojos del intenso brillo de la llama, de las chispas que saltan y del metal calionto. LÜB ynfiia HO liucon con nintorinl roststuiito al calor, tienen ventilación y son ligeras. Las gafas para soldar tienen lentes ópticos que se fabrican en diferentes tonos (por lo general verde) para disminuir el efecto de la intensa luz de la llama. Como estos lentes son muy caros, se protegen con un lente incoloro ie plástico ,o de vidrio. Las gafas tienen una cinta ajustable para sujetarlas a la cabeza.

•Antes de conectar la boquilla al soplete/ée; deben; examinar las 'roscas con todo cuidado, liria .rosca dañada puede permitir un escape de gas que ocasionará un incendio o una explosión. También inutilizará el Cuerpo ¿íel ¡Soplete. Es importante evitar; que se tras:rosqüén las conexiones. Las roscas se pueden lubricar; con grafito o cera de abejas, pero nunca con aceite. Se deben examinar las ce¡ nexiónes cada vez qué se vaya a usar un soplete. La mayor parte de las conexiones sólo necesitan apretarse con la mano.

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 3-28 Gafas para soldar

Selección de boquillas

§1. Usted sólo tiene un par de ojos;; cuídelos

La selección correcta del tamaño de la boquilla es muy importante. El tamaño de la boquilla se debe

31

2. Use las gpfal'Siempre que esté saldando." V; Fíjese que estén limpias. ' ; "¡ " 3. No fraga nudos en la banda o ointa ajU8 J i labio partí las gafas, j : ' 4. Compruebe que loa lentes incoloros estén' colocados en su sitio correcto, ". •', "• ".""-••"•..".".' 'V .. i , .' . " . .•/ 5. Cambie de inmediato los lentes rotos o estrellados. . ,, ¡. '

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Fig.

3-29 Encendedor de fricción

Fig.

3-30 Limpiadores de boquillas para soldar

i

Fig.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited 3-31 Brocas limpiadoras de boquillas para soldar

Llaves para tuercas Los fabricantes de equipo para soldadura surten las llaves combinadas para tuercas, reguladores y manómetros de la medida correcta. Siempre es preferible utilizar estas llaves en vez de las ajustables (pericos).

Encendedores de fricción Siempre se deben usar encendedores de fricción para encender los sopletes. ,-Niincá W debe usar un fósforo u otro soplér ; te!. Si se 'sa:el fósforo, la mano queda .muy cerca- de la llama y •• puede sufrir serias quemaduras. El uso de otro Soplete para el êncendido puede producir una ;e,xplc

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fip. 3-32 Llave para tuercas

Limpiadores de boquillas Para limpiar las boquillas para soldar, sólo se deben usar los limpiadores aprobados para boquillas. En las figuras 3-30 y 3-31 aparecen dos tipos muy populares. Están hechos para limpiar las boquillas sin agranüar los orificios ni rayar el acabado liso y terso en el interior de la boquilla.

Guantes Cuando se sueldan piezas de metal grandes o gruesas, hay cierta radiación de calor. El que un soldador use o no guantes es cuestión de gusto personal. Cuando se usan guantes se pueden te32

ner dificultades para manejar y sujetar la varilla de soldadura. Si se usan guantes deben ser los de) tipo de guantelete y de material resistente al fuego.

• Use sólo los limpiadores aprobados para las boquillas. • Las gafas son para su protección. Úselas. Palabras que se deben recordar soplete oxidación acetileno generado combustión proceso tapones de electrolítico seguridad aire líquido regulador cilindros sistema múltiple

Se deben mantener libres de aceite o grasa y* no se deben emplear para manipular meâl caliente. , - , • ' ' : . i;-''••••.'• ' • • ' ; ' • / '••';

gafas acetona inyector presión rosca

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. Enumere cinco precauciones de seguridad para el manejo de los cilindros 2. ¿Cuál os oí propósito principal do un regulador? 3. ¿Cuál es el propósito de un sistema múltiple? • 4. ¿De qué se obtiene el gas acetileno? 5. Describa cinco diferencias entre un cilindro de oxígeno y un cilindro de acetileno. 6. Describa una aplicación de la llama de oxiacetileno, aparte de la soldadura. 7. ¿Qué usos tiene el oxígeno líq ido? 8. Describa las características del oxígeno. 9. Mencione dos precauciones de seguridad que se deben observar al usar el oxígeno. 10. ¿Cómo se produce el carburo de calcio? 11. ¿Cómo se produce oí gas acetileno? 12. ¿Cuál es. el propósito de la acetona en el cilindro de acetileno? 13. Nunca se debe usar aceite en un regulador. Explique la razón.

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 3-33 Guantes y manoplas

Puntos que se deben recordar » La temperatura de la llama es aproximadamente de 3315°C. • La oxidación es la reacción entre el oxígeno y otro elemento. • Si la oxidación es rápida, se llama combustión. • El aceite y la grasa y el oxígeno a alta presión son peligrosos cuando oslan on contado onlro sí. • El oxígeno, puede ser peligroso en la ropa o en una herida abierta. • Las conexiones para oxígeno y acetileno tienen roscas diferentes. • Los cilindros se deben manejar con cuidado. • El gas acetileno es ligeramente venenoso. • Nunca se debe usar el gas acetileno a más de 100 kPa. • El acetileno arde; el oxígeno, no. • Nunca se debe golpear ni tratar de alterar lo» tapones de seguridad. • Los reguladores son instrumentos delicados. Trátelos con cuidado. • I.IIH hnquilliiH HO (iobnn mnnojnr non nuidndn.

Parte II 1. ¿Cómo se compara la temperatura de la llama de oxiacetileno con la de otras combinaciones de oxígeno y gas? 2. ¿Por qué se usa la llama de oxiacetileno para soldar? 3. ¿Qué significa oxidación? 4. ¿Qué significa combustión? 5. Describa el propósito del dispositivo de seguridad on un cilindro do oxÍRono. 33

7. Enumere las cinco partes básicas del soplete de soldadura y describa el propósito de cada una. 8. DRsnriba los dos métodos para mezclar los gases.

6. ¿Por qué debe girar hacia afuera (aflojar) el tornillo ajustador de presión antes de abrir la válvula del ci indro?

Lectura adicional Mantenimiento del equipo Debido a la naturaleza delicada del equipo de oxiacetileno y al peligro siempre presente de incendio y explosión, es necesario hacer hincapié en que las reparaciones a cualquier equipo de soldadura sólo las deben efectuar los técnicos especialistas. Sin embargo, el estudiante debe conocer los mecanismos internos del equipo y algunas de sus partes en donde pueden surgir problemas, a fin de qi'" pueda informar con exactitud y de inmediato cualquier problema que sospeche que existe, al instructor, quien se encargará de ordenar que se reparen las fallas.

Cortesía de Canadian Liquid Air. Ltd. Fig. 3-34 Un juego de sopletes, boquillas y manómetros

Cilindros Las áreas de problemas más comunes son: a) roscas dañadas por uso brusco o cuerpos extraños en las roscas que imposibilitan el asentamiento correcto de las conexiones y permiten fugas de gas; b] discos o tapones de seguridad, rotos o con fugas; c) manijas de válvulas difíciles de abrir o cerrar; d] el sistema de doble asiento en algunas válvulas no asienta en forma correcta y permite fugas de gas. , 34

te a.

Cualquier cilindro del que se sospeche está dañado se debe devolver de inmediato al proveedor, con unu explicación del problema, para que lo repare. El fabricante e,s el responsable de las condiciones de los cilindros. No se debe intentar la corrección de ninguna falla o daño.

VOLANTE

i

p SALIDA PARA CONEXIÓN DEL REGULADOR

DISPOSITIVO DE SEGURIDAD

CONEXIÓN DEL CILINDRO

Cortesía de Union Carbide, Canadá, Limited

Fig. 3-35 Válvula de alta presión para el cilindro de oxígeno

Reguladores Las áreas de problemas más comunes son: a) Con la válvula del cilindro abierta y mientras se ajusta la presión, la aguja del manómetro puede tener movimiento errático en vez de estable, conforme se aumenta la presión. Esto podría indicar problemas con el diafragma. b) Si la válvula del soplete está cerrada y sigue aumentando la presión indicada por el manómetro, puede indicar que el asiento de la válvula tiene una falla. c) Si la aguja del manómetro no regresa a cero después de cerrar la válvula del soplete y de descargar la presión, podría indicar que el mecanismo del manómetro está dañado o "botado" por la descarga súbita de gas a alta presión debida a la apertura demasiado rápida de la válvula del cilindro. 35

'CUERPO DEL REGULADOR

-

TUERCA DE

MANÓMETRO

RESORTE Y DIAFRAGMA

ENTRADA EMPAQUE DE ENTRADA FILTRO DE INDICADOR DE PRESIÓN

ENTRADA

RESORTE MARGINAL^ SELLO DYNA-SEAL

TAPÓN DEL REGULADOR TORNILLO DÉ SUJECIÓN

VASTAGO

VÁLVULA DE SEGURIDAD

CONEXIÓN DE SALIDA

ASIENTO DE NYLON

REGULADOR L.A. BANTAM

TUERCA DE ENTRADA

FILTRO

. EMPAQUE D'E

SELLO DYNA-

(BRONCE)

ENTRADA

SEAL

VASTAGO

RESORTE

ASIENTO DE

TORNILLO DE

NYLON

SUJECIÓN

LADO DE ENTRADA

©

© ) '

DIAFRAGMA

BOTÓN DEL

RESORTE

PERILLA

CONEXIÓN DE

RESORTE

SALIDA

LAÚD I)L REGULACIÓN

©

©

•

-5

ARANDELA

HUSILLO

RESORTE

SELLO ANULAR

CUERPO

MARCADOR

PASADOR DE

TAPÓN

CIERRE INDICADOR OE PRESIÓN

o TAPÓN

RESORTE

BOLA DE ACERO

ASIENTO DE HULE

INOXIDABLE

(CAUCHO)

VÁLVULA DE SEGURIDAD

Fig. 3-36

Cortesía do Canadian I.iciuid Air, Ltd.

Regulador L.A. Bnntam

36

MANÓMETRO CUERPO DEL REGULADOR DIAFRAGMA ASIENTO DEL FILTRO TAPÓN DEL REGULADOR 'CARTUCHO PERILLA

FILTRO (BRONCE)

CONEXIÓN DE ENTRADA

BOTÓN DEL RESORTE

PASADOR INTERMEDIO ,SELLO DYNA-SEAL DE SALIDA.'

SELLO DYNA-SEAL DE ENTRADA

RESORTE DE REGULACIÓN (INTERNO) RESORTE DE REGULACIÓN (EXTERNO)

CONEXIÓN DE SALIDA

REGULADOR L.A. PARA ESTACIÓN

CUERPO DEL

SELLO ANULAR

CARTUCHO

(ANILLO "O")

ASIENTO

RESORTE

TAPÓN nn

srun ANUIAR

CARIUCHO

(ANILLO "O")

COMPONENTES DEL CARTUCHO

EXTERNO

TORNILLO

PASADOR

DIAFRAGMA

PLACA DE EMPUJE

INTERMEDIO

COMPONENTES DEL ,

SALIDA'"B", IZO.

O DER.

ARANDELA

SALIDA "C", DER.

ARANDELA DE PRESIÓN

TUERCA

DIAFRAGMA

SALIDA HEMBRA "B",

DER.

INTERNO RESORTE DE

BOTÓN DEL

REGULACIÓN

RESORTE

PERILLA

SELLO DYNA-

ASIENTO DE

FILTRO

SELLO OYNA-

•CONEXIÓN DE

SEAL DE SALIDA

FILTRO

(BRONCE)

SEAL DE ENTRADA

ENTRADA

CONEXIONES DE ENTRADA Y SALIDA


Fig. 3-37 Regulador L.A. para Estación

37

PASADOR INTERMEDIO TAPÓN DEL REGULADOR

MANÓMETRO AP

DIAFRAGMA BAJA PRESIÓN (BP) RESORTE REGULADOR (EXTERNO) RESORTE REGULADOR (INTFRNO)

IIIMON un ni símil I'LIIILLA

CARIUCHO Ut BAJA PRESIÓN

MANÓMETRO BP

TORNILLO DE AVANCE

ARTUCHO Di ALTA PRESIÓN

PLACA DE BISAGP'\ HERRADURA "Os

CUERPO DEL REGULADOR TAPÓN ALTA PRESIÓN (AP)

TAPÓN

REGULADOR L.A. DE DOBLE ETAPA

CUERPO

BOLA ACERO INOX RESORTE

RESORTE ALTA PRESIÓN (AP)

DIAFRAGMA DE ALTA PRESIÓN (AP)

SELLO ANULAR (GRANDE)

RESORTE

VASTAGO

VALVUU DE SEGURIDAD

ASIENTO DE NYLON

TAPÓN

SELLO ANULAR (PEQUEÑO)

COMPONENTES DEL CARTUCHO DE BAJA PRESIÓN

ARANDELA DE NYLON

FILTRO (BRONCE)

RESORTE

VASTAGO

ASIENTO DE N y LON

TAPÓN

SELLO ANULAR (PEQUEÑO)

COMPONENTES DEL CARTUCHO DE ALTA PRESIÓN

PASADOR INTERMEDIO

TORNILLO

PLACA DE EMPUJE

DIAFRAGMA

BOTÚN DEL RESORTE

COMPONENTES DE DIAFRAGMA DE BP

PERILLA

RESORTES REGULADORES

•BBH TORNILLO

DIAFRAGMA

PLACA DE EMPUJE

ARANDELA DE PRESIÓN

TUERCA

HERRADURA

PLACA DE

PRISIONERO

CONTRATUERCA

BISAGRA

• COMPONENTES DE DIAFRAGMA DE AP

Fig. 3-38 Regulador L.A. de doble etapa


38

REGULABOH

JUNTA DEL DIAFRAGMA RESORTE

1

VÁLVULA ' RETENCIÓN SALIDA BAJA PRESIÓN

, ENTRADA DE ALTA PRESIÓN

. YUGO/ VÁLVULA DE SEGURIDAD SAFE-T-CHECK BOQUILLA (COSTURA) ASIENTO OE OPERACIÓN TORNILLO DE SUJECIÓN DEL YUGO CUERPC ; GUlA DEL YUGO

TAPÓN POSTERIOR

RESORTE POSTERIOR

Fig. 3-39 Regulador armado

VÁLVULA DE SEGURIDAD SAFE-T-CHECK (CERRADA)

Cortesía MECO, Sí. Louis, U.S.A.

Sopletes (incluso sopletes y aditamentos para corte) Las áreas do problemas más comunes son: a) Cuando las válvulas del soplete están cerradas y todavía hay presión en las mangueras y sale una pequeña cantidad de gas por la boquilla, puede indicar que las válvulas no asientan bien y que se necesita empacarlas o cambiarlas.

Fig. 3-40 Soplete y aditamentos para corte

39

Cortesía de MECO, Si. JL.OUÍS, U.S.A.

Fig. 3-41 Soplete'MECO parn corto

Cortaxíti do Ml'.CO. Sí. í.ouis, U.S.A.

Fig. 3-42 Soplete MECO para corte

Cortesía de MECO, Sí. Louis, U.S.A.

b) Normalmente, el cuerpo y la cámara mezcladora del soplete requieren poco mantenimiento, salvo que hayan sido sometidos a uso incorrecto o maltrato. Sin 3mbargo, si hay exceso de llama en retroceso, contraexplosiones o fugas de gas, indica que los asientos tienen cuerpos extraños, melladuras, abolladuras o que los sellos anulares (llamados a veces anillos "O" o "ligas") están dañados o fallantes. c) Una llama errática on la boquilla dnspuós rio habor ofocluado la limpio/a por oí procedimiento normal, puodo indicar una acumulación do carbón on oí iWMolwloi 1 (|iid Miinhi dtir n I Ü I I I N H do fjund'liuxploMluiiuH uxctniiviiü, Ins cunlus por .sí mismas son indicaciones de que hay una falla en el equipo y so debo examinar. 40


CUERPO PIEZA DE ASIENTO

JUNTA DE TAPA DE APOYO

TAPA DE APOYO

TORNILLO SUJETADOR DEL YUGO

RESORTE POSTERIOR

GUÍA DEL YUGO

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 3-43 Vista esquemática

1. ¿Qué medidas se deben tomar si se sospecha que el equipo está defectuoso? 2. ¿Cuáles son algunas de las áreas de problemas comunes relacionadas con los cilindros? 3. ¿Qué precauciones se deben tomar con un cilindro defectuoso? 4. Describa dos problemas comunes que pueden ocurrir en los reguladores. 5. ¿Qué fallas pueden ocurrir si hay fugas por una válvula de un soplete? 6. Si ocurren contraexplosiones excesivas, ¿qué problemas pueden indicar?

Prácticas para soldadura oxiacetilenica Cortesía de Canadi'an Liquid Air, Ltd.

describe paso a paso para la protección de usted y para evitar daños al equipo.

Fig. 4-1 Equipo portátil de oxiacetileno

Es necesario comprender el método correcto para armar y desarmar el equipo de oxiacetileno. Hay una rutina que se debe seguir. Esta rutina se

Coríosúi do (Jni'o/i Cíirb/do Cunada ¡.imitoil Fig. 4-2 Sujetar los cilindros con unn cadena

Pasos para armar el equipo de oxiacetileno Compruebe que el cilindro no apunte hacia ninguna persona. Manténgalo alejado de cualquier llama. Hágase a un lado mientras , hace la: ligera apertura dé la válvula para quitar el polvo.

1. Amarre los cilindros con una cadena a un objeto estacionario. Manténgalos en posición vertical. 2. Quite las tapas protectoras de las válvulas. 3. Para soplar el polvo que haya en la conexión dol regulador, abra un poquito y cierre la válvula con rapidez. Esto se llama también apertura mínima o entreabrir. Observe la posición de las manos en la figura 4-4. A veces las válvulas se pegan y es difícil girarlas. Si le ocurre esto, ponga las manos como se ilustra y empuje hacia abajo. Al mismo tiempo, dé un tirón o giro rápido en el sentido de apertura (hacia la izquierda en el sentido contrario de las manecillas del reloj).

TAPAS PROTECTORAS DE VÁLVULAS Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 4-4 Para entreabrir las válvulas de los cilindros. El operador está en el lado opuesto a la descarga de oxígeno a alta presión.

4. Compruebe que las roscas del cilindro y del regulador no estén dañadas. Conecte el regulador de oxígeno en el cilindro y el regulador de acetileno al cilindro de acetileno (Fig. 4-5). Recuerde usar la llave para tuercas correcta. Tenga presente que las conexiones para acetileno tienen rosca izquierda y que las conexio^ es para oxígeno tienen rosca derecha. Nunca intente hacer una conexión por la fuerza. Si tiene dificultades, notifíquelo al instructor. 5. Compruebe que el tornillo ajustador de presión esté girado hacia fuera (aflojado). Sople cualquier polvo que pueda haber en el regulador. Para ello, abra lentamente la válvula del cilindro y luego gire hacia dentro (apriete) el tornillo de ajuste, hasta que salga una pequeña cantidad de gas por la abertura en la cual se conectará la manguera. Cierre la válvula dol cilindro y aflojo oí tornillo ajustador de presión. Repita pste procedimiento en ambos reguladores.

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 4-3 Cilindros de oxígeno y acetileno 43

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oxígeno en el regulador dé oxígeno y la manguera puní ncqiilono un ul roguliulor do ucotiluno. 7. Conecte el otro extremo de la manguera para oxígeno en la entrada de oxígeno en el soplete y la manguera para ncotilono on la entrada do acetileno ul implólo. Compnmln) do niiovo (|iifi lun roncan no catón dañadas.

Recuerda que la manguera para oxígeno es; verde y tiene rosca derecha; la manguera; para acetileno.es roja y tiene fosca izquierda.,

8. Instale la boquilla de soldar en el soplete.

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Recuerde examinar las roscas antes de conectar. No la instale por la fuerza, y tenga cuidado de no trasroscar las roscas*

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Coríesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 4-5 Instalación del regulador

Recuerde que el gas acetileno es inflamable. No lo" descargue cerca de'llamas abiertas o de objetos que estén calientes, '.f.-,,.

9. Abra lentamente las válvulas de los cilindros de oxígeno y de acetileno. Recuerde que la válvula de oxígeno se debe abrir por completo y la de acetileno sólo 1.5 vueltas.

6. Primero, examine ambas conexiones para ver que no estén dañadas. Conecte la manguera para

10. Compruebe que las válvulas de aguja del soplete estén cerradas. Gire hacia dentro (apriete) los tornillos ajustadores de presión, uno cada vez, hasta que los manómetros indiquen la prosián dosoadu. El uquipo ya está armado en la forma correcta y listo para efectuar la prueba de fugas.

Corícs/u do Union Carbide Canadá, Limitad Fig. 4-6 Eliminación do polvo del rotulador

Cortesía de Union Curtido Canadá. Limited Fig. 4-7 Para conectar la manguera 44

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Localización de fugas

§ Recuerde que si se abren coii mucha rapidez -i &*;»& V - . ; . • _

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Después de armar el equipo, se deben buscar posibles fugas en los puntos indicados en la figura 4-9. A. Válvula del cilindro de oxígeno B. Válvula del cilindro de acetileno C. Conexión del regulador de oxígeno D. Conexión del regulador de acetileno E. Conexiones para mangueras r"e oxígeno y acetileno F. Válvulas de aguja de oxígeno y acetileno en el soplete La solución jabonosa para localizar fugas se aplica en los puntos indicados con una brocha pequeña. Con las válvulas del soplete cerradas y con la presión aplicada, cualquier fuga en una conexión producirá burbujas pequeñas en el punto en que se escapa el gas. Si no hay fugas, limpie las conexiones con un trapo limpio. Si las hay, limpie la conexión con oí trapo y apriétela; vuelva a aplicar la solución jabonosa. Cuando esté seguro de que ya no hay fugas, limpie las conexiones con un trapo limpio.

Jlas.válvulas del cilindro, se dañará el mecanismo interno de ellas, 16 cual.puede pca-j sionar una lesión a ustedô 'a otras personas.

Cortesía de Harris Calorific Company Fig. 4-8 Regulación del tornillo ajustador de presión ros

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Fig. 4-9 Localización dé fugas Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited

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Consulte con su instructor antes de hacer las pruebas, a fin de tener la seguridad de que i •> han tomado las precauciones necesarias y de que el equipo está listo para la prueba de fugas. Compruebe 'que sus manos y guantes estén libres de grasa y aceite. . Antes de conectar, examine si hay roscas dañadas en las conexiones. ; Utilice sólo la llave para tuercas aprobada. Tenga cuidado de ver hacia dónde descarga los gases. No haga una fuerza innecesaria con la llave. No, abra la válvula del cilindro de acetileno •más de 1-1/2 vueltas. , / Examine' todas las conexiones para ver sí hay fugas.'

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 4-10 Encendido del soplete describen dos métodos diferentes para el encendido y ajuste del soplete en forma segura y eficiente. Método A 1. Compruebe que el equipo esté conrrectamente armado y las válvulas del soplete estén cerradas. 2. Después de seguir las reglas antes indicadas, abra las válvulas principales, de los cilindros o de las tuberías de gas. 3. Gire hacia dentro (apriete) los tornillos de ajusté, uno cada vez, para obtener la presión deseada en los manómetros. 4. Sostenga el soplete con una mano con las válvulas apuntando hacia arriba. 5. Sujete el encendedor de fricción con la otra mano (Fig. 4-10). 6. Abra la válvula de acetileno del soplete hacia la izquierda 1/4 de vuelta o menos. 7. Acerque el encendedor de fricción a la punta de la boquilla y encienda el gas. 8. Abra por completo la válvula de acetileno en el soplete. 9. Abra despacio y por completo la válvula de oxígeno en el soplete.

Pasos para apagar, desconectar y almacenar el equipo 1. Cierre la válvula del cilindro de acetileno. 2. Cien 3 la válvula del cilindro de oxígeno. 3. Abra la válvula de acetileno en el soplete para expulsar todo el gas de la manguera y del regulador 4. Cierre la válvula de acetileno en el soplete. 5. Afloje el tornillo ajustador de presión. Hágalo girar hacia la izquierda. 6. Abra la válvula de oxígeno en el soplete para expulsar todo el gas de la manguera y el regulador. 7. Cierre la válvula de oxígeno en el soplete. 8. Afloje el tornillo ajustador de presión (Véase paso 5). 9. Desconecte los reguladores, las mangueras, el soplete y la boquilla. 10. Instale las tapas protectoras de las válvulas en los cilindros. 11. Almacene el equipo en su lugar.

Método B 1. Compruebe que el equipo esté correctamente armado y las válvulas del soplete estén cerradas. 2. Después de seguir las reglas antes indicadas, abra las válvulas principales, de los cilindros o de las tuberías de gas. 3. Agarre el soplete y abra por completo la válvula de acetileno de éste. 4. Gire hacia dentro (apriete) el tornillo ajustador de presión, hasta que salga una pequeña cantidad de gas por la punta de la boquilla.

Encendido del soplete y ajuste de la llama Ésta es la operación que efectúa el soldador con mayor frecuencia. Es esencial aprender a efectuarla con seguridad, rapidez y eficiencia. Se 46

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué al principio se abre sólo 1/4 de vuelta la válvula de acetileno del soplete? 2. ¿Por qué hay que abrir con lentitud la válvula de oxígeno? 3. ¿Cómo se llama el cono interno brillante? 4. ¿En qué momento se obtiene la llama neutra?

A

Pasos para extinguir la llama 1. Cierre por completo la válvula de acetileno del soplete. •2. Cierre por completo la válvula de oxígeno del soplete. 3. Para cerrar las válvulas que están hacia arriba, recuerde que se deben girar hacia la derecha. La válvula de acetileno del soplete es la primera que se cierra para evitar que se forme carbón en la boquilla. Además, si el sopk v e ha estado en uso mucho tiempo, las válvulas de aguja se pueden gastar y será difícil cerrarlas. Si se cierra primero la válvula de oxígeno y luego la de acetileno, se puede quedar una llama pequeña en la boquilla, quo so nlimontn por oí ncntilono quo riojn pnsnr In válvula. Si se cierra primero el acetileno, el oxígeno que todavía sale por la boquilla apagará cualquier llama que quede, igual que cuando se sopla un fósforo para apagarlo.

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 4-11 Regulación de la llama

5. Acerque el encendedor de fricción a la punta de la boquilla y encienda el gas. 6. Siga apretando con lentitud el tornillo ajustador de presión de acetileno hasta que la llama deje de humear y esté entre 3 y 5 mm de la punta de la boquilla (Fig. 4-11 A). 7. Regrese la válvula de acetileno hasta que la llama vuelva a entrar en la boquilla. 8. Abra por completo la válvula de oxígeno en el soplete. 9. Gire hacia dentro (apriete) lentamente el tornillo ajustador de presión de oxígeno mientras observa la llama con cuidado. Debe aparecer un cono interior brillante e intenso, al cual se le llama pJuma(Fig. 4-1 IB). 10. Siga apretando oí tornillo ajustador de presión de oxígeno hasta que desaparezca la'pluma. La llama que se ve ahora se conoce como JJama neutra. Este tipo de llama se utiliza en la mayoría de las soldaduras (Fig. 4-11C). Al agregar más oxígeno, se producirá una llama oxidante (Fig. 4-11D). Se debe tener cuidado al usar cualquiera de estos métodos. Si se abre el acetileno con demasiada rapidez, la llama quedará fuera de control. Si se abre el oxígeno con demasiada rapidez, se apagará.

Cualquier señal de que una válvula de aguja está desalineada, se debe comunicar de inmediato al instructor.

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál válvula se debe cerrar primero? 2. Si las válvulas del soplete están hacia arriba, ¿en qué sentido se deben girar: a. para cerrarlas? b. para abrirlas? 3. ¿Cuál es el propósito de dejar 'alir el oxígeno por la boquilla después de que Sit extinguió la llama? 4. ¿Por qué se debe mantener la llama alejada de cilindros o tuberías de gas? En Id figura 4-12 so muostran los nombres do las diferentes partes de la llama de oxiacetileno. Se usarán con frecuencia en las siguientes lecciones y hay que familiarizarse con ellos.

Nunca apunte la llama hacia ninguna perao£. na, cilindro o tubería ni ningún material que Issea inflamable. ' : . "; ' '• • 47

CONO INTERNO

Fig. 4-16 Llama oxidante

ENVOLVENTE O CONO EXTERNO

Fig. 4-12 Partes de la llama

Efectos en el acero Acetileno que arde en el aire. Ésta es la primera llama que se ve al encender el soplete. Esta llama es de escasa utilidad para el soldador y cuando la aplica a una pieza de acero, la calienta con mucha lentitud y recubre todo con carbón. Llama carburizante o con exceso de acetileno. Ésta es la segunda llama que se verá. Ya se ha agregado oxígeno al acetileno, pero la pluma en el centro indica que todavía hay exceso de acetileno. Cuando se aplica esta llama al acero, lo calimiln con mucha mafi rápido/., poro produco carburos quo hurúií quu Iti soldadura osló dura y quebradiza. La llama neutra. Ésta es la tercera llama y la correcta para soldar acero. Se ha agregado la cantidad precisa de oxígeno al acetileno. Cuando se aplica esta llama al acero, lo calienta todavía con más rapidez, pero de ningún modo altera la soldadura. {,# Uwmít mMtiMVi ftfcU* llama fWttl UitJttiit ^ttft se ha agregado una cantidad excesiva de oxígeno. Aunque es In más cnliente de todas las llamas, cuando se aplica a una pieza de acero produce óxidos que dejan una soldadura muy quebradiza. La llama neutra es la llama correcta que se debe usar en la mayor parte de las soldaduras en acero. Las llamas carburizante y oxidante se usan sólo en casos especiales. La llama ilustrada en la figura 4-13 no tiene absolutamente ningún uso en la soldadura.

Tipos de llamas de oxiacetileno Los soldadores utilizan dos métodos para determinar si tienen la llama correcta. Aspecto El ccetiJeno que arde en el aire produce una llama larga y amarilla y libera grandes cantidades de carbón.

Fig. 4-13 Llama de acetileno en el aire La llama con exceso de acetileno tiene tres partes diferentes: el cono externo, el cono interno y la pluma. 4

Fig. 4-14 Llama carburizante o con exceso de acetileno

La 1/ama neutra tiene dos partes: el cono externo y el cono interno, transparente y redondeado.

Ejercicio Haga el siguiente ejercicio para ver los efectos de las diferentes llamas en el acero. 1. Encienda el soplete y obtenga la llama de acetileno que arde en el aire. Aplíquela a una pieza de metal, la cual se calentará con mucha lentitud y se cubrirá con carbón. 2. Ajuste el soplete a la llama de exceso de acetileno y aplíquela al metal. Observe el charco de metal fundido que se forma. Estará nublado con una nata blanca en la parte superior.

Fig. 4-15 Llama neutra

La llama oxidante también consta de dos partes: el cono externo y un cono interno puntiagudo. El cono externo es de color morado y tiene extremos "desgarrados". También se oye un siseo o silbido en la boquilla. Este siseo es un sonido áspero, muy diferente al sonido suave de la llama neutra. 48

I

que utilice equipo de soldadura de oxiacetileno debe comprender claramente esta diferencia. La llama en retroceso es la más peligrosa de las dos. A veces, cuando se está soldando, se apaga la llama del soplete y se oye un fuerte chasquido o estallido en la boquilla. Esto es la contraexplosión. Por lo general, el soplete vuelve a encender si se lo acerca accidentalmente al metal caliente.

UNA BUENA SOLDADURA

DEMASIADO CALOR UNA SOLDADURA ACEPTABLE PERO DISPAREJA

Si ocurre una contraexplosión, ¡ierre de inmediato las/válvulas del soplete y compruebe los puntos siguientes: . 1. ¿Se ha permitido que la boquilla toque el metal? Ésta es la causa más frecuente entre; los principiantes.-".'• V ' , 2. ¿Hay algún pedazo de metal caliente que obstruya el orificio de la boquilla? 3. ¿Está floja la boquilla Y 4. ¿Está sobrecalentada la boquilla? ¿Estuvo demasiado cerca del metal?

Fig. 4-17 Efectos del calor en el acero

3. Ajuste el soplete a la llama neutra. Aplíquela al metal. Vuelva a observar el charco de metal fundido. Estará transparente y como un espejo. 4, Ajuste el soplete a la llama oxidante. Aplíquela al metal. Una vez más observe el charco del metal fundido. Estar/i on ebullición, tundra ospumn y saltarán muchas chispas. Repita este ejercicio de práctica hasta que pueda reconocer las diversas llamas, tanto por su aspecto como por el efecto que tienen en el acero.

Después do revisar lo nmorior, enfrío In boquilla on agua mientras pasa oxígeno por olla.

Cuando ocurre una Jiama en retroceso, se apaga la llama y se oye un siseo o chillido fuerte en la boquilla. Suele estar acompañado por la emisión de humo negro por la boquilla.

Pruebe sus conocimientos 1. Mencione las tres partes de la llama. 2. Menciónelos diferentes tipos de llamas. 3. ¿Cuál es la llama correcta para la mayoría de las soldaduras? 4. ¿Por qué s,e considera que la llama de la figura 4-15 es la correcta y la que se debe de usar? 5. ¿Cuáles son los efectos de una llama oxidante sobre el acero? 6. ¿Cuáles son los efectos de una llama carburizante sobre el acero? 7. ¿Cuál llama produce un charco con nata? 8. ¿Cuál llama produce un charco transparente y limpio? 9. ¿Cuál llama produce un charco con ebullición o espuma?

Si ocurre una llama en retroceso, cierre las válvulas del soplete (primero la de oxígeno) y las válvulas de los cilindros. Haga que el instructor revise el equipo antes 'e hacer ninguna otra cosa. Con la llama.en retroceso, la llama sigue encendida dentro de la boquilla. Si se deja que siga, la llama podría continuar su retroceso hasta los cilindros o la tubería y ocasionar una violenta explosión. El oxígeno sostendrá la combustión. Ésta es la razón por la cualsiempre se cierran, primero, las válvulas de oxígeno. Todos los equipos de oxiacetileno deben tener un dispositivo para detener o ahogar la llama. Si no lo tiene instalado, se debe comprar con el fabricante. Algunos sopletes, como el ilustrado en la figura 3-22, se construyen teniendo esto presente. Las causas más comunes de la llama en retroceso son:

Contraexplosiones y llama en retroceso Hay una diferencia muy clara entre llama en retroceso y contraexplosión. Cualquier persona 49

-

'

2. Prepare el equipo para soldadura. Recuerde que debe obtener una llama neutra. 3. Mantenga la punta del cono interno a unos 3 mm encima del motnl y apuntóla en el sentido o dirección en que se va a hacer la soldadura. El ángulo correcto entre el soplete y el metal debe ser de unos 45°. 4. Sostenga la llama en un lugar hasta que se forme un charco de metal fundido de alrededor de 5 mm do diámetro. 5. Mueva lentamente la llama sobre el metal y mantenga la punta del cono interno 3 mm encima del metal en todo momento. Conforme avanza despacio la llama, el charco avanza también. 6. Observe el charco con cuidado. Si se mueve el soplete con mucha rapidez, el cordón se hará más oslrocho y las ondulficionos során puntiagudos on vez de redondas (Fig. 4-19). Por otra parte, si se mueve muy despacio el soplete, se producirá un agujero en el metal.

1. Presiones incorrectas de oxígeno y acetileno. Es la causa más frecuente entre los principiantes. 2. Tocar el metal con la boquilla. 3. Uso do mótodos incorrectos pnrn oncendor oí soplete. 4. Obstrucción en la boquilla. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué es más peligrosa una llama en retroceso quo 'na contraoxplosión? 2. En caso de que haya llama en retroceso, ¿por qué se cierra primero la válvula de oxígeno del soplete? 3. ¿Qué se debe hacer si ocurre una llama en retroceso? 4. ¿Qué se debe hacer si ocurre una contraexplosión? 5. Mencione dos razones por las cuales se produce la llama en retroceso. 6. Indique dos deficiencias que pueden ocasionar una contraexplosión.

CORDÓN

Correr un cordón recto sin varilla de soldadura Éste es el primer ejercicio en la soldadura de oxiacetileno. Es un movimiento básico en todas las operaciones de soldadura oxiacetilénica y se debe practicar hasta lograr máxima habilidad.

ONDULACIONES INCORRECTA

Fig. 4-19 Demasiada velocidad SOPLETE.

7. La velocidad correcta es do máxima importancia. Practique esto ejercicio hasta quo pueda correr un cordón recto con ondulaciones redondeadas, sin agujeros y de la misma anchura en toda su longitud. CORDÓN

«na

METAL BASE

Fig. 4-18 Para cor.er un cordón sin varilla de soldadura

ONDULACIONES

Ejercicio 1. Obtenga una pieza de acer.o dulce de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm.

CORRECTA

Fig. 4-20 So mantuvo una bunna velocidad 50

Otros ejercicios para correr cordones sin varilla de soldar

Para correr lineas de fusión irregulares En la industria, el soldador no siempre podrá voltear el metal ni todas las soldaduras son siempre líneas de fusión rectas (cordones). El soldador debe manipular el charco en muchas direcciones diferentes. El siguiente ejercicio le ayudará a desarrollar la destreza necesaria.

Una vez que haya adquirido destreza para correr cordones rectos sin varilla de soldar, practique los siguientes ejercicios. Observe los efectos de cada uno. Ejercicio

1. Empiece exactamente en la misma forma que en el ejercicio anterior; pero, ahora, mueva el soplete a lo largo de la línea de soldadura con un pequeño movimiento circular hacia la derecha. A fin de producir cordones uniformes (cordones exactamente iguales) es necesario efectuar el movimiento circular en la misma forma exacta cada vez (Fig. 4-21).

Ejercicio 1. Obtenga una pieza de metal de 150 mm x 150 mm x 1.5 mm. 2. Con una regla y un gis o jaboncillo (esteatita) dibuje las líneas de la figura 4-23.

DIRECCIÓN OE LA SOLDADURA

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 4-21 Movimiento circular del soplete

2. Vuelva a empezar igual que antes. Pero, esta vez, cambie el ángulo del soplete. Corra cierto número de cordones en la misma pieza de metal y cambie el ángulo del soplete cada vez que forme un nuevo cordón. Observe con cuidado los resultados. Observe que a medida que el soplete apunta más recto hacia abajo, mayor será la profundidad del charco en el metal.

12 mm

150 mm

Fig. 4-23 Trazado de las líneas

3. Conecte las esquinas de los cuadros, como se ilustra en la figura 4-24, mediante una línea en zigzag o irregular.

LÍNEA ANTES

CORDONES

DE SOLDAR

CORDÓN METAL BASE

DIRECCIÓN DE LA SOLDADURA

PENETRACIÓN

Fig. 4-22 Penetración

Fig. 4-24 Dibujo pnrn líneas de fisión irregulares

51

didas en pulgadas. Se suele aplicar a metales de espesor menor do 1/B pulg (3 mm). Por ojemplo, un i n o l n l qnn l i n i i o un Miipoíior (lo 1 / 1 ('» p t i l n ( 1 •(> mm) es de calibre 16; un metal que tiene un espesor de 1/8 pulg (3 mm) es .calibre 11. El metal que tiene un espesor do 1/32 pulg (0.8 mm) es calibre 21. Cuanto más alto es el número del calibro, menor es el espesor del metal.

4. Prepare el equipo de soldadura y suelde a lo Inrgo do ,as línnns irregulares, No levante el soplólo, no innova oí inolnl ni MO dolonga l u i i i l n lorminar cada línea. Pruebe sus conocimientos 1. ¿A qué distancia del metal se dobe mantener la punta del cono interno? 2. ¿Cuál debe ser el diámetro aproximado de los charcos? 3. ¿Qué ocurre si se mueve el soplete con domasiíiflíi 4. ¿Qué ocurre si se mueve el soplete con demasiada lentitud? 5. ¿Cuáles son las características de un buen cordón? 6. Describa los resultados que se producen cuando se cambia el ángulo del soplete. 7. ¿Por qué os necesario que el soldador pueda manipular el charco en diferentes direcciones?

RSPKSOR DF.I, MIíTAI.

MEDIDA DE LA VARILLA DE SOLDADURA

1/lü" (l.ü nun) o monos 1/8" (3 mm) 3/32" (2.4 mm) 3/16" (4.8 mm)

1/lü" (l.ü inm) 1/8" (3 mm) 3/32" (2.4 mm) 3/16" (4.8 mm)

Para metales de más de 3/16 pulg (4.8 mm) use varilla de soldadura de 1/4 pulg (6.4 mm).

Para correr un cordón con varilla de soldadura

Varillas de soldadura

Cuando se hace un cordón sin varilla de soldadura, queda una depresión o rebajo en la superficie del metal. Este rebajo se llama penetración y se produce por el hundimiento del charco en el metal. Para poder llenar este hueco u hoyo y hacer que la soldadura llegue, cuando menos, hasta la superficie del metal, se utiliza la varilla de soldadura. En la figura 4-25 se ilustra el método correcto para sostener la varilla de soldadura. Conforme avanza la soldadura, so vn fundiendo la varilla y hay que acercarla en forma continua a la soldadura. Si se sujeta la varilla en la forma que se ilustra y con un poco de práctica, es posible bajar la varilla sobre los dedos con la ayuda del pulgar.

Una vari'la de soldadura es el metal de relleno (aporte) u.ilizado con el soplete. A fin de poder producir soldaduras con las mismas cualidades de los metales que se van a soldar, las varillas de soldadura se deben fabricar en tantas variedades y tipos como los metales existentes. Para soldar el acero, el tipo más común es la varilla de acero dulce recuuierta con cobre. Casi todas las varillas do soldadura son cilindricas y para determinar su tamaño se mide su diámetro. Como regla general, use varillas de diámetro pequeño para metales delgados y varillas do d i á m e t r o mayor conformo aumenta el espesor del metal.

Ejercicio 1. Obtenga una pieza de metal de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm. ' 2. Prepare el equipo de soldadura. 3. Forme un charco pequeño como se describió en los ejercicios anteriores. 4. Cuando se establezca el charco, ponga la punta de la varilla de soldadura en el centro del charco de metal fundido.

Espesor del metal* Calibre es el término utilizado para indicar el espesor de una pieza de metal fabricada con me*Al momento de la publicación, no se fabricaban metales planos ni varillas de soldadura en rñedidas métricas. En dos normas canadienses (CSA), C312.1, Dimensiones métricas preferidas pora producios de meta) piano y C312.2, Dimensiones preferidas para productos metálicos redondos, cuadrados, rectangulares y hexagonales, indican cuáles deben ser los tamaños nuevos (i; productos metálicos en sishimii métrico, poro no dicen la focí ; on (|uo lisiarán disponibles-un el morcado. Sin embargo, a fin de a y u d u r a los estudiantes que trabajan con sistema métrico y SI, en la tabla que aparece más adelante ¡>e

dan las medidas métricas aproximadas do mótalos planos y varillas para soldadura, entre paréntesis. Recuerde que las medidas métricas no representan los tamaños estándar disponibles.

52

OBSERVE LA POSICIÓN DEL PULGAR Y LOS OTROS DEDOS VARILLA DE SOLDADURA

SIN VARILLA DE SOLDADURA

CON VARILLA DE SOLDADURA

Fig. 4-27 Estas soldaduras son semejantes

\. La soldadura

que la hecha sin varilla de soldadura, excepto que sobresale o tiene relieve sobre la superficie del metal. 9. No permita que la varilla de soldadura se fundii y caiga sobro oí charco. I,n vorilla so (lobo colocar en oí contra dol charco y dejarla fundir.

Fig. 4-25 Posición correcta para sostener la varilla de soldadura

METAL

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 4-28 Una buena soldadura

CORDÓN

Fig. 4-26 Para correr un cordón con varilla de soldadura

10. Si se agrega O' aporta demasiada varilla de soldar, se aumentará la prominencia de la soldadura. Para ello, se sumerge la varilla con mucha rapidez en el charco. Si se agrega la varilla con demasiada lentitud, la soldadura queda más plana. 11. Practique este ejercicio hasta que obtenga una soldadura tersa y bien hechf con una cantidad uniforme de prominencia o relieve sobre la superficie. Por lo general, son suficientes 3 mm ( i M c i m n (lo la mipnrl'icio; (mío no llama u i i m c n f o o refuerzo. Además, practique el ejercicio de las figuras 4-24 y 4-29, pero esta vez utilice la varilla de soldadura.

5. Tenga cuidado. Si pone la punta de la varilla en cualquier lugar que no sea el centro del charco, se pegará al metal. 6. Si se pega la varilla de soldadura, no tire de ella para tratar de despegarla. Simplemente ponga ln llnmn on ni lugnr on que está pegada la var.jlla liiiHla'quo tío funda y puudii dimpugiirln, 7. Se debe agregar la misma cantidad de varilla de soldadura cada vez para producir una soldadura uniforme. 53

2. ¿Con qué propósito se utiliza la varilla de soldadura? 3. ¿Como se determina el tamaño de una varilla de soldadura? 4. ¿Cuál es el resultado de agregar la varilla de soldadura con demasiada rapidez? Fig. 4-29 Líneas soldadas irregulares Ejercicio Otro ejercicio que mejorará su destreza para la soldadura se ilustra en la figura 4-29. Escriba su nombre con gis sobre una pieza de metal. Encienda el soplete y siga las líneas sobre el metal. Este ejercicio se puede efectuar con o sin varilla de soldadura y le dará más soltura para los movimientos al soldar. Pruebe sus conocimientos

1. ¿Cuál e. 3! término utilizado para indicar el espesor del metal?

Puntos que se deben recordar • Siga los pasos ya descritos al armar y desconectar el equipo de oxiacetileno. • Haga pruebas frecuentes para localizar fugas. • El exceso inicial de acetileno (al encender) puede causarle graves quemaduras en la mano. • Un exceso de oxígeno agregado con mucha rapidez apagará la llama. • Para extinguir la llama, siempre cierre primero la válvula de acetileno del soplete. • No apunte la llama a ninguna persona ni objeto ¡iiílamablu. -• La llama neutra es la llama correcta que se debe usar.

B

D

Fig. 4-30 Cordonos do muostrn hechos con vnrilln. A y D non aiitlafaclorliiH, puro no uniformo». U tuvo imiclij) calor. C se corrió muy rápido.

Cortesía de Union Carbido Crinada, Limited

• La llama en retroceso es más peligrosa que la contraexplosió'n. • Si ocurren llama
8. ¿Cuál llama se utiliza con más frecuencia: la neutra o la oxidante? 9. ¿Cuántas partos tiene una llama carburizante? 10. ¿Cuál es la diferencia entre una llama neutra y una llama oxidante? 11. ¿Cuáles son los dos métodos utilizados por el soldador para saber si esté usando la llama correcta? 12. Utilice los dos métodos anteriores y describa las características de una llama neutra. 13. Mencione la causa más común de: a. contraexplosión b. llama en retroceso 14. ¿Cuál es el diámetro de la varilla de soldadura que se utiliza normalmente para soldar un metal calibre 16?

Palabras que se deben recordar apertura mínima refuerzo (entreabrir) contraexplosión llama neutra llama en retroceso carburización orificio oxidación penetración calibre relieve

Parte II 1. ¿Por qué se debe tener cuidado cuando se descarga el gas acetileno? 2. ¿Qué debe hacer si encuentra un defecto en el equipo? 3. La llama oxidante es la más caliente de todas. Entonces, ¿por qué no se usa para soldar acero? 4. ¿Cuál es lu diferencia principal entre llama en retroceso y contraexplosión? 5. Cuando se corre un cordón sin varilla de soldadura, ¿cuáles son los resultados de: a. mover el soplete con mucha rapidez? b. mover el soplete con mucha lentitud? 6. ¿Qué ocasiona la depresión o hueco en la superficie del metal cuando se corre un cordón sin usar varilla de soldadura? 7. Compare las características de una buena soldadura hecha sin varilla y otra he ha con varilla do soldadura.

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. ¿Por qué se deben encadenar o sujetar los cilindros a un objeto estacionario? 2. ¿Qué significa la apertura mínima o entreabrir una válvula de un cilindro? 3. ¿Qué precauciones do seguridad se debon observar cuando se entreabre la válvula de un cilindro? 4. ¿Por qué se debe examinar si las roscas de las conexiones tienen daños? 5. Diga cuál es la diferencia entre las mangueras para oxígeno y pnra acetileno con respecto a: a. color b. roscas 6. Describa el procedimiento utilizado para la localización de fugas en el equipo de oxiacetileno. 7. ¿Cuantos tipos dr¡ llamas do oxincotilono hny?

55

Cinco uniones básicas Uniones Después de aprender a hacer soldaduras con y sin varilla de soldadura, el siguiente paso es aprender n ensamblar dos piezas de metal con diferentes uniones y lograr una buena soldadura de estas uniones. Algunas uniones se pueden soldar con o sin varilla de soldadura. La mayoría du las soldaduras quu so hucon en la industria son las uniones de piezas de metal para obtener formas particulares, tales como un automóvil, un barco o un curro do ferrocarril. Exis-

ten sólo cinco tipos de uniones básicas, pero hay muchas variaciones dentro de ellos. En la figura 5-1 se muestra un astillero durante la noche. Hay miles de uniones en un barco de este tamaño y kilómetros de soldaduras. Sin embargo, si pudiéramos examinar este barco, encontraríamos quo todas las uniónos rocaon dentro de uno de los cinco tipos básicos: 1. Unión a tope 2. Unión T 3. Unión traslapada 4. Unión a escuadra 5. Unión do cunto

HORIZONTAL

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 5-1 Construcción naval

Fig. 5-2 Ln posición horizontal está paralela con oí horízonle. La posición vertical está perpendicular con el horizonte

nes 1 a 18 se clasifican como uniones a tope, porque todas tienen uniones entre dos pioznR dn motal que están colocadas más o menos en el mismo plano. Los números 27 a 30 son uniones a escuadra, porque las piezas de metal están en ángulo recto entre sí en forma de una "L". IMS. 5-3 La unión a tope es la unión entre elementos que so encuentran en el mismo plano

Pruebe sus conocimientos 1. ¿En cuántas categorías básicas recaen todas las uniones? 2. ¿En cuál de estas categorías se encuentra la unión número 24? 3. ¿Qué clase de unión es la número 19? 4. ¿Qué clase de unión es la número 25?

•Fig. 5-4 La unión T es la unión entre elementos que se encuentran en ángulo recto entre sí

Penetración Los ejercicios anteriores para uorrer cordones muestran que el ángulo del soplete y la velocidad de su movimiento influyen en la cantidad de penetración. Hay un tercer punto a considerar cuando na sueldan uniones. So trata del espacio o distancia entre las dos piezas de metal. Hay demasiada penetración cuando: 1. El ángulo del soplete es muy grande. 2. La velocidad de avance del soplete es muy baja. 3. El espacio o distancia entre las dos piezas es muy ancho. Hay muy poca penetración cuando: 1. El ángulo del soplete es muy pequeño. 2. La velocidad de avance del soplete es muy alta. 3. El espacio o distancia entre las dos piezas es muy estrecho.

Fig. 5-5 La unión traslapada es una unión entre elementos traslapados o suporptioHlos

Fig. 5-6 La unión a escuadra en una unión entre elementos que forman ángulos rectos entre sí

Soldaduras por puntos Si simplemente se colocan dos piezas en la posición que se desea para unirlas, se caerán, se moverán o se desalinearán cuando se inicie la operación de soldadura. Para evitarlo, se retienen las piezas en su lugar, con lo que se llama soldaduras por puntos. Las soldaduras por puntos evitan que se muevan las piezas. Son soldaduras pequeñas, de unos 12 mm de longitud, que se aplican en diferentes lugares en la unión. Las soldaduras por puntos se suelen hacer con una varilla d soldadura.

Fig. 5-7 La unión de canto es la unión entre los extremos de elementos paralelos

Estas ilustraciones muestran, primero, los planos en que se encuentran las piezas para formar una unión y, segundo, las cinco uniones básicas. En la figura 5-8 se ilustran muchas variantes de las cinco uniones básicas. Por ejemplo, las unio-

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Qué ocurriría si se colocan las uniones en su lugar sin usar soldaduras por puntos? 57

T

Fig. 5-8 Ensamble de diversas uniones

58

BOQUILLA DE SOPLETE

Fig. 5-9 Soldadura por puntos de una unión

2. ¿Cuál es la longitud usual de una soldadura por puntos? 3. ¿Cual os oí propósito do una soldadura por puntos? 4. ¿Cómo se hacen las soldaduras por puntos? 5. ¿Qué significa la palabra alineación?

9. Siga el mismo procedimiento en el otro extremo de la unión y en el centro y haga tres soldaduras por puntos (Fig. 5-9). La unión utilizada en esto caso so llama unión a tope. Aunque se ha utilizado esta unión para demostrar los pasos en la soldadura por puntos, esos mismos pasos se aplican a todas lac uniones.

Pasos para hacer una soldadura por puntos

La unión a escuadra Cuando se sueldan dos piezas de metal para formar una "carpa", la unión se llama unión a escuadra. Una unión a escuadra se puede soldar con o sin varilla de soldadura. Esta unión se usa en la fabricación de artículos tales como cajas, tanques y protectores (guardas) de maquinaria.

1. Obtenga dos piezas de metal, cada una de alrededor de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm 2. Propnre oí equipo parn soldar y obtenga una varilla de soldadura. 3. Ponga las dos piezas de metal planas sobre el banco de soldadura, una junto a la otra. 4. Encienda el soplete y ajústelo para obtener llama neutra. 5. Aplique la llama en un extremo de las piezas de metal. 6. Haga un movimiento circular, de unos 12 mm de diámetro, con el soplete. Observe el metal con cuidado. Debe aparecer un pequeño charco de metal fundido en cada pieza. 7. Agregue la varilla de soldadura como se hace cuando se corre un cordón. El metal de la varilla de soldadura fluirá y unirá los dos charcos para formnr uno más grande. 8. Si en principio los charcos no fluyon y so uñón, menéelos con la varilla de soldadura y con ello se unirán.

Cortesía de Union Carbide Canadu. Limited Fifí- 5-10 Unión a escuadra antes de soldar Debido a que esta unión requiera poca preparación, tiene un uso muy extenso en i \. La 59

l'l f l t t f l A ' I''-M IMf i'itfll F

tu 'íurninA ty «i II/-IJHMA f «n U NIKO I'AHA MÁXIMA HLÜIblLNOIA

Fig. 5-14 Soldadura a tmcuadra corrulla Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 5-11 Unióft a escuadra después de soldar

4. ¿Cuál es la de uso más frecuente? 5. ¿Cuál requerirá soldadura por un solo lado para obtener penetración total?

soldadura debe penetrar todo el espesor del metal. Las partes superior e inferior de la soldadura deben tener ondulaciones suaves y uniformes.

Pasos para ensamblar una unión a escuadra 1. Obtenga dos piezas de metal, cada una de alrededor de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm 2. Prepare el equipo para soldadura. 3. Obtenga una pieza (solera) de hierro angular de 200 mm de longitud, con pierna de 50 mm. 4. Ponga el ángulo de hierro en el banco para soldar. Coloque las dos piezas de metal a cada lado .del ángulo como se ilustra en la figura 5-15. 5. Compruebe que las piezas estén alineadas (Figs. 5-12, 5-13, 5-14). 6. Efectúe la unión con tres soldaduras por puntos. No suelde por puntos el metal al hierro (solera) angular. 7. Separe la unión del hierro (solera) angular y suéldela.

Tipos de uniones a escuadra Se debe tenor mucho cuidado cuando se ensambla una unión a scMadra si se quiere lograr una penetración total. Observe con cuidado la posición de las piezas de metal en las figuras 5-12, 5-13 y 5-14. Observe también los resultados obtenidos con esta colocación de las piezas. Pruebe sus conocimientos 1. Mencione los tres tipos de uniones a escuadra. 2. ¿Con cuál se obtendrá la máxima penetración? 3. ¿Con cuál se obtendrá la mínima penetración?

SOPLETE

ES LA OE USO MAS .FRECUENTE. EXCELENTE PENETRACIÓN Y PRODUCE SOLDADURA MUY RESISTENTE

LDADURA POR PUNTOS

Fig. 5-12 -Unión a escuadra abierta

PENETRACIÓN MUY DIFÍCIL PUEDE REQUERIR SOLDADURA POR DENTRO PARA MÁXIMA RESISTENCIA

HIERRO ANGULAR

Fig. 5-13 Unión a escuadra medio abierta

Fig. 5-15 Ensamble de una unión a escuadra 60

Fig, 5-16 Penetración en una soldadura a escuadra bien hecha Fig. 5^17 Soldadura a escuadra con varilla de soldadura

Pasos para una soldadura a escuadra sin varilla de soldadura

el ángulo de hierro para soldar por puntos siempre debe ser del mismo tamaño que la dimensión menor. Por ejemplo, si el metai mide 100 mm x 150 mm x 1.5 mm, entonces el hierro angular debo modir 100 mm x 200 mm.

1. Ensamble las dos piezas de metal en unión a escuadra. 2. Suelde la unión por puntos. 3. Haga un charco do metal fundido en ambas placas. Para unir los charcos, mueva ligeramente el soplete de un Indo a otro, 4. Mueva el charco lentamente a lo largo de la unión para obtener buena penetración. Para verificar la penetración, voltee la unión después de terminar la soldadura {Fig. 5-16).

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por quó os ñocoy a rio supurar la unión dol hierro angular antes de soldar? 2. ¿Por qué se utiliza el hierro angular para ensamblar la unión? 3. Si las piezas.de metal midieran 150 mm x 150 mm x 1.5 mm, ¿qué tamaño de hierro (solera) angular se utilizaría?

Soldadura de una unión a escuadra con varilla de soldadura 1. Repita los pasos 1 a 3 del procedimiento anterior. 2. Mientras calienta el metal con la llama, ponga la varilla de soldadura dentro de la llama y cerca de la unión. 3. Cuando la varilla de soldadura esté al rojo, muévala hacia dentro y afuera de la llama para mantenerla a esa temperatura. Una vez que se establezca el charco de metal fundido, introduzca y saque la varilla del charco con un movimiento rítmico. La adición o aporte de la varilla de soldadura aumenta la prominencia de la soldadura, de modo que su parte superior queda convexa (redondeada) en vez de cóncava. En esta operación se efectúan los mismos movimientos que cunndo se corre un cordón con y sin varilla do soldadura. Ln única diforoncin os quo en esta operación se unen las dos piezas de metal. Las dimensiones del metal pueden cambiar, pero

La unión de canto La unión de canto se llama a veces unión de brida y su uso más frecuente es con metales de calibre delgado. Se puede soldar con o sin varilla de soldadura. Sin embargo, se suele soldar sin varilla, porque las bridas proveen suficiente metal llenador para la unión. Cuando esta unión está terminada, su aspecto es muy semejante al de una unión a tope (Fig. 5-18).

ANTES DE SOLDAR

DESPUÉS DE SOLDAR

Fig. 5-18 Unión de canto

61

Pasos para soldar una unión de canto sin varilla de soldadura

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Qué otro nombre se le da a la unión de canto? 2. ¿Por qué no es necesario usar la varilla de sol-, dadura en esta unión? 3. ¿Cuál otrn unión os similar a una unión de canto terminada? 4. ¿En qué tipo de metal se utiliza más este tipo de unión? 5. Describa dos métodos para preparar una brida. 6. ¿Cómo se puede determinar la profundidad de una brida? 7. ¿Qué otro método se puede usar para sustituir a la brida con el fin de practicar?

1. Obtenga dos piezas de metal, cada una de alrededor de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm. 2. Para preparar la brida, doble el metal en un tornillo do hunco o con una máquina dobladura. Tenga en cuenta que la profundidad de la brida es igual al espesor Hel metal (Fig. 5-19). 3. Prepare el equipo de soldadura. 4. Ensamble las dos piezas de metal como se ilustra en la figura 5-19B y suelde la unión por puntos. 5. Empiece a soldar en un extremo de la unión. Observe con cuidado el charco hasta que se funda el metal de la brida. 6. Ahora, suelde a lo largo de la unión. Recuerde que debe avanzar con lentitud para tener buena penetración.

La unión a tope La unión a tope es la que más se utiliza en la ind i i f i l r i a dobido n lo n o i i c i l l o (|iio OH oitíiamhlarla. Alrododor dol 70% du todas las uniónos utilizadas en la industria son a tope. En esa unión siempro so usa ln vnrilln do soldadura.

Pasos para soldar una unión a tope con varilla de soldadura

B

1. Obtenga dos piezas de metal, cada una de alrededor de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm. 2. Obtenga una varilla de soldadura. 3. Prepare el equipo de soldadura. 4. Ponga las dos piezas de metal sobre el banco de soldadura, lado con lado, con un extremo separado 1.5 mm más que el otro, como se ilustra en la figura 5-21.

Fig. 5-19 Brida

Como práctica y para ahorrar tiempo al hacer las bridas, simplemente ponga las dos piezas de metal una al lado de la otra, puntéelas y suéldelas. Se pueden uaar los cuatro lados para practicar si voltea el metal cada vez. Una prensa de carpintero sujetará las piezas de metal en su posición durante la soldadura (Fig. 5-20).

PARA ENSAMBLAR Y PUNTEAN UNA UNIÓN A TOPE "-NÍ/

Fig. 5-21 Tolerancia para dilatación y contracción

5. Deje una separación entre las dos piezas de metal para obtener penetración completa. La razón de que un extremo esté separado 1.5 mm más, es para compensar la dilatación y expansión pos-

Fig. 5-20 Alternativa para hacer una soldadura de brida

62

10. Después de terminar la soldadura, voltee (invierta) la pieza y véala por el reverso. Si se ha hecho la soldadura en forma correcta, los bordes del metal no estarán visibles y la unión tendrá una penetración de alrededor de 1.5 mm en toda su longitud. Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited F¡g. 5-22 Unión a tope antes y después de aplicar calor

La unión traslapada La unión traslapada se usa a veces en lugar de la unión a tope. En lugar de poner los extremos uno junto a otro,
teriores. En la figura 5-22 se ilustran los efectos de la contracción. Aplique una soldadura por puntos y observe la diferencia en la separación antes y después de puntear. 6. Compruebe que las piezas estén planas y alineadas. Luego, suéldelas por puntos en la forma usual. 7. Después de soldar por puntos, empiece por un extremo de la unión y haga un charco de metal fundido. Agregue la varilla de soldadura y vaya soldando a lo largo de la unión. 8. Compruebe que el charco fundido se extienda por igual en ambos lados del metal y que siga recto a lo largo do In costura. 9. El ángulo de la varilla de soldadura y del sóplelo dobe ser de alrededor de 45" (Fig. 5-23).

Pasos para soldar una unión traslapada con el uso de varilla de soldadura 1. Obtenga tres piezas de metal, cada una de alrededor de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm y una varilla de soldadura. 2. Prepare el equipo de soldadura. 3. Ponga las dos piezas do motnl planas sobre el bnnco do soldadura como si funrn n hacnr unn soldadura a tope. Ponga la tercera pieza encima de las otras dos, con la mitad on nada pinza. Esto produce un traslape de 25 mm como se ilustra en la figura 5-25. 4. Suelde por puntos en ambos extremos y compruebe que las piezas estén bien juntas. Use una prensa de carpintero, si es necesario, para tener la seguridad de que no hay espacio entre ellas. Sólo se pueden soldar dos piezas entre sí con puntos. La tercera pieza (la que se muestra con línea discontinua en la figura 5-25) se utiliza tan sólo para soportar la pieza superior de metal y no se debe soldar por puntos.


Fig. 5-23 Posición correcta para soldar una unión a tope

rl BLOQUE DE SOPORTE

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 5-24 Unión n topo nntns do soldar

Fig. 5-25 Para ensamblar y soldar por puntos una trnslnpndn

63

das las uniones son uniones T. Esta unión tiene el aspecto de una "T" invertida. Las uniones T se conectan con una soldadura de filete y se necesita uliliznr varilla do Boldnduni. SI 11(1111 A I A VAIIII I A UL SULOAÜUHACÜMOSE MUESTRA, LA MANO Sí LIBRARÁ DE LA MAYOR PARTE DEL CALOR

Pasos para soldar una unión T con varilla de soldadura 1. Oblonga dos piuy.ns do motul, cada una de alrededor de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm. 2. Prepare el equipo de soldadura. 3. Ponga una pieza de metal plana sobre el banco de soldar. Ponga la segunda pieza encima de la primera, con el canto alineado con la superficie plana (Fig. 5-28].

Fifj. 5-20 Soldadura do una unión traslapada

5. Aplique Ja llama en un extremo y cuando ambas piezas empiecen a fundirse, introduzca la varilla de soldadura y forme un charco de metal fundido. 6. Use di mismo procedimiento que para los cordones rectos. Sin embargo, tenga cuidado átí no dejar que el borde superior de la pieza superior de metal se funda con demasiada rapidez. Esto se llama socavado. Para evitar el socavado, se debe dirigir el soplete más hacia la pieza inferior y la varilla de soldadura se debe mantener en la parte superior del charco de metal fundido (Fig. 5-27). Si hay una separación o espacio entre las dos piezas de metal, la pinza superior so fundirá con domn-

3U

Mil

Fig. 5-28 Ensamble de una unión T

4. Con una escuadra común, compruebe que la pieza superior esté en la posición en que forma un ángulo de 90° con la pieza inferior. 5. Sujete las piezas en esta posición con una prensa de carpintero que tenga una abertura de, cuando menos, 75 mm. Suelde por puntos la unión en cada extremo. 6. Quite la prensa de carpintero y efectúe la soldadura de la unión,

Fig. 5-2,7 Procedimiento para evitar el socavado

La unión T La unión T es la última de las uniones básicas descritas. Esta unión también tiene un uso muy extenso en la industria. Alrededor de 30% de to64

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 5-31 Soldadura de una unión T

SOLDADURA POR PUNTOS VARIl I A DE SOLDADURA

• Puede ser necesario un espacio para obtener una penetración total. • Lo más importante es el ángulo aJ cual se sostiene el soplete.

Fig. 5-29 Soldadura de una unión T

7. Empiece por un extremo de la unión. Apunte el soplete a un ángulo de 60° con la pieza horizontal. 8. Observe el metal con cuidado. Ambas piezas se deben fundir al mismo tiempo. Si no es así, puede ser necesario cambiar ligeramente el ángulo del soplete. 9. Cuando se haya formado un charco fundido, agregue la vnrilln do soldndurn como so ilustro on la figura 5-29. 10. Mueva el soplete con un movimiento semicircular alrededor del charco (Fig. 5-30A). Al mismo tiempo, mueva ligeramente la varilla de soldadura de arriba hacia abajo en el charco de metal fundido, con un movimiento de zigzag (Fig. 5-30B).

A


MOVIMIENTO DEL SOPLETE

Palabras que se deben recordar horizontal soldadura socavado vertical de filete soldadura por paralelo(a) a tope puntos brida escuadra canto traslapo T

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. ¿Cuántas uniones básicas hay? 2. Mencione tres factores que pueden ser la^causa de demasiada penetración. 3. Mencione tres factores que pueden ser la causa de muy poca penetración. 4. ¿Para qué se usa la soldadura w puntos? 5. Describa el procedimiento utilizado para soldar por puntos una unión. 6. Mencione un ejemplo en el cual se deba usar le soldadura a escuadra. 7. ¿Cuál es el propósito de usar el hierro angular para ensamblar una unión a escuadra? 8. ¿Qué uniones se pueden soldar sin usar varilla de soldadura? 9. Cuando se hace una unión traslapada, se utilizan tres piezas de metal. En realidad, ¿cuántas piezas se sueldan entre sí para formar la unión traslapada? 10. ¿Qué nombre se le da a la soldadura aplicada en una unión traslapada?

B

MOVIMIENTO DE LA VARILLA DE SOLDADUR«

Fig. 5-30 Movimiento del soplete y de la varilla de soldadura

11. Evite socavar la pieza de metal que está vertical. Para ello, mantenga la varilla de soldadura en la parte superior del charco el mayor tiempo posible. Puntos que se deben recordar • La unión se hace en el punto en donde se juntan dos piezas de metal. • Es necesario soldar por puntos las uniones. • La altura de la brida en una unión de canto es igual al espesor del metal. 65

11. ¿Qué significa "socavado"? 12. ¿En cuál otra unión so utiliza la soldadura do filólo? 13. ¿Cjuó unión tiono ul aapocto do una "carpa"? M. ¿Qu6 uni6n HO uBOinujn u una luirá '"!'" Invortida? 15. DoMcrihn un mólodn pnrn o v i l n r oí iiociivndo do la piozu vortical cuando so osla soldando una unión T.

3. ¿Cuál es la diferencia principal entre correr un cordón non la viirilln do soldadura y noldnr una 11111611 din ( m u í id y i n l l l n Y 4. Al p r o p a r a r una unión do canto con inotal do

i . í i n u i l , ¿CHA! dohii f i t t r In priiíiindiiliid do In brida? 5. Mn muí unión Inuil/ipada: a) ¿Cuanto Iraalapo dübo lunur lu piozu suporior? b) ¿Por qué puede ser necesario el uso de una prensa de carpintero? 6. Después de completar todas las uniones, preparo una lista on la cual imliquo las quo fueron fáciles de soldar y las que fueron fáciles de ensamblar. Exponga sus razones en cada caso.

Parte II 1. Explique el significado de las palabras "horizontal" y "vertical" según se usan en este capítulo. 2. ¿Por qué se debe tener cuidado el ensamblar una unión a escuadra?

66

Prueba de las uniones Todas las uniones soldadas deben ser tan fuertes o más que los metales que se unieron, si se aplicó el procedimiento correcto. En este capítulo se describen las pruebas de las uniones, por qué se prueban, algunos términos comunes utilizados en relación con las uniones y los defectos que se pueden encontrar en las uniones.

banco. La unión se debe fijar lo más cerca posible de la soldadura. Después de fijar la unión como se describió, se le dan golpes con un martillo para probar la soldadura. La unión se debe sujetar con pinzas o con el tornillo de banco para evitar que salga disparada en tangente y golpee a alguna persona.

Prueba de las uniones La primera prueba de cualquier unión es la inspección visual, con la cual se determina su aspecto. Uña buena unión soldada debe tener aspecto limpio, ondulaciones uniformes, muy poca prominencia (relieve) y no tendrá agujeros. Si la unión pasa la primera prueba, se debe continuar el examen para tener la seguridad de que es una unión fuerte y buena en su totalidad. Las uniones se someten a pruebas destructivas y no destructivas.

Pruebas no destructivas En la industria no siempre son posibles las pruebas destructivas, en especial si se trata de un componente grande que ya está terminado. A continuación se describen algunas de las pruebas no destructivas utilizadas en la industria. Pruebas visuales. Se pueden hacer a simple vista o con el uso de aparatos co¡uu una lupa, calibrador, etc., para inspeccionar si la soldadura tiene defectos. Prueba con estetoscopio o de sonido. El inspector golpea la soldadura con un martil!) pequeño y escucha non ni osloloscopio. El sonido lo inriirn si In soldadura liono dul'oclos. lista pruulm os similar a la que hace un médico con el estetoscopio para escuchar los sonidos del tórax humano. Se necesitan muchos años de experiencia para hacer esta

Pruebas destructivas En una prueba destructiva, se dobla, tuerce o se trata de separar por tracción (estirado) la soldadura, para determinar si hay fallas. Éstas son prnnbns sencillas qun RO pundnn ofonhinr on cunlquior taller do soldadura sin nocosidud do equipo costoso. El método más sencillo para hacer la prueba es sujetar la unión en la parte superior de un yunque con pinzas o fijarla en un tornillo de 67

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es

Cí

Líquido penetrante

Partículas magnéticas

Radiográfica

Visual

Método para inspección

Una fuente de luz ultravioleta si se usa el material fluorescente.

Equipo para aplicación del revelador

Equipos comerciales que incluyen colorantes o líquido fluorescente y los reveladores

Polvos magnéticos: en foma seca o húmeda. Pueden ser fluorescentes para observación con luz ultravioleta

Equipo comercial especial.

Equipo flúoroscópico para observación

Película y apáralo revelador

Máquinas comerciales de rayos X v ííamma especiales para inspeccionar soldaduras, piezas de fundición y forjadas

Fácil de usar

Excelente j«ra localizar filtraciones ?or las soldaduras

Bajo costo

Se aplica en materiales magnéticos y no magnéticos

Método de bajo costo relativo

Permite una sensibilidad controlada

Es más fácil de usar que la inspección radiográfica

Cuando se observa en una pantalla fluoroscópica. es un método de bajo costo para inspección interna

Cuando se fotografía la indicación, queda un dato permanente en la película

Da indicación de procedimientos incorrectos

Se puede aplicar con el trabajo en proceso y permite corregir los defectos

Bajo costo

Ventajas

Grietas de >-perfic:e que no se detectan a >îple vista

Excelente p¿ra detectar discontinuidades en la superficie, í- especial grietas

Fallas macroscópicas internas: grietas. porosidad, sopladuras, inclusiones r.o metálicas, penetracicr. incompleta en la raíz, socavado, escurridas y quemaduras

Combadura, falta áp. soldadura, exceso de soidadurn, cordones mal forma¿:-5. desalineación, ajuste inccrrecto

Regla de bolsillo

Regla larga Normas para mano de obra

Fallas de =_perf¡cie: grietas, porosidad. ::áteres sin llenar, inclusiones ¿e escoria

Permite la detección de:

I.upn Calibrador de tamaño de soldadura

Equipo requerido

No es eficaz en piezas calientes

Sólo se detectan defectos en la superficie

Difícil de usar en superficies ásperas

Requiere destreza en la interpretación de indicaciones y para reconocer indicaciones normales

Aplicable sólo a materiales ferromagnéticos

Requiere precauciones de seguridad. No suele ser adecuado para inspección de soldaduras de filete

Requiere destreza para escoger los ángulos de exposición, operar el equipo e interpretar las indicaciones

No da una indicación permanente

Aplicable sólo a defectos de superficie

Limitaciones

TABLA 6-1 GUIA DE REFERENCIA DE LOS PRINCIPALES MÉTODOS PARA PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS DE SOLDADURAS

Las condiciones sin importancia en la superficie (humo, escoria) pueden dar indicaciones engañosas

En recipientes de pared delgada, revelará fugas que no se pueden localizar con las pruebas con aire a presión

Los defectos alargados paralelos a! campo magnético quizá no den indicación: por esta razón se debe aplicar el campo en dos direcciones en ángulo recto entre sí

Debido al costo, su uso se debe limitar a las áreas en las cuales los otros métodos no dan la seguridad de los resuhsdos

Útil para la calificación de soldadores y de procesos de soldadura

Muchos có :'gos y especificaciones requieren la inspección con rayos X

Es la única inspección de tipo "productivo". Es una función de todos los que en alguna forma contribuyen a hacer la soldadura

Siempre debe ser el método primario de inspección, sin que importen las otras técnicas requeridas

Observaciones

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rs r;r>n myos X o mym ^nrrimn. So lomnn fotoyrul'íua radiográficos do la uulduduru. Loa dofectos se ven en una forma muy similar a la cual se aprecian los huesos rotos en una radiografía de un sor humano. Este método ê suelo usar en tubos y calderas grandes. Pruebas con colorantes penetrantes. Estos colorantes o tintes vienen en botes pequeños en aerosol, con su estuche y se pueden llevar a cualquier parte. El colorante es un excelente método para detectar grietas superficiales que no se aprecian a simple vista. Pruebas magnéticas. Las pruebas magnéticas son de dos tipos: 1. Se espolvorea hierro pulverizado en la soldadura. Después, se establece una carga magnética a través de la toldadura; las partículas de hierro se acumulan en las grietas n fallas. 2. Se mezclan limaduras de hierro con petróleo; se limpia y pule la superficie de la soldadura y se aplica esta mezcla con una brocha. Se magneti/.a la soldadura con una fuerte corriente eléctrica. Si hay una grieta o falla en la soldadura, las partículas de hierro se adherirán en los bordes de la grieta y producirán una línea oscura como del diámetro de un cabello. En la tabla 6-1 se describen en detalle las pruebas no destructivas, sus ventajas y limitaciones y se presentan comentarios adic 'nnales de cada prueba individual.

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DESPUÉS

Fig. 6-1 Unión a escuadra

69

Pruebas destructivas

. SOLDADURA

Las cinco uniones básicas se pueden probar en el taller en la siguiente forma: 1. La unión a escuadra se debe martillar hasta que quede plana (Fig. 6-1). 2. La unión a tope se debe doblar hasta que quede en forma do "U" (Fig. 6-2). 3. En la unión T se debe martillar la pieza vertical hasta que quede horizontal (Fig. 6-3).

MARTILLAR EN ESTA DIRECCIÓN

SOLDADURA

ANTES

DESPUÉS

Fig. 6-4 Unión traslapada ANTES

4. La unión traslapada se debe martillar nasta que se parezca a una unión T (Fig. 6-4). 5. La unión de canto se debe abrir y doblar hasta que forme una unión en "U", similar a la de la unión a tope (Fig, 6-5).

DOBLAR EN ESTA DIRECCIÓN

Recuerde que las piezas deben estar bien su-, jetas para evitar accidentes. ; ' . ' . ' '• i"-' ': ' .'. • : ••. .' • ; ?; -" : " " • "'" •

DESPUÉS

Fig. 6-2 Unión a tope

MARTILLAR EN ESTA DIRECCIÓN

ANTPS AIJIIIII AOUl -». Y MARTILLAR

SOLDADURA

ANTES

Fig. 6-5 Unión de canto

Pruebe sus conocimientos 1. Diga cuál es la primera prueba a la que se somete una unión soldada. 2. ¿Cuáles son los dos métodos para probar una ' unión después del examen visual? ••3. ¿Por <|un so (lol)ón fijar l'irinomunlo IIÍH pio/.as mientras so las m a r t i l l a ? 4. ¿Cuáles uniones so doblan para darlos la forma de "U"?

DESPUÉS

Fifí. 0-3 Unión T 70

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i ni |!iin h 11 u i ii/n y ul 111 u | ni nilii u rni |iini ir i uní ni un cía. Qui/.á haya nuueyidad du dohluí' olruu a dulurrnináda configuración después de terminarlas. El iitlhiilinnli! MU dnlin ínnililnri/.iii' mu luti I n r m m o i i oniplundos para doHcríbir oslaH proploüudus. lin la práctica, tendrá que probar algunas de estas propiedades en las pruebas sencillas de taller ya descritas. Una soldadura que es fuerte y puede resistir la separación por tracción, se dice que tiene alta resistencia a Ja tracción. Por tanto, la resistencia a la tracción os la capacidad de una soldadura para resistir la separación por estiramiento o tracción (F¡K. 0-0). Cuando una soldadura sé puede doblar y coní i i n i u i r H¡n quu HO rompa, HO dicn quo lionn buona ductilidad. En las uniones a tope siempre se prueba lo ductilidad (F¡K- 0-7). En una soldadura en la cual no puede penetrar ningún otro material, se dice que tiene la calidad de alta dureza. Esta soldadura, por supuesto, tendría aplicaciones limitadas en la industria (Fig. 6-8). Prueba de resistencia a Ja tracción. Para efectuar esta prueba, se prepara una pieza de metal llamada muestra o probeta, de ciertas dimensiones. La probeta se introduce en una máquina que ejerce tracción en sentidos opuestos. La muestra o probeta se fija con mordazas o platos y la acción de tracción debe ser estable. Se aplica esta acción hasta que se rompe la muestra; en este momento se loma una lectura en el cuadrante de la máquina. Esta lectura es la máxima resistencia a la tracción de la muestra. Prueba de ductilidad. La prueba de ductilidad de una muestra o probeta se puede efectuar en dos

Fig. 6-7 Ductilidad

formfifl. F,n la p r i m n r n , so puodn preparar la prunba de resistencia a la tracción como se describió, poro HO hacon dos marcas con punzón do contrnr en la cara de la muestra, separadas unos 50 mm. Después de que se ha roto la muestra, se la junta y se mide la distancia entre las marcas de punzón. Ésta, en realidad, es una medida del alargamiento, pero se puede utilizar para determinar la ductilidad de la muestra. El segundo método es más común. Se prepara una muestra o probeta a ciertas especificaciones, por ejemplo, la anchura de la muestra debe sor 1.5 veces su espesor y la longitud, 10.5 veces el espesor. Se coloca la muestra entre dos rodillos o en un troquel hembra especial y se aplica presión con un vastago o un troquel macho hasta que se doble la muestra a una configuración de "U". Prueba de dureza. Hace tiempo, la dureza se determinaba por la capacidad de un material para resistir las raspaduras. Una de las pruebas más antiguas (escala de Mohs) tenía la siguiente lista de materiales como "testigos": 1) talco, 2) yeso, 3) calcita, 4) fluorita, 5) apatita, 6) ortoclasa, 7) cuarzo, 8) topacio, 9) corindón y 10) diamante. Cada uno de estos materiales puede rayar o raspar el precedente pero no el siguiente. Los metales quedan dentro de una gama muy estrecha, en un punto entre el 7) y el 8). En la actualidad, se usan máquinas complejas para medir la dureza o resistencia a la penetración. La más conocida de estas máquinas hace que una bola de acero o un diamante st Tpliquen a pre-

ACCIÓN DE ESTIRAMIENTO

Fig. 6-6 Resistencia a la tracción

71

traslapada, se aplican los mismos términos a cualquior unión Holdiidn,

Defectos Recuerde que una buena soldadura debe ser igual o más fuerte que el metal unido, siempre y cuando so npliquon lo» procedimientos corróelo». Si no so siguon los procedimientos correctos, ocurrirán ciertas fallas o defectos que ocasionarán que la soldadura falle en servicio. A continuación se enumeran los defectos más comunes junto con una explicación de la causa probable.

SOLDADURA

Fig. 6-8 Dureza

sión contra el material que se va a probar. Se miden con todo cuidado las indentaciones o penetraciones resultantes y se confrontan contra una escala cue indica el grado de dureza del metal. En el L ller se puede hacer una prueba de dureza muy sencilla con una lima. Se arrastra la lima, con presión, sobre la superficie del metal que se va a probar. Cuanto más duro sea el metal, más resistencia opondrá a la lima; en la práctica, la lima se deslizará sobre los metales más duros sin siquiera dejar una marca.

Fig. 6-10 Adhesión o fusión deficiente

En la soldadura con fusión, si el metal de relleno o aporte se funde en la parte superior del metal base antes de que éste se encuentre listo para recibirlo, se tendrán fusión deficiente o adhesión. Esto, por supuesto, producirá una soldadura muy débil (Fig. 6-10).

Pruebe sus conocimientos 1. Mencione dos pruebas no destructivas. 2. ¿Qué se entiende por resistencia a la tracción? 3. ¿Qué so dice de una soldadura que se puede doblar o conformar sin que falle?

CAUSA Cnlor insuficiontp

CORRECCIÓN Usar una boquilla más grande o mayor amperaje Soldadura demasiado Disminuir la velocidad rápida •

Términos aplicados a la soldadura Sd listín niurloH lórminoM o mimbrón pañi Itiu difuruntes partes de la soldadura a fin de facilitar su identificación. Es mucho más fácil hablar de fallas en el borde o en la raíz qomo medio para señalar las zonas en donde está el defecto. Aunque la unión, ilustrada en la figura 6-9 es una unión

Los ugujoros producidos por el gas en la soldadura se llaman a veces sopladuras 6 porosidad (Fig. 6-11). CAUSA Contraexplosión Dejar que la boquilla toque el metal

BORDE

Cortesía de Hobarí Broíhers Company Fig. 6-9 Términos comunes aplicados a una soldadura

CORRECCIÓN Revisar el soplete Comprobar la distancia entre la boquilla y el metal

Fig. &-11 Sopladuras o porosidad 72

lal-

Metal sucio Electrpdos húmedos

Limpiar el metal antes de empezar .Almacenarlos en forma correcta

Fig. 6-12 Fnlln rio ponnlrnciftn

Demasiado calor

Usar una boquilla más pequeña o reducir el amperaje

La resistencia de una soldadura se ilustra con mucha claridad en la figura 6-14. Aunque el tubo so rompió por unn tremenda presión, las soldaduras están todavía intactas. Sólo se han separado las soldaduras que estaban alineadas con la fractura. La soldadura era (como debe ''er) tan fuerte o más que el metal base.

La ftilta f/o ponolroción significa la \ini6n no so fundió on lodo su oRponor (Fin. 0-12).

CORRECCIÓN Comprobar la preparación de las aristas Ufuir una boquilln m/ÍH grande o mayor amperaje Soldadura demasiado Disminuir la velocidad rápida Ángulo incorrecto del Cambiar el ángulo del soplete soplete Ángulo incorrecto del Cambiar el ángulo del electrodo electrodo CAUSA Preparación incorrecta de las aristas del metal Gulor ttiBuflclonto

Fig. 6-13 Socavado

El socavado es una ranura del metal que se fundió en un lado de la soldadura. La ranura o rebajo no se llenó (Fig. 6-13). CAUSA CORRECCIÓN Ángulo incorrecto del Corregir el ángulo del soplete o del electrodo soplete o del electrodo

Cortesía de The Lincoln EJectric Company Fig. 6-14 Un tubo .reventado

Puntos que se deben recordar • Una unión soldada debe ser tan fuerte o más qnn los motólos qun uno. • Unu unión ao dobo rovísur con otros m6todos además de su aspecto. • En una prueba destructiva, siem, -e se destruirá la unión. • Compruebe que el metal esté bien sujeto antes de .martillarlo. • La resistencia a la tracción es la capacidad para resistir el estiramiento o separación. • La ductilidad es la capacidad para soportar dobleces y cambios de forma sin fallar. • La dureza es la capacidad para resistir la penetración de otro metal. • Uno cualquiera o todos los defectos mencionados en este capítulo, producirán la falla de la soldadura. • Las pruebas no destructivas se utilizan en la industria para no inutilizar un componente ya soldado.

Palabras que se sopladuras destructiva trace ín ductiliuad dureza

deben recordar adhesión socavado porosidad no destructiva borde

11. ¿Qué significa el término ductilidad? 12. Dibuje una unión T completa con su soldadura de filete y muestre las zonas en donde se pueden esperar grietas en los bordes y en la raíz. 13. ¿Qué defecto puede ocasionar la insuficiencia de calor? 14. '¿Qué medidas se deben tomar para corregir esta situación? ,, 15. ¿Que significa adhesión?

raíz pierna garganta cara

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. ¿Cuál es la primera prueba a que se somete una soldadura? 2. Describa el aspecto de una buena soldadura. 3. ¿Qué significa prueba visual? 4. ¿Cuál es el propósito de probar las soldaduras? 5. Describa una prueba destructiva. 6. Describa una prueba no'destructiva. 7. ¿Cuál os la, diferencia principal entre una prueba destructiva y una no destructiva? 8. ¿Qué propiedad se prueba cuando se somete una soldadura a estiramiento? 9. Cuando se prueba una unión a tope ¿qué propiedad se prueba? 10. ¿Po. quó so dobe sujotnr firmemente el metal para las pruebas?

Parte II 1. En una soldadura deficiente, ¿cuáles son algunas de las fallas que se observarán con las pruebas con rayos X o rayos gamma? 2. ¿Por qué cree usted que sería ventajoso tener soldaduras que sean: a. duras? b. resistentes? c. dúctiles? 3. ¿Por qué tienen que ser las soldaduras tanto o más fuertes que el metal que unen? Mencione un ejemplo que pruebe su respuesta. 4. Si una soldadura es tanto o más fuerte que el metal que une, ¿dónde esperaría usted una falla de la muestra en un momento dado, si se aplica suficiente esfuerzo para separarla durante una prueba de resistencia a la tracción?

Lectura adicional Prueba de las soldaduras en la industria En la industria, los métodos para probar las soldaduras son .similares a los descritos al principio de este capítulo, pero son mucho más minuciosos y OomplojOB, So r < M | i i i n r i i i i mnyoron r u i í l n i l i n i y roinpliijlili»IIKI |>nn|iiii iniiclinii (Jo latí oatructuraa y conjimtoa lúa vu a uaar oí público general, es decir, puentes, uuques, tubos para vapor a alta presión, locomotorns, edificios do oficlnns, oto. Las soldaduras defectuosas pueden ocasionar una falla estructural con posible pérdida de vidas. Existen numerosas entidades gubernamentales y privadas responsables de los procedimientos de pruebas en diferentes áreas de la industria. Aunque puedan variar sus métodos y procedimientos para prueba, todas las pruebas tienden a lograr el mismo resultado final: una soldadura buena y resistente, libre de todo defecto. Como se mencionó en el capítulo 5, Las Cinco Uniones Básicas, alrededor del 70% de todas las uniones utilizadas en la industria son uniones a tope (o uniones de ranura como se las llama a veces). El otro 30% son uniones T. Los siguientes ejemplos le darán al lector una idea de los tipos de pruebas, métodos para pruebas y normas aceptables requeridas por la industria. Debido a la 74

Exámenes de la AWS para calificación de soldadores

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Si se cortó con llama, maquinar • cuan^° monos 3 mm desde tos bordes

20° i

1.5 mm radio máximo en las esquinas

A 100 mm -A

YP

A

3!)U ntl'íi y menos

30 mm

380 a 620 mPa

50 mm 63 mm

más de 600 mPa

Doblez lateral Doblar la muestra. Pasa si cualquier grieta u otra abertura no excede de 3 mm después de doblar en Barra de apoyo de 9 mm x 38 mm. SI se usa radiografía ángulo de 180". Las grietas en las esquinas no se usar barra de, cuando menos, 9 mm x 76 mm consideran

Se puede usar la inspección radiográfica de la muestra en vez de la prueba de doblez guiado. Calificará para placa de espesor ilimitado con sóidaduras a tope y de filete

Cortesía de The Lincoln Electric Company •Fig. 6-15 Detalles de los exámenes de la AWS para calificación de operadores de soldadura

gran variedad de pruebas requeridas para las diferentes aplicaciones, se describo la siguiente prueba sólo a título ilustrativo. Los estudiantes interesa dos on oblonor informnción exacta acorca do los procodimionlos para pruebas, deben solicitarlo a la entidad correspondiente. En la figura 6-16 se ilustra una muestra típica para prueba de soldadura de filete. Se verá que la soldadura se debe unir en la mitad de la pieza de prueba o probeta. Este paro y nuevo comienzo probarán la capacidad del operador para unir una soldadura con otra sin dejar un defecto tal como un cráter que, por supuesto, podría ocasionar una grieta, debido a la reducción de la sección transversal del área de la soldadura en esa sección. En la figura 6-17 se ilustran las cuatro posiciones básicas para probar soldaduras de filete y en la figura 6-18 se muestran los perfiles aceptables en una soldadura de filete y algunos de los defectos que se aprecian a simple vista incluso antes de efectuar alguna prueba mecánica. ni cfol dop6;;!lo el primer 'Ctrodo

75 mm

6 mm m

• Soldadura de filete de 6 mm máx.

JL

Especificación para macroprueba

PRUEBA DE CALIDAD DE SOLDADURA DE FILETE PARA CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR PRUEBA DE FRACTURA: Los defectos máximos permisibles tales como escoria, falta de fusión, etc.: 20% o 50 mm. Las señales de agrietamiento del filete serán suficientes para el rechazo. MACROPRUEBA: El filete debe mostrar fusión hasta la raíz de la soldadura pero no por necesidad más allá de la raíz. La convexidad o concavidad del filete no excederán de 1.5 mm. Ambas piernas de la soldadura no variarán más de 1.5 mm en longitud.

Cortesía de Canacüan Liquid Air, Ltd. Fig. 6-16 Examen típico para una soldadura de filete 75

Eje de la soldadura, horizontal

Perfiles de soldadura

Porfilos dor.oablns CÍB soldadura de filóle

La convexidad, C. no excederá de 0.1S + 75 mm

Posición horizontal 2F de plana 1F de prueba prueba para soldadura de filete para soldadura de filete Eje de soldadura, Eje de soldadura, * vertical horizontal

Dosic¡ón

Perfiles aceptables de soldadura de filete

Garganta insuficiente

Posición vertical 3F de prueba para soldadura de filete

Convexidad Socavado Traslapo Pierna excesiva excesivo insuficiente Perfiles defectuosos de soldadura de fílele

Cortesía de The Lincoln EJectric Company

Posiciórvde sobrecabeza 4F de prueba para soldadura de filete

Fig. 6-18 Normas para perfilas quo dobon cumplir Ins soldaduras de filete seccionales para exámenes de calificación

Cortesía de The Lincoln EJecíric Co/npuny Fig. 6-17 Las cuatro posiciones básicas para probar soldaduras de filete

Las muestras de uniones a tope para prueba, se suelen soldar en placas o tubos como se ilustra en la figura 6-19. Lus pruobas más comunes que so efectúan en oslas muestras o probetas, son flexión en la raíz, flexión en la cara, resistencia a la tracción, pruebas de tracción reducida y de impacto. La muestra para la prueba de flexión o dobladura roquioro una cuidadosa preparación y on unn industria, debo cumplir con las especificaciones de la estructura o componente reales en que se va a usar.

Posición IU para examen Posición 2G para examen

Posición 3G pata examen

Posición 5G para examen

Posición 4G para examen

Cortesía de The Lincoln Electric Company

Fig. 6-19 Posiciones pura examen de calificación en soldaduras a topo on tubos y planas 76

Corte oxiacetílénico nuaba hasta quo so cortaba el molnl. Aunque este método era un poco burdo, dio resultados y fue el precursor del actual soplete de corte.

Historia del corte oxiacetilénico Antes de que se introdujera el proceso de oxiacetileno en la industria, alrededor de 1900, había que cortar la mayoría de los metales con una sierra manual o mecánica. Si se debía dar cierta forma al metal, había que hacer el corte con una fresadora, cepillo o torno. Si la configuración era muy complicada, se hacía una pieza de fundición y, después, se maquinaba al tamaño correcto. Todos estos métodos eran lentos y requerían mucho personal para producir una pieza terminada. Poro, con lo introducción dol corlo oxinootilónico, se encontró quu muchos do ÍÜB formas complicadas que antes tenían que ser de fundición, se podían formar con mucha mayor rapidez y a menor costo. En la actualidad es posible cortar formas muy complicadas y mantener tolerancias de centésimas ds milímetro con el uso del proceso oxiacetilénico. Los primeros sopletes para corte oxiacetilénico tenían un tubo de cobre sujeto en el exterior del soplete de soldadura. Este tubo llevaba un suministro independiente de oxígeno. El procedimiento para cortar ora calentar oí mclnl con la llnma do soldadura, apagar la llama, abrir el oxígeno del tubo adicional y dirigir la corriente de oxígeno contra el metal precalentado. Este calentamiento y aplicación de oxígeno al punto caliente conti-

Principios del corte con oxiacetileno El corte con oxiacetileno, llamado a veces oxicorte, se utiliza sólo para cortar metales ferrosos. La fusión del metal tiene escasa importancia en el corte con oxiacetileno. Lo que ocurre en la realidad es la oxidación del metal. Cuando se calienta un metal ferroso hasta ponorlo al rojo y, longo, se lo expone a la acción del oxígono puro, ocurro una rduwMn química entre ei metal caliente y el oxígeno. Esta reacción, llamada oxidación, produce una gran cantidad de calor. En la figura 7-1 se ilustra esta reacción. Cuando se introduce el tramo de alambre al rojo en un recipiente que contiene oxígeno puro, se produce una llama de inmediato y se consume completamente. En forma similar, en el corte oxiacetilénico, la combinación del metal al rojo y del oxígeno puro ocasiona la combustión y oxidación rápidas dol motal. Con osto procoso continuo de oxidación, se puede corlar todo el espesor del metal con rapidez. En la figura 7-2 aparece un operador que corta un eje de acero. Este eje tenía 450 mm de espesor 77

Cortesía de Union Carbide Canadá, Límiíed Fig. 7-3 Corte con oxiacetileno

como ocurriría si se utilizara una máquina perforadora pesada.

Reglas de seguridad para el corte con oxiacetileno

7-1 Oxidación

Como en este proceso se utiliza equipo de oxiacetileno, se aplican las reglas que se han aprendido hasta ahora. Se deben usar las gafas, guantes y ropa protectores. Además, hay reglas adicionales quo so dobon obsorvtir,

Corlesía de Union Carbide Cunada, Limitad

y pesaba más de 9 toneladas. Fue cortado en 16 minutos. En In figura 7-3 se muestra otro uso del equipo. Un operador osla corlando un muro do concreto reforzado de 355 mm de espesor. Este método es el más efií. \z, porque no hay ruido ni vibraciones

1. La zona de trabajo debe estar libre.de ar"tículos innecesarios. . v ,2,. Tenga cuidado para protegerse usted mismo y a los demás de las chispas,(Fíg. 7-4). |; 3. Compruebe que el metal que,va a cortar';. ; .esté bien soportado y equilibrado (balanceando) dé modo que no pueda caerle en los pies • o en las mangueras.. ; 4. Compruebe que hay un espacio libre en la ¿parte inferior, para permitir que la escoria >dél corte se desprenda libremente'del metal. 5. Se debe prestar especial atención ala co- , locación de las mangueras y de cualquier;, material inflamable. : . • 6. Se debe tener cuidado al empezar un corte, Si se usa un método inadecuado, puede salpicar matiil caliento n In nnrn dol rador. •^ '

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Corlosío de Unión Carbido Canadá, Limited 7-2 Corto ron n x i n r n t i l n n o 78

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CUIDADO CON LAS CHISPAS QUE SALTAN CUANDO ESTÁ CORTANDO; LLEGAN MÁS LEJOS DE LO QUE SE PIENSA Y PUEDEN ORIGINAR INCENDIOS 2.1 m PRESIÓN CORRECTA DE OXÍGENO PARA CORTE

0.0 m

1.5 m

3m

4.5 m

6 rn

7.5 m

10.5 m

9m

EL EXCESO DE PRESIÓN DE OXÍGENO PUEDE LANZAR LAS CHISPAS AL DOBLE DE LA DISTANCIA NORMAL. ADEMÁS, SE DESPERDICIA OXIGENO

Cortesía de MECO, S Louis, U.S.A.

Fig. 7-4 Riesgos al cortar

Equipo de corte con oxiacetileno

soldadura; es decir, se mezclan a presiones iguales o con el uso del principio de inyector. En la figura 7-0 so ¡lustra la construcción mioma do un tipo de soplete. Se verá el tubo para oxígeno puro que le permite llegar a la boquilla del soplete sin que se mezcle.

El oquipo básico pura cortar es similar al que se utiliza parn In soldadura, os docir, suministro rio gas, mangueras, reguladores y un soplete. Se pueden usar para el corte los mismos cilindros empleados para la soldadura. Como en el corte se consumo más oxígeno, es preferible el sistema múltiple. Se pueden usar las mismas mangueras que para la soldadura; pero, cuando se van a cortar piezas gruesas o se va a trabajar en forma continua, se requiere una manguera de mayor diámetro, a fin de tener un suministro adecuado de gas. Se usa el mismo tipo de reguladores; sin embargo, si se van a hacer trabajos grandes de corte, se requieren reguladores capaces de producir presiones mucho más altas. El soplete para corte es muy diferente del soplete para soldar.

Aditamentos (accesorios) para corte En ocasiones, en lugar de utilizar un soplete de corte, se pone un aditamento faccesoriojpara cor-

Cortesía ríe Union Carbide Canadá, Limited Fig. 7-6 Mezcla de gases en el soplete

El soplete de corte con oxiacetileno El propósito del soplete de corte es suministrar la llama para precalentar el metal y para abastecer la corriente de oxígeno puro para el corte. En el soplete de corte (Fig. 7-5), las válvulas para oxígeno y acetileno en la parte trasera del soplete controlan la llama para precalentamiento. La palanca controla el chorro de oxígeno a alta presión para hacer el corte. El método para mezclar los gases en un soplete de corte es el mismo que se emplea en los sopletes dp

TOBbRA MEZCLADORA DE LOS GASES

PALANCA DE OXÍGENO

PARA PRECALENTAMIENTO

PARA CORTE

VÁLVULA DE AJUSTE DE OXIGENO PARA PRECALENTAMIENTO BOQUILLA DE CORTE

TUERCA DE SUJECIÓN DEL CON EL MANGO

ADITAMÔ

Cortesía de Harris CaJori/ic Company Fig. 7-7 Aditamento para corte

FÍR. 7-5 Soplólo pnrn corlo Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited

79

te en el mango del soplete de soldar (Fig. 7-7), que efectuará la misma función que el soplete de corte. Pero, cuando se usa el aditamento para corle, habrá tres válvulas (dos para oxígeno y una para acetileno) y una palanca para corte.

obligará a regresar por la manguera de acetileno y se formará inmediatamente en ésta una mezcla de gases altamente explosiva. Si llega a ocurrir esto, el manómetro del regulador de acetileno indicará un aumento en la presión, aunque no se haya movido el tornillo ajustador de presión. Hay muchos tipos y variaciones de sopletes de corte disponibles en el mercado. En las figuras 7-8 hasta 7-11 se ilustran algunos de ellos.

Debe quedar claramente entendido que, cuando se usa un aditamento para corte, la ¿válvula normal para oxígeno'en el soplete no controla el suministro de oxígeno. Éste se debe controlar con la válvula en el aditamento para coi ?. Por esta razón, la válvula para oxígeno en el soplete de soldadura debe estar abierta por completo en todo momento mientras se esté usando el aditamento para corte. Si no se deja abierta esta válvula, es fácil que ocurran contraexplosiones que dañarán el soplete. Las personas que usan equipo de oxiacetileno sin estar familiarizadas con él, se ponen en peligro ellas mismas y a los demás. Hay una regla que siempre se debe seguir al usar un aditamento"para cor- , te. Cuando car..bie de una operación de corte á una de soldadura, compruebe siempre que haya reducido las presiones en los reguladores, no en las válvulas del soplete.

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es el otro nombre que se da al corte con oxiacetileno? 2. ¿Qué metales se cortan con esté proceso? 3. ¿Qué relación hay entre el proceso de oxidación y el de corte? 4. ¿Por qué se deben cambiar siempre las presiones de los reguladores cuando se cambia de una operación de corte a una de soldadura? 5. ¿Cuál es la diferencia principal entre un soplete de corte y un aditamento para corte? 6. ¿Cuál es la precaución de seguridad que se debe tomar cuando se utiliza el aditamento para corte? 7. Describa brevemente la construcción de un soplete de corte.

Boquillas para corte

Digamos que está trabajando con oxígeno a 140 kPa y acetileno 20 kPa para cortar y cambia a la boquilla No. 2 para soldar. Ahora, debe usar oxígeno a 15 kPa y acetileno a 15 kPa en un soplete de presiones iguales. Si trata de ajusfar las presiones en las válvulas del soplete, en vez de hacerlo on los reguladores, la alto prosián dol oxítono lo

Las boquillas para corte están hechas con un anillo de agujeros o aberturas que rodean al agujero del oxígeno para corte. Cada uno de estos agujeros suministra una llama de precalentamiento, que produce una distribución uniforme del calor on lodo oí contorno dol orificio para oxígono y porSoplete para corle L.A. Estilo 419

f

SA jfr

ENTRADAS DE GAS REEMPLAZABLES

CABEZA oí MONEL

. MANGO ANTIDESLI-

TUBOS DE MONEL (SOL-

PARA TRABAJO

2ABLE DE LATÓN

DADOS CON PLATA EN

PESADO (ROSCAS

EXTRUIDO

LA CAREZA)

INTERNAS)

CONJUNTO DE VÁLVULA Y PALANCA DE OXÍGENO PARA CORTE (LOS

Fa,

ASIENTOS DE VÁLVULA Y LA PALANCA SON FÁCILES DE CAMBIAR)

F^*

BOQUILLAS DE COBRE AL TELURIO (PROBADAS INDIVIDUALMENTE)

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 7-8 Partes de un soplete para corte 80

Cortesía de MECO, St. Louís, U.S.A.

Fig. 7-9 Soplete para norte

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. l''lg. 7-10 Aclilnmunlo para corlo

mite cambiar en cualquier momento la dirección del corto. Si so cambia la boquilla paro que vaya de acuerdo con el espesor del metal, se puede cortar casi cualquier espesor. . Para cambiar una boquilla para corte, sólo se saca la tuerca de la cabeza de corte y se quita la boquilla. Se coloca la nueva boquilla y se aprieta ln Inoren do In cnbo/.n. KI soplólo yn nsli'i linio o l r n vez para usarlo (Fig. 7-13). Las partículas de metal caliente que se adhieren en la punta de la boquilla y obstruyen los orificios son la causa principal de los problemas con el corle. Un chorro limpio y cilindrico de oxígeno siempre producirá un corte uniforme. Cualquier obstrucción, ya sea en el agujero o en la punta de la boquilla, disminuirá la velocidad y producirá un corte áspero.

AGUJEROS DE PREGA I.ENTAMIENTO AGUJEROS DE PRECALENTAMIENTO tm

CUERPO DE OXIGENO PARA CORTE

Cortesía do Union Carbido Canadá. Limitad FÍR. 7-12 Boquilla pnrn enrío

guir las recomendaciones del fabril ante para el soplete particular que se utiliza. Igual que en la soldadura, cuanto más grueso sea el metal, Mayor es el tamaño de la boquilla requerida. Pruebe sus conocimientos 1. .Describa la construcción de,una boquilla para cortar.

Presiones para corte NO SE USAN GUANTES CUANDO SE DESCONECTA

Al igual que con el soplete para soldar, es imposible enumerar todas las marcas y presiones aplicables en cada boquilla para cortar. La tabla es una lista parcial, pero siempre es más seguro se-

EL SOPLETE

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 7-11 Sóplelo para corte

F¡«. 7-13 Instalación do la boquilla

81

TABLA PARA CORTES Espesor del metal (en milímetros)

3

6

9.5

12.5

19

25

3B

50

L-00

0 L-0

1 L-l

1 L-l

2 L-?

2 L-2

3 L-2

0 3 3

0 3 3

1 4 4

1 4

1 5 5

1 5 5

7 5

7 7

7

75

100

125

150

200

255

4

5

L-2

L-3

5 U3

6 L-3

6 L-<4

7 L-5

L-8

9 7

11 9

11 9

11 11

Fabr inte L.A.

MECO LINDE No. 33

CW202 Type E

4

Pasos para hacer un corte en línea recta

2. ¿Cuáles serían los resultados con una boquilla parcialmente obstruida?

1. Compruebe que el área esté despejada y el equipo esté bien armado. 2. Póngase la ropa protectora. 3. Escoja una pieza de metal y póngala en el banco de corte. Recuerde que debe estar apoyada. 4. Compruebe que la boquilla corresponde al espesor del metal. 5. Con una regla de acero y un gis o jaboncillo, dibuje una línea recta sobre el metal en donde se va a hacer el corte. G. Marquo lu linón ¡i iiilorviilos tío 5 mm con un punzón de centrar y un martillo. Con esto, si se borra la línea de gis, no habrá necesidad de detenerse porque so vornn las m.ircnH do punzón. 7. Encienda el soplete y empiece por un extremo del metal. El soplete so debo mantener n un ángulo de 90" con el metal e inclinado 5" en la dirección del corte (Fig. 7-15).

Pasos para encender el soplete para cortar 1. Compruebe que el equipo esté bien armado. 2. Póngase la ropa protectora. 3. Compruebe que las válvulas del soplete estén cerradas; gradúe los manómetros a la presión correcta. 4. Abra 1/4 de vuelta la válvula de acetileno en el soplete y encienda el gas con un encendedor de fricción. 5. Abra cor completo la válvula de acetileno en el soplete, 6. Abra lentamente la válvula de oxígeno del soplete hasta tener una llama neutra. 7. Con el soplete ya ajustado a una llama neutra, oprima la palanca y compruebe que tiene llama neutra, como se ve en la figura 7-14. 8. Para extinguir la llama, suelte la palanca de corte, cierre primero la válvula de acetileno en el soplete y, luego, la válvula do oxígeno en el soplete.

Curies/u do Union Carbide Canadá. Limited 'Fig. 7-14 Comprobación de la llama

7

7

/

82

Cortesía tío Unión Girim/o Cumula. Limited Fig. 7-15 Iniciación ílol corlo

VÁLVULA DE OXÍGENO

VÁLVULA DE OXÍGEMO PARA CORTE

PARA CORTE

VÁLVULA DE ACETILENO

í VÁLVULA DE ACETILENO PARA PPECALENTAMIENTO .•/'VÁLVULA DL IXÍGENO PARA PRECALENTAMIENTO w_

. PARA PRECAIFNTAMIENTO VÁLVULA DE OXIGENO PARA PRECALENTAMIENTO

m

T^LH J Cortesía de MECO, Sí. Louis, " U.S.A. Fig. 7-16 Posición correcta para iniciar el corte

Cortesía de MECO, St. Louis, Fig. 7-17 Avance en el corte U.S.A.

8. El cono interno de la llama se debe mantener Hopnriido dol molid onlro :t muí y (i muí on lodo momento. Si se permite que la boquilla toque el metal, puede ocurrir una contraexplosión y el metal caliente saltará contra la cara del operador. 9. Una vez encendido el soplete y en su posición correcta, caliente al rojo un punto en la orilla del metal. 10. Cuando el metal esté al rojo, oprima la palanca para cortar y espere a que el metal esté cortado on OHO punto. Ahora, corlo u lo Inrgo do lu línoa a una velocidad constante (Fig. 7-16). 11. Si se hace el corte en la forma correcta, aparecerán debajo del metal la escoria y una fina lluvia de chispas. Las chispas deben salir ligeramente hacia adelante en la dirección del corte. Las gotitas de escoria fundida deben caer con lentitud del punto de corte. Adornas, cuando se trabaja a la velocidad de corte correcta, se oirá un ruido de chisporroteo (Fig. 7-17). Si se hace el corte del metal a la velocidad correcta, la ranura debe quedar limpia y libre de escoria y, además, los bordes superior e inferior del corte estarán a escuadra. Si el movimiento es muy

CORTECORRECTO

Fig.

7-18 Efectos do la volncirind

Innlo, In rnnurn o corlo Intuirá un bordo suporior rodondoado y la escoria so udhorirá u la porto inferior del corte. Pero, si el movimiento es muy rápido, no habrá tiempo suficiente para que el chorro de oxígeno atraviese el metal y no se separará la pioxn (Fig. 7-18). Si el metal no se corta por completo en algunas partes, será necesario soltar la palanca para cerrar el oxígeno de corte y volver a empezar en el sitio en donde no penetró el corte (Fig. 7-19). En este caso, hay que tener cuidado'de recalentar el metal en forma adecuada, para que no haya el peligro de que el metal salpique contra la cara del operador. Fallas comunes en el corte En la figura 7-20 se ilustra un método incorrecto para hacer el corte. La razón por la cual las chispas saltan en ángulo en vez de ir hacia abajo, es porque no se está cortando totalmente el metal. Este error ocasionará que una parte del metal fundido salte contra el soplete, lo cual podría oca-

DEMASIADO RÁPIDO

DIRECCIÓN DEL CORTE

83

DEMASIADO LENTO

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 7-19 Procedimiento correcto para corte

sionar una contraexplosión. Este problema aparece cuando se mueve el soplete con demasiada rapidez y también por presión insuficiente del oxígeno. En la figura 7-21, A es un buen corte y se ilustra a fin de poder hacer comparaciones.

VÁLVULA DE OXÍGENO PARA CORTE

VÁLVULA DE ACETILtNO PARA PRECALENTAMIENTO

Cortesía de Union Curbido Cunada, Limited I'ifj. 7-21 Cofnpnrnci6n ontni Ion corltin

VÁLVUIA nr oxinpNO I'AHA I'HLCALLNIAMILNIU

E. La presión del oxígeno lúe muy alta y la boquilla era de tamaño muy pequeño. F. Velocidad baja para el corte; el tamaño de la boquilla y los presiones estaban correctas. G. Velocidad alta para el corte; el tamaño de la boquilla y las presiones estaban correctas. H. El movimiento del soplóte u lo largo del corte fue inestable.

Cortosfu do MECO. Sí. Luuis. U.S.A. Fig. 7-20 Procedimiento incorrecto para cortar

LÍNEA DE CENTRO DEL SOPLETE Y LÍNEA DE CORTE

A. Buen corte. Aristas a escuadra y las líneas de corte están verticales. B. La llama para precalentamiento fue muy pequeña y mucha lentitud en el avance. C. La llama de precalentamiento estaba demasiado larga; el metal fundido se quedó en la arista superior. D. La presión del oxígeno estaba muy baja y el avance del soplete fue muy lento.

(HIERRO ANGULAR) (SOLERA ANGULAR)

BOQUILLA

X

\L

Fig. 7-22 Ayuda para hacor cortos en línea recta 84

I. Se perdió el corte en cuatro lugares y no se volvió a empezar con el debido cuidado. Sugerencias para el corte En la figura 7-22 se ilustra un método más fácil para obtener un corte en línea recta. Se sujeta uní» burra o hierro ñngulnr-gruosos junto a la línea y se utilizan como guía para el soplete. Esto es muy conveniente para hacer un corte largo. Al cortar objetos redondos, tales como barras o ejes, haga un pequeño rebajo con un cincel en el punto en donde va a empezar el corte.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 7-23 Perforación de un agujero


1. ¿Cómo puede usted decir si ha hecho un buen corte? 2. Describa los resultados de cortar con demasiada lentitud y con demasiada rapidez. 3. ¿Qué significa ranura en el corte? 4. ¿Por qué debe estar bien soportado el material?

5. ¿Por qué debe prestarse atenck i particular a la posición de las mangueras y del material inflamable? 6. ¿Qué tipo de llama se utiliza para el corte con oxiacetileno? 7. ¿Por qué se marca la línea con un punzón?

Flfj. 7-24 Procotlimlonto correcto pnrn porfornr

Coríosíu do Union Corbido Canadá, Limitad

Fig. 7-25 Perforación de un ngujoro

Union Carbide Canadá, Limited 85

Perforación de un agujero Siempre que sea posible todos los cortes deben empezar en el filo o arista del metal. Pero en ocasiones es necesario empezar el corte en un lugar que no sea el filo. Por ejemplo, puede ser necesario cortar un agujero en el centro de una pieza metálica.

Pasos para perforar un agujero 1. Encienda el í oplete. Ajústelo a llama neutra con la palanca pa/a corte oprimida. Suelte la palanca. 2. Sostenga el soplete en el punto en donde va a perforar el agujero (Fig. 7-24A). 3. Cuando empiece a fundirse ese punto, levante el soplete para separarlo unos 12 mm del metal (Fig. 7-24B). 4. Al mismo tiempo, oprima con lentitud la palanca de corte y mueva ligeramente el soplete de un lado a otro (Fig. 7-24C).

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. Fig. 7-27 El cortacírculos

5. Guando haya perforado el metal, baje §1 §apis-

Pasos para GQrtar un círculo con

Es difícil cortar un agujero grande y mantenerlo redondo; se requiere mucha práctica. Una ayuda empleada con frecuencia para cortar círculos grandes, es oí corlucírcuJos quo so ilustra en la figura 7-27. Este aparato funciona en la misma forma que un compás y permite cortar un círculo perfecto con facilidad.

un cortacírculos

te a la distancia correcta para corte y efectúe el corle. (Fig. 7-24D).

1. Con un compás do puntas, truco oí círculo sobre la pieza de metal. 2. Con un punzón de centrar y un martillo, marquo ln circúnforoncin y liagn uno nutren profunda en el centro exacto de ella. 3. Conecte el cortacírculos cun oí uuplutu. La distancia entre el puntero del cortacírculos y el centro del orificio de la boquilla del soplete, debe ser igual al radio del círculo. 4. Para comprobarlo, ponga el puntero en la marca profunda en el centro del círculo. Si la media

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por quft hay quo lovimliir oí soplólo cuando oí metal empieza a fundirse? 2. ¿Por qué se debe oprimir con lentitud la palanca? 3. ¿Por qué hay que bajar el soplete cuando ya se ha perforado el metal? Corte de un círculo Para cortar círc -los pequeños se perfora un agujero y se hace girar el soplete en sentido circular hasta que el agujero tenga el diámelro deseado.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited F¡K. 7-20 Corlo fio un circulo n mono libro

F¡K. 7-2fl Corlo do nlrouloH 06

está correcta, el centro del orificio de la boquilla estará alineado con la circunferencia. 5. Encienda el soplete y perfore un agujero en el metal cerca de la circunferencia que dibujó. Ahora, mueva el soplete en línea recta hasta que se pueda colocar el puntero en la marca profunda de centro. 6. Efectúe el corte del círculo; mantenga el puntero dentro de la marca y avance a una velocidad uniforme. 7. No permita que el puntero salga de la marca profunda de pentro hasta que haya terminado el corte.

BOQUILLA I

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 7-30 Corte de círculos en metal grueso

BOQUILLA

3. Cuando so vtin u corlar círculos Anuidos, ¿cuál es el propósito al hacer una o dos pasadas de prueba con el soplete apagado?

Para achaflanar (biselar) el metal Hacer un cha/Jan (bisel) es cortar el metal en ángulo, en vez de hacerlo en línea recta. Para hacer un chaflán en la pieza metálica, se inclina ni soplóle en ángulo como se muuslra en lu figura 7-31. Es muy importante recordar que, al seleccionar el tamaño de la boquilla, se debe tener en cuenta el espesor del cHaflán, no el espesor del metal (Fig. 7-32). Además, si se cambia la posición de la tobera de corte, como se muestra en la figura 7-33, se aplicará más calor en la zona del qorte.

do Um'<,iii Cui'bído Canadá, Limited Fig. 7-29 Corte de un metal grueso

Para cortar círculos o arcos muy grandes, se puede hacer mejor el corte por secciones con- el uso de sus manos o codos como punto de pivoteo (Fig. 7-28). Antes de efectuar el corte, haga una o dos pasadas de prueba (con el soplete apagado) pnrn cnoontnr la mojor posición y más cómoda que le sea posible. No parece existir límite en el espesor del metal que se puede cortar. Se ha podido cortar metal de 2.4 m de espesor con el proceso de oxiacetileno. Por supuesto, esto requiere equipo especial para corte, pero se han podido cortar a mano espesores entre 750 y 1000 mm. Aunque se requiere más destreza, se usan las mismas técnicas básicas. Pruebe sus conocimientos

1. Si el interior del círculo es la parte que se necesita usar, ¿en qué lado de la línea se debe perforar el agujero inicial? 2. Mientras se está cortando el círculo, ¿dónde se debe colocar el puntero?

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 7-31 Corte de un chaflán 87

PARA CORTES RECTOS

PARA CORTES EN CHAFLÁN

Fig. 7-32 Espesor (T) del metal en un chaflán

En la figura 7-34 se ilustran algunas de las fallas más comunes al cortar un chaflán y se describen a continuación. A. Esta sección i "tá ligeramente cóncava o socavada justo debajo del borde superior, debido a una presión excesiva del oxígeno. B. Esta sección está en muy malas condiciones. Las ranuras profundas se producen al parar y volver a empezar con mucha frecuencia. C. No se aplicó suficiente precalentamiento en esta sección. D. Éste es un buen corte, los filos o aristas están uniformes y lisos. E. Este ligero reborde o rosario a lo largo del borde suporior indicn quo so precnlentó un poco más de la cuenta. Por lo demás, el corle es aceptable.

Cortesía de The LincoJn Electric Company Fig. 7-34 Fallas en el corte en chaflán

metal y se mantienen firmemente unidas con prensas o soldadura por puntos. Después, se cortan las piezas como unidad y esto producirá cierto número de piezas idénticas. En este caso, el soplete se acciona con un mecanismo. En la figura 7-36 se muestra una aplicación del proceso de corte oxiacetilénico. El equipo es una lanza de poder y se ilustra su uso para cortar una sección do 1.2 m on un muro do concreto reforzado. El muro es parle de un foso para pruuba de turbinas.

Diversas aplicaciones del corte I a operación ilustrada en la figura 7-35 se llama coríe en pila. Se apila cierto número de piezas de IXIIILMOOL IUULHA AGUJEROS PARA PRECALENTAMIENTO

AGUJEROS PARA PRECALENTAMIENTO LÍNEA DE CORTE

AGUJERO DE OXIGENO PARA CORTE

AGUJEROS PARA PRECALENTAMIENTO

EXTREMO DE LA TOBERA í_

AGUJERO DE OXIGENO . PARA CORTE LlNEA DE CORTE

AGUJEROS PARA PRECALENTAMIENTO

Cortesía de Union Carbide Canadá, Lihiited Fifj. 7-33 Posición do la lobera para cortos rectos y on chaflán

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 7-35 Corto on pila 88

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. ¿Que defectos se producen si se corta con demasiada lentitud? 2. ¿Qué defectos se producen si se corta con demasiada rapidez? 3. ¿Qué ocurre si la válvula de oxígeno en el soplete no está abierta por Completo cuando se usa un aditamento para corte? 4. ¿Por qué es necesario respetar las reglas de seguridad cuando se corta metal por el proceso de oxiacetileno? 5. ¿Qué defectos se producen cuando está obstruido el orificio para corte en la boquilla?

fttí : * -4 Cortesía de Union Carbide Canadá, Limiíed Fig. 7-36 Corte de un muro de concreto

Puntos quo so dohnn rocordar

0. ¿Por quü niiiicui so (lobo p e r m i t i r que ln boquilla toque el metal?

• El corle con oxiacetileno se llama también corte con autógena. • Lo que corta el metal no es la llama, sino la reacción química entre el metal caliente y el oxígeno. • Para juzgar la calidad del corte, se observan la escoria y las chispas en la parte inferior del metal. • La palanca controla el oxígeno para corte. • Use siempre una boquilla limpia. • Al usar un aditamento para corte, la válvula de oxígeno en el soplete se debe abrir por completo. • Compruebe la llama con la palanca para corte oprimida. • Compruebe que todo el metal que vaya a cortar esté bien soportado. • El espesor del metal determina el tamaño de la boquilla que se debe usar. • El tamaño de la boquilla determina las presiones que se deben utilizar. • Observe todas las precauciones de seguridad.

7. Mencione tres reglas que se deben observar al utilizar el proceso de corte con o 'acetileno. 8. Describa todas las características que indican que se ha hecho un buen corte. 9. ¿Cuál es la posición correcta del soplete al hacer un corte en línea recta? 10. ¿Qué precauciones se deben observar (mando se corta un agujero? 11. ¿Cuál es la diferencia entre hacer un chaflán y un corte normal? 12. ¿Qué significa corte en pila? Parte II 1. Para cortar un círculo de 355 mm, ¿qué distancia debe existir entre el puntero y el centro de la tobera de corte? 2. ¿Es más fácil cortar una pieza de metal de 50 mm que una pieza de 5 mm? Explique su respuesta. 3. Con el soplete que está usando, ¿qué medida de boquilla se requiere para cortar: a. metal de 12 mm de espesor? b. metal de 19 mm de espesor'' c. metal de 38 mm de espesor? d. metal de 50 mm de espesor? 4. Con el soplóte que está usando, ¿qué t a m a ñ o de boquilla se requiero para cortar y para hacer chaflán en una pieza de metal do 65 mm de espesor?

Palabras que se deben recordar orificio oxidación desprendimiento escoria reacción química palanca para corte aditamento para corte punzón de centrar cortacírculos martillo perforador ranura o corte corte en pila chaflán tobera de corte 89

5. ¿Por qué es preferible un anillo do ugujoros do precalentamiento en vez de un solo agujero de precalentamiento en la boquilla para corte? 6. Después de terminar un corte en una pieza de metal de 5 mm, ¿que cambios se necesitarán para cortar una piczn do metal de 40 mm?

7. ¿Cuál os ul propósito du usur una IJIIITU al hacer un corte en línea recta? 8. ¿Por qué se marca primero con un cincel las barras redondas antes de empezar a cortarlas?

Lectura adicional Corte de hierro fundido El proceso de corte con oxiacetileno tiene un uso muy extenso para cortar chatarra gruesa en secciones, por las ventajas de costo y facilidad de transporte, en comparación con otros métodos. La separación de engranes y poleas grandes, hechos de hierro fundido, de sus ejes es otro uso común de este proceso. Tai. bien se presta para la preparación de los bordes en soldaduras grandes en piezas de hierro fundido. El costo del corte de hierro fundido, en comparación con el del acero, es mucho mayor debido e la composición del hierro fundido y también debido a que como el corte de hierro fundido es más lento, se consume más gas. ,La facilidad del corte depende de la composición del metal. Los hierros fundidos de mayor calidad (los que se pueden maquinar) son más fáciles de cortar que los utilizados como contrapesos, rejillas para pisos, etc. Estos tipos de hierro fundido de menor calidad, requieren más gas, se produce en ellos una ranura o corte más ancho y se trabaja a menor velocidad do corlo. Se generarán 'mucho más calor, chispas y escoria en el corte de hierro fundido que en el corte del acero..Por tanto, es esencial prestar una estricta atención al uso de ropa y equipo protectores y prácticas de seguridad. Para cortar hierros fundidos de mayor calidad, gradúe los reguladores para obtener las presiones indicadas en la tabla 7-1. Por supuesto, los ajustes de los TABLA 7-1 TABLA DE PRESIONES PARA CORTE DE HIERRO FUNDIDO SOPLETE PARA CORTE ESTÁNDAR O "SUPER CUTMASTER"

Tamaño de la boquilla

L3 Estilo C

•1 L-4 Estilo C

Espesor del metal, milímetros

Presión de oxígeno, kilopascales

12 19 25 38 50

280 310

350

Presión de acetileno, kilopascales

.

48 a 55

420 490

75 100

550 620 760

150 200 250 300

55 a 70

920

1 040 1 170 Cortesía do MECO, St. Louis, U.S.A. 00

reguladores se hacen con la válvula para corte abierta. Luego, encienda el soplete y ajuste la llama de precalentamiento para que tenga un exceso de acetileno. Este ajuste se hace con la válvula para corte abierta, para evitar cualquier cnmbio en Ins cnrnctoríslicds do la llama durante el corte. Fig. 7-37 Inicio de un corte en hierro fundido Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A.

Corlosíd <"lc MKOO. SI. I.onis. U.S.A Fig. 7-38 Se mueve el soplete con un movimiento oscilante

El nxr:()H<> d(i nnnlilnno HO dotormtno por ln longitud dnl cono inlnruo blanco, igual que en la soldadura y se debe variar de acuerdo con el grado y espesor del motal que se va a cortar. El ajuste de acetileno puede variar entre , oco o ningún exceso para secciones muy delgadas, hasta un exceso de 25 a 50 mm para secciones muy gruesas. Debido al alto costo del corte de hierro fundido, es aconsejable planear el trabajo con todo cuidado. Por ejemplo, no empiece el corte salvo que tenga la seguridad de que podrá terminarlo sin detenerse. Si sé dotiono oí corlo en una sección gruesa, sonl difícil volver a empozar, lo cual aumentará el consumo de gas y, por ende, los costos. Dado que el corte de hierro fundido requiere temperaturas mucho más elevadas, resulta atinado precalentar las secciones más gruesas a lo largo de la línea de corte. Una vez que haya precalentado el metal, aproxime la punta del soplete al punto de partida. Sostenga el soplete en un ángulo de entre 40° y 50° y caliente un punto de unos 12 mm de diámetro hasta fundir el metal (Fig. 7-37). Con la punta de la llama de precalentamiento a unos 5 mm del metal, empiece a mover el soplete con un movimiento de balanceo (de lado a lado) como se ilustra en la figura 7-38 y abra.la válvula de oxígeno a alta presión para corte. Avance poco a poco el soplete a lo largo de la línea de corte, con el movimiento de balanceo u oscilante. Según avance el corte, enderece el ángulo del soplete a aproximadamente 65° o 75° (Fig. 7-39) para aumentar la penetración del corte. Si fracasa en oí primor intento, siga probando. El calor adicional os favorable para el corte de hierro fundido y se podrá efectuar el corte. La anchura del corte variará según el espesor y el grado o calidad del hierro fundido y será mayor en las secciones gruesas o en el hierro de baja calidad. Se continúa el 91

i

65" a 75"

Cortesía de MECO, S£. Louis, U.S.A.

Fig. 7-39 Enderezado del soplete de 65° a 75°

movimiento de oscilación en toda la longitud del corte. Conforme vaya adquiriendo experiencia y confianza, se puede reducir la longitud de la oscilación, con lo cual tendrá unn rnnurn más estrecho y menor consumo do sus. En las secciones gruesas, se suele generar suficiente calor pura permitir Imcor oí corté sin interrupción. Pero, en las secciones delgadas, se experimentan más dificultades. En las secciones delgadas, el borde superior se pondrá oscuro con mucha frecuencia, lo cual indica que está demasiado frío y no se puede seguir adelante. Si ocurre así, para volver a empezar caliente un círculo pequeño igual que antes, pero eleve poco a poco e incline el soplete de modo de cortar la parte inferior de la sección; luego, siga como antes. Tan pronto como la parte superior del borde del corte esté brillante, continúe el corte hasta terminarlo. En el corte de hierro fundido, mientras la parte superior del borde cortado siga brillante, continúe. La demora en el corte, que siempre es mayor que en el acero, aunque se tenga el soplete recto, no se puede eliminar por completo. Avance a un paso lerrío y esíabJe. No trate de apresurar Ja acción de corte. PREGUNTAS PARA REPASO 1 ¿Por qué es más costoso cortar hierro colado que acero del mismo espesor? 2. Cuando se corta hierro fundido, ¿qué determina la facilidad del corte? 3. Siempre se deben observar las prácticas de seguridad en cualquier operación de corte. ¿Cuáles son los riesgos adicionales en el corte de hierro fundido que hacen todavía más importante seguir todas las prácticas de seguridad? 4. ¿Por qué es atinado planear el trabajo con todo cuidado? 5. Si al cortar secciones delgadas de hierro cola'do, el borde superior se pone , ¿qu6 indina onto?

02

Soldadura fuerte La soldadura fuerte es un proceso sin fusión. Es decir, el metal base no se funde durante el proceso de unión. La soldadura fuerte tiene extenso uso industrial en automóviles, bieldólos, refrigeradores y para la reparación de piezas de fundición rotas.

Principios de la soldadura fuerte La soldadura fuerte es un proceso que se utiliza para unir metales iguales o diferentes, mediante el uso de una aleación que tiene un punto de fusión más bajo que el de cualquiera de los metales que se van a unir. En este proceso, se calienta la superficie de los metales que se van a unir a una temperatura mayor que el punto de fusión de la aleación, pero inferior al de su propio punto de fusión. Este proceso está basado en que el bronce o el latón'fluyen hacia las superficies debidamente preparadas y producen una excelente unión. En este capítulo, las descripciones y ejercicios se concretaren a la soldadura fuerte de metales ferrosos, tales como acero, hierro o aleaciones de ellos. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Qué significa un proceso sin fusión? 2. ¿Qué referencia se hace respecto a la temperatura de los metales que se van a unir?

Preparación del metal El metal que se va a unir con soldadura fuerte debe estar absolutamente limpio. Si el metal base está limpio, el metal fundido do la varilla de soldadura fuerte fluirá sobre la parte limpia de un modo uniforme. El metal fundido de la varilla de soldadura no fluye sobre un área sucia, sino que tenderá a formar bolitas sobre la superficie del metal base. El metal base se puede limpiar con esmeril, lima o por fricción con fibra (lana) de acero. El método de limpieza que se utilice dependerá du la cantidad desherrumbre, costras de laminación o pintura que haya en la superficie del metal que se va a soldar. El metal debe estar limpio.

Fundente (flux] El propósito del fundente es efectuar una limpieza química del metal que se va a soldar y eliminar cualesquiera impurezas de la soldadura. También permite que el metal de la var'lla fluya con más facilidad hacia el metal que se <¿a a soldar. Hay dos métodos para aplicar el fundente: 1. Se calienta la varilla de soldadura, se sumerge en fundente pulverizado y se aplica, según se requiera, en la zona que se va a soldar. 2. Se usan varillas para soldadura fuerte que ya tengan aplicado el recubrimiento de fundente.

de soldadura antes de que el metal base esté lo bastante caliente, el metal de la varilla formaré pequeñas bolas en la superficie del metal base. Por otra parte, si el metal base está demasiado caliente, el metal de la varilla hervirá y se extenderá sobre una superficie grande, acompañado de humo blanco en los lados de la zona de soldadura.

Formación de película Antes de empezar la soldadura fuerte, se aplica o forma una película del metal do la varilla do soldadura en el área o unión en donde se va a soldar. En el caso de la soldadura de estaño se llama, obviamente, estañado En el metal delgado y bien limpio, la formación \e película ocurre conforme se aplica el metal de la varilla. Pero, en metal grueso o en uniones en V, se debe formar la película en toda el área en donde se va a aplicar la soldadura fuerte, antes de poner las capas sucesivas. Se debe formar película en el metal.

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué se debe limpiar el metal base? 2. Mencione un método que se puede emplear para limpiar el metal que se va a soldar. 3. ¿ Qué significa formar película en el metal que se va a soldar? 4. ¿Cuál es el resultado de sobrecalentar la varilla de soldadura? 5. ¿Cómo se puede reconocer la temperatura correcta para la soldadura fuerte? 6. ¿Qué tipo de llama se debe usar para unir metales ferrosos con soldadura fuerte? 7. ¿Cuál es el propósito del fundente en la soldadura fuerte?

Varillas para soldadura fuerte Hay muchos tipos de varillas para soldadura fuerte. La de uso más común para soldar metales ferrosos es una aleación de cobre y zinc. Esta varilla contiene alrededor de 60% de cobre y 40% de zinc y se pueden agregar pequeñas cantidades de silicio, estaño, manganeso y hierro. Cada adición está destinada a impartirle una característica deseada a la varilla, tales como mayor resistencia a la tracción, menor producción de vapores o mayor ductilidad. Se debe tener mucho cuidado al aplicar la llama. Si se sobrecalienta la varilla de soldadura, se volutili/.an'i el x.iiu:. l'.slo no sólo ¡nulili/.n In soldadura sino quo los vapores pueden producir náusea. Una aleación de cobre y zinc se llama lutón. Por tanto, cuando sí use soldadura fuerte o de latón, se debe tener ventilación adecuada o se debe usar un respirador. Cuando ul y.iiu: so volatiliza, aparece un humo blanco (óxido de zinc) y se puede ver con facilidad en un lado del área de soldadura. No se debe sobrecalentar la soldadura.

Pasos para correr un cordón do soldadura fuerte Correr un cordón do soldadura fuorlu os similur u correr un cordón con varilla en la soldadura por fusión. Se debe tener cuidado para obtener un cordón do anchura y altura uniformes. Las ondulaciones deben tener un espaciamiento uniforme.

Llama El ajuste correcto de la llama es esencial para tener buenos resultados. La llama debe ser neutra. La boquilla que se utiliza suele ser un tamaño inmediatamente más grande que la utilizada para la soldadura con fusión en un metal del mismo espesor. Se debe usar la llama correcta.

Temperatura


La temperatura correcta para la soldadura fuerte se verifica cuando el metal base se pone de color rojo apagado o apenas empieza a brillar. Se requiere un poco de práctica para reconocerlo. Por supuesto, se deben tener en consideración las condiciones del alumbrado. Si se aplica la varilla

Fig. 8-1 Características de la soldadura fuerte A. Película correcta antes de soldar.

B. Demasiado calor. (Observe In zona oxidada en el centro.) C. Calor insuficiente. D. Mcílal .sucio. 94

J'fll'o Mi) dol)O recordar (¡lio 1)1 m o l a l (|iii) HO va a M o l d a r no HO rundo corno un la soldadura por fusión, lisludid IOH ojumploH prosonlados 011 la figura B-l antos do empozar a hacer una soldadura fuerte.

1. Obtenga una pieza de metal de alrededor de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm. 2. Obtenga una varilla de soldadura fuerte y fundente, si es necesario. 3. Esmerile o lime el metal que se va a soldar hasta qun onl6 limpio. 4. Ponga el metal en el banco de soldadura. 5. Encienda el soplete y obtenga la llama correcta. 6. Precaliente el metal que se va a soldar en una linón recta transversal al metal hasta que adquiera un dolor rojo opacado. 7. Aplique la varilla do soldadura al motal. Si el motal de la varilla se extiendo con uniformidad sin formar bolus ni despedir vaporon, bronceo a lo largo de toda la zona calentada. 8. Después de formar la película en el metal, corra el cordón sobre la parte bronceada. 9. Después de que se ha practicado y observado los resultados, se verá que en metales delgados, tales como los de 1.5 -mm, las dos operaciones se pueden efectuar al mismo tiempo. Es decir, si se precalienta el metal y se aplica la varilla, y tan pronto como se forme el charco de latón fundido, se balancea ligeramente la varilla hacia delante, se formará la película en el área siguiente. Este último método se aplica sólo en los metales de calibre delgado. Si se usan uniones en V, se deFig. 8-2 Ejemplo de un cordón deficiente de soldadura fuerte. A. Se aplicó la varilla delante del charco. B. La varilla se fundió y goteó sobre el metal. C. Metal sobrecalentado.

Corfosín do Union Cnrbído Canodo. Lirniíod Fig. O-,') Un cordón ncoptnl)lo do soldadura fuorlo. I.ns •partículas oscuras en los lados de la soldadura son partes de escoria que no se han quitado.

be formar la película en la unión antes de aplicar IÍIH capas do l a t ó n o do bronco.

Uniones con soldadura fuerte I.n soldadura I n o r l o HO usa con frocuoncíu on las uniones traslapadas, en T y a escuadra. Aunque

METAL

CORDÓN' Fig. 8-4 Un buen cordón de soldadura fuerte

ppr; - ••• '* -

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. : U. f,,-' •:. Wjr ',.., S

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95

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 8-5 Unión a tope en V sencilla

la soldadura fuerte se puede usar en las uniones a tope y de canto, no se recomienda ese procedimiento, salvo que primero se efectúe cierta preparación de los bordes del metal.

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 8-7 Movimiento del soplete

4. Coloque las dos piezas planas sobre el banco de soldar. Compruebe que estén bien limpias y alineadas. 5. Después de precalentar el metal, haga una soldadura por puntos en cada extremo con la varilla de soldadura fuerte. 6. Empiece en un extremo y mueva el soplete en círculos para calentar el motal (Fig. 8-7). 7. Cuando el metal quo so va o soldnr tenga un color rojo upugudo, inuuva oí aojjloto hasta oí fondo de la V y caliento n todo lo Inrgo do In V (Fig. 8-8). 8. Aplique la varilla de soldadura y haga la soldadura fuerte u lodo lo largo de la unión. 9. En el caso de piezas de metal de 6 mm de espesor, serán suficientes dos o tres capas de soldadura fuerte.

Soldadura fuerte de una unión a tope en V Una unión a tope «n V es una unión básica a tope en la cual se hace una preparación especial de los bordes o cantos que se van a unir. Los cantos se preparan en esta forma a fin de permitir que el metal fundido de la varilla penetre en todo el espesor del metal que se va a soldar. Se preparan los bordes como una V sencilla [Fig. 8-5) o como dobln V (F'H. 0-0). soKi'in son ni ospofsor dol motnl que su va u soldar.

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 8-6 Unión a tope en doble V

Pasos para soldar una unión a tope en V sencilla 1. Obtenga dos piezas de metal, cada una de alrededor de 50 mm x 150 mm x 6 mm. 2. Obtenga las varillas de soldadura fuerte y prepare el equipo de soldar. 3. Para preparar los bordes que se van a unir, hágales un chaflán (bisel) de modo que al ponerlos uno junto al otro formen una V.

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 8-8 Concentración dol cnlor

96

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es el aspecto de un buen cordón de soldadura fuerte? 2. ¿Qué precauciones se deben recordar respecto al metal que se va a soldar con soldadura fuerte? 3. ¿Qué significa precalentamiento? 4. De las cinco uniones básicas, ¿para cuáles no se recomienda la soldadura fuerte? 5. ¿Cuál es el propósito de a'Ci.aflanar la unión para formar la V?

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 8-9 Aplicación de la varilla de soldadura

Reconstrucción de un diente de un engrane con soldadura fuerte La soldadura fuerte se utiliza con frecuencia para reparar piezas rotas o para reconstruir superficies que se han desgastado con el uso. Consideremos un dinnln roto nn un nnRrnnn grnndn. l'rimoro, HÜ limpia la parto ruta y so prupuní para la reparación. Después, se rellena el área con soldadura futirlo cumu so ilustra on las figurns 8-11 y 8-12. En la figuro 8-13 so ilustra oí dionlo yn roconsl ruido, I, a forma lina HO obtuvo sólo con el uso de la llama y una varilla de soldadura. Después, se maquina el diente a su medida correcta y queda listo para volver a usarlo (Fig. 8-14). El dionlo Uimbión so puado formar y configurar mediante el uso de bloques de carbón durante la operación de soldadura fuerte (Fig. 8-15). Un soldador experimentado puede terminar el diente de modo que no se requiera maquinado posterior.

10. No trate de llenar la V en una sola pasada. Complete un cordón de soldadura para unir las dim pin/.HH on (il (dudo do la V (I''¡j.;. 0-10). Kmpinco de nuevo sobre la capa aplicada y siga hasta llennr In V, 11. Recuerde que debe observar todas las reglas puní la íioldadurn

Otros ejemplos de la sóida lura fuerte La soldadura fuerte es también un excelente método para unir hierro galvanizado. La soldadura

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig" 8-10 Llenado del fondo de la V

Fig. 8-11 Primera etapa de la reparación

Cortesía de Union Carbide Canadá. Limited

97

Fig. B-12 Reconstrucción fuerte, en la práctica, se extiende y cubre la mayor parte de la zona en donde se quemó el recubrimiento galvuni'.ado protector. El propósito dnl galvanizado es proteger al metal contra la herrumbre. Durante cualquier operación de soldadura, se quemará este recubrimiento. La soldadura fuerte también evita la herrumbro del hiorro; por tanto, ocupa el lugar el recubrimiento galvanizado protector on In zonn en que cubre el metal descubierto.

Ventajas de la soldadura fuerte La soldadura fuerte requiere menos calor que la soldadura por fusión, porcino no OH nnctmnrio os-

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited perar hasta que se funda el metal que se va a soldar. Esto también permite terminar el trabajo con rapidez. Por olio, In soldadura fuorlo os más rápida que la soldadura por fusión y dado quu so nocesita menos calor se produce menos deformación en el metal que se va a soldar.

Desventajas de la soldadura fuerte Cuando se unen metales ferrosos con soldadura fuerte, la zona soldada será de color diferente al del motal base. La soldadura fuorto se degrada a temperaturas superiores a 2üO"C. No su debo usar en piezas que estarán sometidas a temperatuniB (illas durnnto BU nao.

Cortesía do Union dirimió Cunada, Liinilod Fig. 8-13 Soldadura terminada

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 8-17 Rejas ornamentales Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 8-14 Diente terminado

Recubrimiento de superficies con bronce El recubrimiento o soldadura con bronce es el término aplicado al recubrimiento o rollono, con soldadura fuerte de piezas que se han gastado por la fricción; por ejemplo, los pistones. Cuando se gasta un pistón, hay que desecharlo o instalar camisas o Htiplnmnntnn nn oí cilindro. Sin ombligo, con ni

Fig. 8-15 Otro método para reconstruir un diente de un engrane

Fig. 8-18 A. Preparación del automóvil

Cortesía tío unión Carüiüo Canuda, Limited Fig. 8-16 Unión de tubería galvanizada con soldadura fuerte

B. Soldadura por puntos de una nue^q sección en su lugar 99

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 8-19 Pistón listo para soldar C. Unión de una nueva sección con soldadura fuerte

Reconstrucción de un pistón con soldadura fuerte de bronce Hay que preparar el pistón para la soldadura fuerte con bronce. Se cortan ranuras en el pistón en los lugares en donde hay mayor desgaste (Figs. 8-19 a 8-24). Se rellenan las ranuras con bronce y se suelda una capa en todo el contorno del pistón y sobro las ranuras, para rostaurarlo oí diñmotro RANURAS RELLENAS -'CON SOLDADURA-^,

CAPAS DE SOLDADURA -ALHCDÜÜOP, DEL PISTÓN -

Coríesíü de Union Carbide Canadá. Limited D.

El trabajo, terminajo

i ' i u ' i i b r i m i c n l o con bronco, su pimilu i'oronsl r u í r oí pistón en forma fácil y económica antes de que el dusgastu perjudique la eficiencia do la máquina.

Cortesía de Union Carbido Cunada, Limited Fig. ü-21 Procodirnlento-puru soldadura

4 0 ' a 4,25 m RANURAS PARA ANILLOS

'I

«.- x -

3<13 i\) nuil

a ia ja Cortesía do Union Carbide Canadá, Limited

100

Cortesía de Union Carbide Canadá. Limited Fig. 8-24 Maquinado final en proceso puje después de haberlos reconstruido con soldadura de bronce, cuando monos una vez, existo la posibilidad do quo so abriólo oí metal de la pio/.a: esto ocurre sólo con oí acero. F.l acero desgastado sólo se debe soldar con bronce una vez. Sin embargo, el hierro fundido so puede soldar con bronce varias veces.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 0-22 La soldadura un procoso (Fig. 8-21). En la figura 8-22 se ilustra la operación do soldadura. So rodea el pistón con ladrillos refractarios (para mantener el calor) y se lo hace girar mientras el soldador aplica la varilla de soldadura de bronce. En la figura 8-23 se ilustra un pistón totalmente soldado y reconstruido. Ahora, se maquina el pistón a su diámetro correcto. El pi:¡lún iliiHtrilclo (tu lu fi^lirii II XI ;¡<¡ riK.'onfil ruy6 n un costo do alrededor de la mitad del precio de un pÍHlón iiuuvo.

Puntos que se deben recordar • Limpie siempre el metal antes de aplicarle soldadura fuerte. .• Tínica mucho ciiidndi). I.os vapores do la soldadura f u e r t e son muy tóxicos. • No so dobo f u n d i r el i m i l a l que se va a soldar. • Se debe formar la película en el metal. • Se debe usar la llama correcta para tener mejores resultados. • Se debo usar fundente (flux). • Se debe procalentar el m e t a l quo so va a soldar.

Ventajas y desventajas de la soldadura de bronce Ya que se trata de un proceso de soldadura fuerte, tiene las mismas ventajas y desventajas. Pero hay otra desventaja importante que se debe mencionar. Cuando el pistón (u otra pieza) se somete al tipo de desgaste producido por tracción y em-

Palabras que se deben recordar hierro galvanizado soldadura fuerte unión a topo en V bronce formación de película latón ranurado recubrimiento o relleno con bronce óxido de zinc

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. Menciono dos industrias en donde se usa la soldadura fuerte. 2. ¿Cuál es oí propósito do limpiar oí metal quo so va a soldar?

Corlrsíu do Union Oirbido Oimidd. Limitad Fifi. 8-23 Soldadura terminada

101

12. ¿Cuál es el riesgo más grande en la soldadura fuerte? 13. ¿Qué ocasiona ese riesgo? 14. Describa cómo se precalienta el metal antes de efectuar la operación de soldadura fuerte.

3. ¿Cuál es el propósito de formar la película en el metal? 4. ¿Cuál es la varilla de soldadura fuerte de uso más común? 5. ¿Cuál es el propósito de usar un fundente para la soldadura fuerte? 6. ¿Cuál es la temperatura correcta para la soldadura fuerte? 7. ¿Qué sucede si se sobrecalienta el metal? 8. ¿Qué ocurre si el metal que se va a soldar está demasiado frío? 9. ¿Cuál es la llama correcta para la soldadura fuerte? 10. Mencione tres ventajas de la soldadura fuerte. 11. Mencione una desventaja de la soldadura fuerte.

Parte II 1. ¿Por qué se necesita buena ventilación? 2. ¿Por qué las uniones traslapadas, en T y de canto son las más adecuadas para la soldadura fuerte? 3. ¿Por qué se considera la soldadura fuerte un excelente método para unir hierro galvanizado? 4. ¿Por qué se debe considerar la diferencia en color como una desventaja? 5. ¿Cuál es la diferencia principal entre soldaduras por fusión y sin fusión?

102

Soldadura de plata La soldadura de plata también tiene otros nombres, tales como plateado, soldadura dura y so/dndiira /uerto do bnja íomporattira. Esto proceso sin fusión es muy fácil de ejecutar. Casi todos los metales comerciales, ferrosos y no ferrosos, se pueden soldar con plata. Los puntos más importantes que dobon estudiarse son la preparación y la aplicación.

PLACAS DE VIDRIO

AGUA RECIPIENTE

\a de Union Carbide Canadá.

Principios de la soldadura de plata El proceso de Ja soldadura de pJata depende de Ja acción capiJar para atraer al metal fundido de Fig.9-2 Acción capilar

TUBO

RECIPIENTE

AGUA

Cortesía de Lfnion Carbide Canadá, Limited Fig. 9-1 Acción capilar

relleno o aporte de la varilla de soldadura hacia la unión. Si se coloca en un recipiente con agua un tubo de vidrio abierto por sus extremos, de pequeño diámetro, el agua se elevará cierta altura en el tubo, según sea su diámetro interior. Esto se conoce como acción capilar. En la soldadura con plata, la aleación actúa como lo hizo el agua en el ejemplo precedente (Fig. 9-1). En la figura 9-2 se ilustra el mismo efecto cuando se usan dos hojas de vidrio selladas en los lados, de modo que haya una ligera separación entre ellas. En la figura 9-3 se ilustra lo que ocurre cuando se aumenta la separación. En fr>"ma similar, cuan-

siendo la básica la aleación de cobre y plata, también con pequeñas adiciones de otros elementos para producir determinadas características. El contenido de plata puede variar de 5% a 50%. Estas aleaciones son muy costosas y no se deben desperdiciar. Sólo se requiere una pequeña cantidad para una unión.

ESPACIADORES

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Ir-— 1 — -s. i== ESPACIO ANCHO EL AGUA ESTÁ BAJA

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Llama

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Se debe usar una llama que sea entre neutra y ligeramente carburizante. En la soldadura con plata, la llama se debe tener en movimiento circular continuo y el cono interno no debe estar demasiado cerca del metal en ningún momento. Hay que calentar, no fundir el metal. Al igual que en la soldadura fuerte, hay que usar una boquilla de mayor tamaño.

ESPACIO ESTRECHO EL AGUA ESTÁ ALTA

Fig. 9-3 Efecto del espaciamiento sobre la acción capilar

do se aumenta la separación, la aleación para soldar no penetrará en la totalidad de la unión, cualquiera que sea la posición de las piezas de metal. Por supuesto, esta falta de penetración produce una unión débil y el desperdicio del metal de relleno. Sin embargo, la separación no debe ser muy pequeña, porque la aleación tampoco podrá penetrar en la unión. La separación no debe ser menor de 0.038 mm ni mayor de 0.2 mm.

Temperatura No es necesaria la aplicación directa de la llama a la aleación para soldar. El calor dul molal quo se va a soldar es suficiente para fundir la aleación. Se debe calentar, de una sola vez, toda la unión y no sólo una zona de ella. El fundente dará una buona indicación dol momonlo nn quo oí motal está lo bastante caliente para soldarlo. Al eslur corea do ln lomponilura pnrn soldar, ni fundente empezará a burbujear y, después se licúa. En este momento, aplique la varilla do soldadura. Si el fundente forma parches negros, indica sobrecalentamiento.

Preparación del metal Igual que para la soldadura fuortü, el mutul dobo estar limpio y se pueden usar los mismos métodos para limpieza.

Fundente (Flux) El propósito del fundente, en este caso, es el mismo que el descrito para la soldadura fuerte. Perc, este fundente es en forma de pasta y se debe aplicar con brocha en ambas piezas de metal antes de unirlas. También se debe calentar la varilla y sumergirla o» lu punía pura ruuubrii'lu i;on fúndanlo, I-os fundentes disponibles en el mercado son los mejores. Sin embargo, en caso de emergencia, es posible usar bórax (ácido bórico) doméstico mezclado con agua muy caliente. Al soldar cobre con cobre con soldadura de plata, no se necesita fundente. Se debe limpiar todo el fundente de la soldadura terminada, debido a su acción corrosiva. Varillas de soldadura de plata La aleación de p ata para soldar se puede comprar en muchas formas, por ejemplo, de varilla, en cinta o tira plana y de arandela. La más común es la varilla redonda y larga. También hay muchos tipos de aleaciones para soldadura de plata

Tipos de uniones Una unión traslapada es la más adecuada para soldadura con plata. Suele ser suficiente un traslapado que sea igual a tres veces el espesor del motnl mrt« delimítelo uüli/.nilo nn ln uni6n> Cunndn sea posible, todas las piezas deben estar planas y rectas.

Pasos para soldadura con plata de una unión traslapada • 1. Obtenga tres piezas de metal, cada una de alrededor de 25 mm x 50 mm x 1.5 mm. 2. Prepare el equipo de soldadura. 3. Seleccione la boquilla de acuerdo con el espesor del metal. 4. Obtenga la aleación y el fundente para soldadura con plata. 5. Limpie el metal.

104

• No sobrecaliente ni funda el metal que se va a soldar. • Se debe usar fundente [excepto para soldar cobro con cobre). • Observe el fundente, porque es un buen indicador de temperatura. • El calor del metal que se va a soldar debe fundir la aleación. • Aplique el fundente en poca cantidad. • Limpie todo el fundente al terminar.

FUNDENTE

' SÓLO PARA APOYO

Palabras que se deben recordar acción capilar soldadura dura soldadura de plata soldadura fuerte de fundente (flux) baja temperatura plateado acción corrosiva indicador do ilinación temperatura

„

Fig. 9-4 Unión traslapada 6. Aplique el fundente en las áreas que se van a unir (F¡«. 9-4A). 7. Coloque las piezas de metal para formar la unión traslapada (Fig. 9-4B). 8. Encienda el soplete y gradúelo a llama neutra. 9. Caliente la unión y el área circundante. 10. Recuerde que debe mantener el soplete er movimiento circular. 11. Observe el fundente con cuidado: a) Cuando se aplica calor por primera vez al fundente, se volverá blanco, en forma de polvo después de burbujear. , b) Conforme se aplica más calor, el fundente se licun y fluirá a lo largo do lu unión. 12. Cuando el fundente ya está fundido y líquido, es el momento do aplicar la varilla de aleación para soldadura. 13. Aplique la varilla de aleación de plata en la unión, a una corta distancia de la llama. La aleación se debe fundir y se esparcirá con uniformidad n lo largo do In unión. Nunca so debo aplicar la llama on lo aleación para soldadura. 14. Use el fundente en poca cantidad, porque la aleación se extenderá hacia todos los lugares en donde el fundente ha limpiado el metal.

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. ¿Qué otro nombre tiene la soldadura de plata? 2. ¿Qué metales se pueden solHar con plata? 3. ¿Qué metales forman la aleación básica para soldadura de plata? 4. ¿Cuál es el propósito principal del fundente? 5. ¿Es necesario usar fundente cuando se suelda cobro con cobro con soldadura fuerte? 6. ¿Qué significa acción capilar? 7. ¿De dónde proviene el calor que funde la aleeción de soldadura? 8. ¿Qué aspectos se deben observar con relación a la llama? 9. ¿Cómo ayuda el fundente a indicar la temperatura del motul? Parte II 1. Dé un ejemplo de la acción capilar que se puede observar en cualquier hogar. 2. ¿Por qué se le recomienda que use el fundente en poca cantidad? 3. ¿Cómo influye el espaciamiento en la unión, en la resistencia de la unión terminada? 4. ¿Cuáles son algunas de las mayores diferencias entre la soldadura fuerte y la soldadura de plata?

Puntos que se deben recordar • El metal debe estar limpio. • Las uniones traslapadas son las más adecuadas para soldadura de plata. • La separación o hueco entre los metales es muy importante. 105

SOLDADURA DE ARCO

Método y seguridad en la soldadura de arco Principios de la soldadura de arco metálico

electrodo. Cuando el soldador acerca el electrodo al metal que se va a soldar, se produce un arco por la corriente eléctrica que pasa entre el oloctrodo y oí motril quo so vn n soldar. Este arco, que es de temperatura muy alta (alrededor de 3 593°C), hace que se fundan oí matul quo so va a

La soldadura de arco o soldadura de arco eléctrico es un proceso que tiene un uso muy extenso en la actualidad. Es un procoso do fusión, porquo íunde los metales que se van a soldar. Este método se emplea en la construcción naval, de locomotoras, en calderas y pañería, en estructuras y otras ramas de la ingeniería. El soldador quo utilizo oí procoso do arco eléctrico tiene un soporte especial que sujeta el



Fig. 10-2 Construcción naval

Fig. 10-1 Un barco construido con soldadura

106

El circuito para soldadura En la figura 10-5 se ilustra el cii "uito para soldadura. El circuito empieza en A, en donde el cable del electrodo se conecta con una terminal de la máquina para soldar y termina en B, en donde el cable de tierra (masa) se conecta a la otra terminal de la máquina soldadora. La corriente para soldadura fluye por el cable del electrodo hasta el portaelectrodo; desde éste pasa al electrodo y salta el espacio o entrehierro entre la punta del electrodo y el metal que se va a soldar, para formar el arco. Desde el metal que se va a soldar, retorna por el cable de tierra hasta la máquina de soldar, como lo indican las flechas.

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Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 10-3 Tren do aterrizaje do construcción soldada

MÁQUINA DE SOLDAR i

PORTA-

soldar y oí oloclrodo. El metal fundido dol oloclrodo fluye hacia In unión. . I'i uolii! « U N conocimlnntOH

1. ¿Qué otro nombre ae le da a la soldadura de arco? 2. ¿Qué produce el calor requerido para fundir el electrodo? 3. Mencione dos industrias en donde se utilice el proceso de soldadura de arco.

Fig. 10-5 El circuito de soldadura

SEGURIDAD EN LA SOLDADURA DE ARCO

Riesgos de seguridad El soldador de la figura 10-6 usa el tipo de equipo de seguridad para soldadura de arco, a fin de protegerse contra las chispas, el calor y la intensa luz producida durante el proceso de soldadura. La soldadura de arco sólo requiere unas cuantas precauciones de sentido común. El peligro principal son las descargas eléctricas.

Descarga eléctrica Cuando una persona hace contacto con una . corriente eléctrica, recibe una descarga o choque eléctrico que puede ocasionar una violenta reacción e incluso In muerto.

Para evitar tina descarga eléctrica, observe Iris siguientes reglas; <

Cortesüi (in Tho Lincoln KJorlric Compony I''¡K. 10-4 lUicoiiHtrucción <]« «Himlon mi c u l i i r l n i í H puní cadena

107

rayos son similares a los del sol y pueden producir efectos semejantes. El deslumbramiento se produce cuando se ve un arco eléctrico sin tener una protección adecuada. Desafortunadamente, sólo se puede decir si ha ocurrido o no deslumbramiento hasta unas seis a ocho horas más tarde. Los síntomas incluyan Bonnución do ardor y una irritación somujanto a la causada por la aruna on los ojos. Es doloroso tanto con los ojos abiertos como cerrados. Lo más sensato es no mirar un arco, salvo que se use el equipo protector. Sin embargo, a veces, una persona recibe un destello por accidente, sin que importe lo cuidadosa que sea. Hay medicamentos para aliviar la irritación; pero si es severa o persiste, se debe consultar a un oculista. Por lo general, los deslumbramientos oca-,¡ sionales no producen daños permanentes en . los ojos, pero si se repiten pueden causar cataratas y hasta ceguera permanente. Los estudiantes deben informar de inmediato al instructor si han sufrido un deslumbramiento. Cortesía de Canadion Liquia' Air, Lid.

Quemadura por él arco

Fig. 10-6 Ropa y equipo protectores para soldar

Los rayos ultravioleta y los infrarrojos también pueden ocasionar una seria quemadura por el arco. Las lociones para broncearse al sol alivian una quemadura leve. Sin embargo, si la quemadura es seria, se debe consultar al médico.

1. Apague la máquina cuando no esté enuso. . 2. Use guantes cuando maneje el equipo. 3. Mantenga x seco el equipo. No se pare sobre agua cuando esté soldando; el agua es una excelente conductora de la electricidad. 4. Tenga .Cuidado con la humedad de cualquier clase. Incluso la transpiración dentro de los guantes en un día muy caluroso puede ocasionar una descarga eléctrica. /

Para evitar quemaduras por el arco: 1. Use camisas de manga larga y mantenga las mangas bajadas hasta el puño. • 2. Conserve abotonado el frente de la camisa.5: 3. Usé el equipo protector. 4. Revise siempre la careta antes de empezar a soldar, para comprobar que el vidrio jóscurp no está agrietado ni roto.

Afortunadamente, las disposiciones legales establecen requisitos muy estrictos para las máquinas de soldé.' y, en circunstancias normales, es poco probable que alguien fallezca por una descarga recibida de una máquina de soldar.

Pruebe sus conocimientos 1. Describa la forma en que una persona puede recibir una descarga eléctrica. 2. Enumere cuatro reglas para evitar las descargas eléctricas.

Deslumbramiento La intensa luz que se produce en la soldadura de arco incluye rayos ultravioleta e infrarrojos. Estos 108

3. ¿Qué debe hacer una persona que ha recibido un deslumbramiento? 4. ¿Qué tipo de rayos se desprende durante la soldadura de arco? 5. Enumere cuatro reglas para evitar las quemaduras por el arco.

Cabos de electrodos Los cabos de electrodos son los tramos cortos de electrodo, ya consumido, que se van a desechar. Se deben desechar con mucho cuidado. Para evitar el desperdicio, no se deben desechar hasta que midan 50 mm o menos. Tenga un recipiente metálico en la zona en donde suelda para eliminar estos cabos.

Escoria El recubrimiento que Se forma en la parte superior de una soldadura de arco se llama escoria. Cuando se deposita, está muy caliente; cuando se enfría, se queda sólida y dura. Tenga cuidado al quitar la escoria, a fin de evitar golpearse usted mismo o una persona que esté cerca,

Fig. 10-8 Casco o careta con frente deslizable

Las caretas se deben ^".cer de un material aislante fuerte, tal como fibra, con piezas laterales de, cuando menos, 50 mm de anchura. Deben ser ligeras de peso. El casco o yelmo más adecuado es el que tiene la parte delantera movible, de modo que le permita levantar el lente o vidrio oscuro cuando no está soldando. Con esto, puede ver su trabajo sin tener que quitarse todo el casco y, de todos modos, estar protegido contra la escoria caliente cuando golpee en la soldadura para quitarla. Si no usa este tipo de casco, se deben emplear gafas protectoras espt Males para quitar la escoria.

Equipo de seguridad

Caretas Para protegerse contra los rayos y las chispas del arco se usa protección para la cara (careta o casco protector). El casco es más seguro para los principiantes; pero la careta o pantalla de mano tienen mucho uso en la industria.

SUJETAR AL CASCO


AJUSTE

Fig. 10-9 Banda ajustable para cascos

Fig. 10-7 Cascos, caretas de mano y gafas protectoras

109

AJUSTE

facilidad girando los tornillos en el exterior del casco con un destornillador.

TABLA 10-1 NÚMEROS RECOMENDADOS DE COLOR DE LOS LENTES PARA USO EN DIVERSAS OPERACIONES DE SOLDADURA Operación de soldadura o corte

Medida del electrodo (pulg)

Número de color

1/16-5/32 3/16-1/4 5/16-3/8

10 12 14

—

12 11

1/16-5/32 1/16-5/32

12 11

Soldadura dt? arco protegido

Soldadura de arco de gas y tungsteno Ferrosos No ferrosos

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué es necesario usar protección para la cara? 2. Mencione dos tipos de protectores para la cara. 3. ¿Por qué es más adecuado el casco para los principiantes?

Lentes

Soldadura de arco de. gas y metal Ferroso No ferroso Soldadura con hidrógeno atómico

_

Soldadura con arco de carbón

_

Corte con oxígeno Delgado, hasta 25 mm Mediano, 25a 1 50 mm Grueso, más de 150 mm

-

Para permitir que el soldador pueda ver mientras está soldando y para filtrar los rayos perjudiciales de la soldadura de arco, se utiliza un lente de color en el casco o en la careta. Estos lentes suelen ser verdes, están graduados por número y están disponibles en tamaños estándar. Por ejemplo, los No. 6 son color claro y los No. 12 son lentes de color oscuro. El grado más popular es el No. 10. Debido a que estos lentes son muy costosos, se protegen con un vidrio o placa de plástico incoloros. También se fabrican lentes con graduación y bifocales para quienes necesitan corrección de la vista.

10-14 14 3-4 4-5 5-6

•Unios du AWS A6.2-ÜÜ y ANSÍ Mu. 1-07.

Cortosíu do Tlie Lincoln Kluclric Goiiipnny

1. Cambie de inmediato cualquier lento' que esté agrietado o desportillado, 2. Proteja siempre el lente de color con un vidrio o plástico incoloros., •'"''' ¡ '. ' • • . ' ' • " ' . ' ' • • ' : - , ' j , 3 . Compruebe que está usando el.'lente de grado coírécto. '

Todos los cascos tienen bandas ajustables para la cabeza (Fig. 10-9). Cada soldador puede comprar también sus bandas para oí sudor. Si oí casco está demasiado apretado o demasiado flojo (en ei movimiento descendente) se puede ajustar con

v

No 12 No 10, EL MAS POPULAR

No. 6 COLOR CLARO

COLOR OSCURO

LENTE DE COI.Olí

. VIDRIO cnoTrcion INCOIOIKJ

10-10 Lonlos puní Hohlnr

r'ig. 10-11 Cortiiui do

110

(

Cortinas

fuerzo entre el pulgar y el índice para evitar desgaste excesivo y para detener las chispas cuando se hace la soldadura en posición incómoda.

Todas las zonas o casetas para soldadura deben estar equipadas con cortinas de asbesto (amianto) o do lona roslstonto ni fuogo.,El soldador quo utiliza la caseta debe correr estas cortinas para evitar el peligro de un deslumbramiento para quie* nes pasen o trabajen en las inmediaciones. En la industria no siempre es posible rodear el área de soldadura con una cortina de asbesto. En estos casos, se utilizan cortinas portátiles como la ilustrada en la figura 10-11. El soldador es el responsable de ver que estén colocadas antes de soldar.

Se deben usar los guantes cuando se está sol. dando, pero no se deben usar para agarrar metal caliente. El calor hace que los guantes se pongan rígidos, duros e incómodos.

Mantas de asbesto Otro equipo deseable es la manta de asbesto. Se utiliza para envolver a una persona cuya ropa se ha incendiado o parri lanzarla sobro oquipo o rrmlerial que se estén quemando. La manta también se puede usar para proteger materiales contra las chispas. Estas mantas se surten completas con un rocipionlo molñlioo puní coIgnrluB do ln parod. Tienen una lazada do cinta on lu cuul so da un lirón para sacar rápidamente la manta cuando se necesita.

Guantes

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 10-13 Zona de refuerzo en los guantes

Los guantes del tipo con guanteletes largos protegen las manos y las muñecas contra los rayos del arco. Se suelen hacer con piel curtida al cromo y están disponibles como guantes normales con dedos o manoplas. Es importante que tengan un re-

Martillos y cepillos de alambre para escoria Aunque el martillo para quitar rebabas y el cepillo de alambre no son equipo de seguridad, son

CINTA

Fig. 10-14 Martillo y cepillo de alambre para escoria

Fig. 10-12 Manta de asbesto y recipiente 111

parte esencial del equipo del soldador. Todas las soldaduras se deben picar con el martillo y limpiar con el cepillo de alambre al terminarlas.

TÉRMINOS Y EQUIPO ELÉCTRICOS Electricidad

Estas herramientas vienen en gran variedad de formas y tamaños. Se deben usar con la frecuencia necesaria y mantenerlas siempre en buenas condiciones.

La electricidad sólo la conocemos por sus efectos: la electricidad es una fuerza invisible de atracción que produce una carga eléctrica. Si se provee una trayectoria unlru objetos cargados que so atraen entre sí, se tendrá corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica, en realidad, es un flujo de electrones desde la terminal (extremo) negativa a la terminal positiva de un conductor. 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 corriente aJterna.

Puntos que se deben recordar • Observe 1 s reglas para evitar descargas eléctricas. • Tenga cuidado para evitar deslumbramiento. • Informe de inmediato de cualquier deslumbramiento. • Se deben usar mangas largas al soldar. • Los cabos de electrodo y la escoria son siempre peligrosos. • Use siempre guantes para soldar. • Pruebe el casco o la careta antes de usarlos. • Use los lentes del grado correcto y vea que estén debidamente protegidos. Palabras que se deben recordar descarga eléctrica deslumbramiento rayos ultravioleta rayos infrarrojos cabos de electrodo

careta lente asbesto escoria

PREGUNTAS PARA REPASO Fig. 10-15 Electricidad

1. ¿Por qué es necesario usar un casco o careta con vidrios especiales? 2. ¿Por qué es necesario usar guantes? 3. ¿Qué ocasiona el deslumbramiento? 4. Describa Ips efectos del deslumbramiento. 5. ¿Cómo se pueden evitar las quemaduras por el arco? 6. ¿Cuáles son las cuatro reglas para ayudar a evitar las descargas eléctricas? 7. ¿Qué es un cabo de electrodo? 8. ¿Cuándo se debe desechar un cabo de electrodo? 9. ¿Qué es escoria? 10. ¿Cuáles son los peligros relacionados con la escoria?

Máquinas de soldar con arco La electricidad se genera en una planta o central y se transmite por medio de un buen número de subestaciones, transformadores y líneas de transmisión. Se utiliza para muchas cosas, tales como iluminación, calefacción y potencia. Para poder soldar 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 máquinas utilizadas en la soldadura de arco: 1. Máquina de ca (corriente alterna). 2. Máquina de ce (corriente continua). 112

3. Máquina de ca y ce (una combinación de las dos).

dor de ce, la corriente se genera por la rotación de una armadura (inducido) dentro de un campo eléctrico. Esta corriente alterna generada la capta una serie de escobillas de carbón y un conmutador o colector y la convierten en corriente continua.

Máquinas de corriente alterna Las máquinas de corriente alterna (ca) se suelen llamar trans/ormadores. 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 y uno secundario y un reactor movible.

Máquinas de ca y ce Estas máquinas, básicamente, son transformadores de ca, a las cuales se ha agregado un rectificador. La corriente alterna suministrada por el transformador se envía al rectificador, que la cambia a corriente continua.

Cortesía de Conadian Liquid Air, Ltd. Fig. 10-16 Máquina para soldar de ca

Máquinas de corriente continua Las máquinas de ce recaen dentro de dos tipos básicos: generadores y rectificadores. En un genera-

Cortesía de Union Carbide Canadá. Limited Fig. 10-18 Máquina para soldar de ca y ce

Características de las máquinas para soldar Amperaje. La potencia (o calor) de una máquina para soldar con arco se mide en amperes. La soldadura con un electrodo de diámt '•o pequeño requiere menor amperaje que con un electrodo de diámetro grande. El indicador y control del amperaje suelen estar en el frente de la máquina para soldar. Capacidad (salidaj de Ja máquina. Se refiere al 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. Una máquina para soldar especificada para ciclo de trabajo de 20%, esté destina-

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 10-17 Máquina para soldar de ce

113

da a funcionar a su máximo amperaje durante dos. de cada diez minutos. En la 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. Suministro de corriente. 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 depende de que haya líneas eléctricas. Comparación de ia corriente para soldar. La soldadura con ce permite una amplia selección de electrodos y gama de corriente y máxima estabilidad del arco. Se suele utilizar para soldadura en posiciones incómodas, soldadura de lámina metálica, soldadura de tubos, para formar recubrimiento duro y para soldar acero inoxidable. La soldadura con ca produce menos salpicaduras de la soldadura, consume menos corriente, requiere menos mantenimiento y es ideal para soldadura hacia abajo de placas gruesas con electrodos grandes. Por supuesto, una mnquinn do ca y ce ofrece las ventajas de ambas.

- '1

CARI CABLE DE ELECTRODO

Fig. 10-20 Polaridad directa

tín la industria las polaridades positiva y negativa se conocen como polaridades inversa y directa, respectivamente. La mayoría de las máquinas para soldar están marcadas con los signos de más (positivo) y de menos (negativo). DENOMINACIÓN Positiva Negativa

NOMBRE COMÚN Inversa Directa

SIGNO + (positivo) — (negativo)

No es necesario cambiar los cables para cambiar la polaridad. En la mayoría de las máquinas, sólo hay que mover una palanca o un cuadrante on oí fronte do In máquina do soldar. Conductores y aisladores Un conductor es un material o sustancia quo permite el paso de la corriente por él. Pero un aislador es un material o sustancia que no deja pasar la corriente eléctrica por él.

Polaridad Una corriente eléctrica produce una fuerza magnética alrededor de su conductor. Debido a que las líneas de f -erza magnética finalizan en las terminales negativa y positiva de la corriente eléctrica, se las llama polo negativo y poJo positivo. De ahí se deriva la palabra "polaridad" con la cual sabemos la dirección de la circulación de la corriente. La polaridad sólo se puede determinar en las máquinas de ce. No se obtiene en las máquinas de ca. porque hay inversión de la corriente. Cuando el cable para el electrodo'se conecta en la terminal positiva de la máquina de soldar, ésta se encuentra en polaridad positiva (Fig. 10-19). Cuando el cable para el electrodo se conecta en la terminal negativa de la máquina de soldar, ésta se encuentra en polaridad negativa.

CONDUCTORES BUENOS Plata Cobre Otros metales Carbón vegetal Agua

MEDIANOS Cuerpo humano Madera (seca) Mármol Papel

MALOS (AISLADORES) Aire Vidrio Ebonita Aceite Hule (caucho)

En la soldadura de arco, el cable consiste en alambres de metal (conductor) con una capa protectora de hule (aislador) que lo rodea.

Portaelectrodos Los portaelectrodos se utilizan para sujetar el electrodo y para servir como mango aislado. Los portaelectrodos son de diversas formas y tamaños muy diversos. En las figuras 10-22 y 10-23 se muestran dos de los tipos más comunes. El tamaño

Fig. 10-19 Polaridad inversa

114

Examine si los portaelectrpdos tienen conexionesflojas o aislamiento dañado e informe ;de inmediato de cualquier defecto, Recuerde que si no hay aislamiento o está roto, no hay protección contra las descargas eléctricas. , '•

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Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig.

10-21 Cables para soldar

del portaelectrodo depende del amperaje máximo que se va a usar. El punto importante es que el portaelectrodo debe-ser ligero de peso y capaz de conducir suficiente corriente sin sobrecalentamiento.

Fig. 10-24 Connotónos pnrn cnblo

Grapas para tierra La grapa para tierra se sujeta en la pieza de metal , que se va a soldar, con lo cual se completa el circuito de soldadura cuando el electrodo toca el metal. Las grapas de tierra que tienen resorte son las más convenientes porque constituyen el método más fácil de sujetar la grapa para tierra en el metal que se va a soldar {Fig. 10-25).

Cortesía de Canad/an uquid Air, Ltd. Fig. 10-22 Portaelectrodo

Conectares Es muy importante usar el método correcto para conectar el portaelectrodo con el cable para soldar. Los conectores del tipo mostrado en la figura 10-24 facilitan conectar y desconectar los cables e instalar cables nuevos cuando se necesite. Fig. 10-25 Grapa para tierra

Recuerde que si el metal que se va a soldar no esté conectado a tierra, no se completa el circuito a tierra y hay un serio peligro de una descarga eléctrica.

Fig.


Cortesía de Thn Lincoln Electric Company 10-23 Portaelectrodo

1. ¿Qué es un conductor de electricidad? 115

2. ¿Qué es un aislador? 3. Dé un buen ejemplo de un aislador y de un conductor. 4. Describa el circuito de soldadura. 5. Mencione los tres tipos de máquinas para soldar con arco. 6. Defina la polaridad.

• Comprobar todas las conexiones antes de empezar. La máquina debe estar apagada ("off") cuando se hace esto. • La diferencia entre polaridad directa y polaridad inversa. • La' pieza de trabajo debe estar bien conectada a tierra.

Pérdidas de potencia en el circuito de soldadura

Palabras que se deben recordar corriente polaridad alterna directa conector corriente continua polos aislamiento circuito conmutador polaridad reactor inversa

1. Defectos en la onexión del cable del electrodo en la máquina. 2. Cable demasiado pequeño (que ocasiona sobrecalentamiento del cable). 3. Fallas en el cable (roturas o roturas parciales). 4. Conexión deficiente del cable con el portaelectrodo. 5. Defectos en el portaelectrodo. 6. Mal contacto entre el electrodo y el portaelectrodo. 7. Sobrecalentamiento del electrodo. 8. Longitud incorrecta del arco. 9. Mal contacto entro las piezas de metal que so van a soldar. 10. Mala conexión entre la grapa para tierra y el metal que se va a soldar. 11. Cable de tierra demasiado pequeño (que ocasiona sobrecalentamiento del cable). 12. Roturas en el cabio de tierra. 13. Mala conexión entre la grapa para tierra y la máquina.

10

METAL QUE SE VA A SOLDAR

transformador generador rectificador

Parte I 1. ¿Cuál es la diferencia entre un conductor y un aislador? 2. Describa el circuito de soldadura con arco. 3. Defina ca y ce. < 4. ¿Qué otro nombre se le da a la máquina de ca? 5. ¿Cuáles son los dos tipos básicos de máquinas que producen corriente continua? 6. ¿Qué es una máquina de ca y ce? 7. ¿Qué mide el amperaje? 8. ¿Qué significa la capacidad do la máquina? 9. ¿En qué tipo de máquina se obtiene polaridad? 10. ¿Cuál es el significado de polaridad directa e inversa? 11. ¿Cuál os el peligro si ul metal que se va u soldar no está a tierra?

• La diferencia entre ca y ce. PORTA6_ 5 ELECTRODO

amperaje


Puntos que so dchoii recordar

MAQUINA DE SOLDAR

conductor

Parte II 1. ¿Qué comparación se puede hacer entre las máquinas de ca y de ce con respecto a su rendi' miento? 2. ¿Por qué se debe examinar con frecuencia si los portaelectrodos y cables tienen roturas? 3. Mencione cinco puntos que pueden ocasionar pérdida de potencia para la soldadura. 4. Explique qué significan los siguientes ciclos de trabajo: a. 10%

I-"ÍK. 10-20 Puntos do posibles pérdidas do polonda

116

b. 40%

n. 100%

Lectura adicional Electricidad Las fuentes principales de energía en la actualidad para producir corriente eléctrica son: 1. Energía hidráulica 2. Combustibles: líquidos (combustóleo, diesel, gasolina) sólidos (carbón) 3. Reactores atómicos Cualquiera que sea el método utilizado para generar electricidad, es de máxima importancia que la corriente se transmita en forma rápida y poco costosa de un lugar a otro. Prácticamente toda la electricidad utilizada en los hogares e industrias es en forma de corriente alterna [ca). En la práctica, casi toda . i corriente eléctrica utilizada en todas partes del mundo, se produce con generadores de corriente alterna llamados alternadores. Esto podría hacer creer que la ca debe ser mejor que la ce para usos generales, pero no ocurre así. La ca y la ce son igualmente aceptables para iluminación y calefacción. Pero una de las razones más importantes para usar la ca es el hecho de que cuando es necesario distribuir grandes cantidades de corriente eléctrica, se necesitan voltajes (presiones) muy elevados. La potencia se mide al multiplicar voltaje por amperaje, de modo que si el voltaje es bajo, unos 230 V, la producción de corriente de una planta generadora grande, tendría que ser del orden de cientos de miles de ampares para abastecer una ciudad grande. Cuando se usa ca, el voltaje se puede aumentar a un valor más elevado con un aparato llamado transformador, lo cual hace posible usar cables de un diámetro razonablemente pequeño en el principio de la línea. El voltaje se puede reducir o bajar con la misma facilidad con otro transformador, para tener el bajo voltaje que necesitan los usuarios. Esto no es posible con la corriente continua. La corriente eléctrica es un flujo de electrones y se mide en amperes. El número o cantidad de electrones que pasan en un tiempo dado determina la intensidad o sea el amperaje de la corriente, en forma similar a la que la circulación de agua en un tubo se expresa en litros por minuto. La presión en un circuito elécctrico se llama voltaje. Es similar a la presión en un tubo para agua y mueve la corriente a lo largo de un alambre o conductor. Entonces, amperaje es la cantidad de corriente eléctrica y voltaje es la presión requerida para mover la corriente. Con los experimentos efectuados en el laboratorio de la escuela, sabemos q. 3 hay una relación entre electricidad y magnetismo y que se forma una fuerza magnética en torno a cualquier conductor que conduce corriente. La fuerza alrededor de un solo conductor de corriente es muy débil, pero si devanamos ese conductor o alambre para formar una bobina, la fuerza es mucho mayor. Hace muchos años, cuando los científicos como Michael Faraday experimentaban con la electricidad, se encontró que la corriente eléctrica se podía transferir a otro conductor metálico si se colocaba lo bastante cerca del primer conductor de corriente, pero sin llegar a tocarlo. Esto se denominó inducción magnética y es la base de los transformadores y de la mayoría de los aparatos elécricos de la actualidad. Transformadores Si tenemos un anillo o núcleo de hierro que tiene dos bobinas aisladas devanadas en torno a él, que llamaremos bobina P y bobina S y conectamos la bobina P a

117

una fuente de electricidad, encontraremos que se induce corriente en la bobina S. En estas circunstancias, la bobina P se llama el primario y la bobina S se llama el secundario. Si se usa el aislamiento adecuado, se puede devanar una bobina encima de la otra. La corriente que se transmite de P a S estará en una relación más o menos igual al número de vueltas en las dos bobinas; es decir, si P tiene 100 vueltas y S tiene 1 000 vueltas, entonces la corriente en S seré 10 veces mayor que la corriente en P. Si P tenía 250 V y el mismo número de vueltas antes mencionado, entonces S tendría 2 500 V y se llamaría trans/ormador de subida o elevador. Si Ocurriera a la inversa, es decir que P tuviera 1 000 vueltas y 250 V, entonces S, si tuviera 100 vueltas, tendría 25 V y se llamaría trans/ormador de bajada o reductor. Generador El generador más sencillo es una bobina o devanado de alambre que gira entre los polos de un imán permanente. Las terminales del devanado está conectadas con dos anillos metálicos, aislados, llamados arillos colectores o rozantes. Cuando gira la bobina, se genera corriente eléctrica. La bobina rotatoria se llama alternador, el conjunto que incluye las bobinas se llama armadura y el imán se llama imán de campos. Los generadores modernos tienen un componente llamado conmutador o coJector en vez de los arillos colectores y más de una bobina, lo que a su vez hace que haya más polos. Por tanto, se llaman generadores bipoJares o muítipolares. Las máquinas que suministran corriente para sus propios imanes de campos se llaman generadores de autoexcitación. Los generadores, en realidad, producen ca, pero el conmutador la cambia o rectifica a ce.

Cortesía de Hobart Brothers Company


Fig. 10-27 Fuente de potencia Hobart RC-750, de ce, trifásica, con rectificador y voltaje constante

Fig. 10-28 Generador con motor diesel acoplado para soldadura, Hobart Modelo D-412 para ca y ce 118

Fig. 10-29 Soldadora de arco metálico Miller, modelo 250, de ca y ce, de alta frecuencia, para TIG

Cortesía de Canudian Liquití Air, Ltd.

Problemas con la máquina de soldar Se presenta la siguiente tabla de diagnóstico que indica los problemas, causas y correcciones a fin de que el estudiante conozca mejor las máquinas. El mo. Ceñimiento o reparación de cualquier máquina sólo lo debe efectuar personal autorizado y experimentado, debido al peligro de descargas eléctricas, quemaduras,

etc. TABLA 10-2 Problema La soldadora no arranca

La soldadora arranca, perfundo el fusible dospuós de empezar a soldar

GUÍA TÍPICA PARA DIAGNÓSTICO DE SOLDADORAS DE ARCO Corrección

Causa Interruptor de línea apagado

Conectar ("ON") interruptor de linea

Fusible de línea de corriente fundido

Reemplazarlo. Buscar primero la causa de que se haya fundido

Circuito de corriente muerto Relay de sobrecarga disparado

Probar voltaje Je entrada Dejarla enfriar; eliminar la causa de la sobrecarga

Toma de corriente floja, electrodo o cable de tierra rotos Voltaje incorrecto

Cambiar cable; apretar y reparar conexión Probar voltaje de entrada según las instrucciones

Interruptor de polaridad no está centrado (sólo míiquinas de ca y ce)

Centrar manija del interruptor en + , - o en ca

Circuito abierto en el botón do arranque Cortocircuito en el motor u otra conexión Fusible de baja capacidad

Repararlo

119

Comprobar conexiones y el calibro do los cables Consultar oí tamaño corróelo en el manual rio instrucciones

Problema La soldadora arranca, pero se detiene al poco tiempo

Causa Falta de ventilación Sobrecarga; soldar a más de la capacidad especificada El ventilador no funciona Equipos, motogeneradores: Sentido incorrecto de rotación Escobillas gastadas o faltantes Velocidad incorrecta de impulsión Acumulación excesiva de polvo en la soldadora

Arco de solo dura variable o deficiente

Corriente muy baja Bajo voltaje de línea Cables de la soldadora muy pequeños Conexiones deficientes a tierra, en el electrodo o el circuito de control Equipos motogeneradores: Escobillas o resortes incorrectos o débiles; mal instalados Conmutador áspero o sucio

Corrección Comprobar que todas las aberturas en la caja estén abiertas para buena circulación de aire Operar la soldadora con la carga y ciclo de trabajo especificados Examinar conductores y conexiones Consultar diagrama de conexiones Comprobar presión de escobillas contra el conmutador Ver la velocidad correcta del motor en la placa de especificaciones Limpiar el termostato, bobinas y otros componentes Consultar la corriente recomendada para el tipo y tamaño de electrodo que se utiliza Problema en las líneas externas Consultar los tamaños recomendados de cables en el manual de instrucciones Revisar todas las conexiones. Limpiar, reparar o reemplazar lo necesario Comprobar y reparar lo necesario Tornear o limpiar el conmutador

Arco de soldadura ruidosa y con salpicadura excesivas

Corriente graduada muy alta

El interruptor de polaridad no gira

Contactos ásperos y picados por girarlos "en formo incorrecta con carga

Cambiar el interruptor

La soldadora no se para

El interruptor de línea está dañado

Cambiar el interruptor

Arcos en la grapa para tierra

Conexión floja o resorte débil

Apretar la conexión o reemplazar la grapa

Sobrecalentamiento del portaelecti'odo

Conexión floja, mordaza floja, ciclo incorrecto de trabajo

Apretar la conexión o reemplazar el portaelectrodo

La soldadora produce descargas al tocarla

El bastidor no esté conectado a tierra

Consultar el procedimiento correcto para conectar a tierra, en el manual de instrucciones

Polaridad incorrecta

Comprobar graduación y salida con un amperímetro Comprobar la polaridad; tratar de invertirla o usar electrodo de polaridad opuesto

Cortesía de Tile Lincoln EJectric Company

120

PREGUNTAS PARA REPASO 1. ¿Curtios son Ins fuonlos prinoipnlofl do onorgín utili/.nclnfl on In actualidad, pnra producir electricidad? 2. ¿Es mejor la corriente alterna (ca) que la corriente continua (ce) para iluminación y calefacción? 3. ¿Por qué se usan transformadores de subida y de bajada? 4. ¿Qué es la inducción magnética? 5. Explique la relación entre el número de vueltas de una bobina primaria y el número de vueltas en una bobina secundaria. 6. En un generador, ¿cómo se cambia la corriente alterna a corriente continua?

121

Fundamentos de la soldadura de arco Factores en la soldadura de arco

La calidad dt 'ina soldadura depende de los conocimientos y la destreza del soldador. La pericia sólo se adquiere con la práctica. Hay seis factores básicos que debe tener en cuenta el principiante antes de comenzar a soldar:

Posición correcta. Es mucho más fácil soldar si el soldador está en una posición cómoda. Los siguientes son los métodos correctos: 1. Con la máquina apagada ("OFF") coloque el electrodo en el portaelectrodo. 2. Agarre el portaelectrodo en una posición cómoda, con la mano derecha. 3. Sujétese la muñeca derecha con la mano izquierdo. 4. Ponga el codo izquierdo en el banco de soldar. 5. Alinee el electrodo con el metal que va a soldar. 6. Use el codo izquierdo como pivote y practique el movimiento del electrodo a lo largo del metal. Las personas zurdas deben invertir la posición descrita. Lia máquina debe estar apagada {"OFF") mientras practica.

Cortesía de Hobart Brothers Co/npany Fig. 11-1 Soldadura con arco

Protección para Ja cara 1. Póngase el casco (careta) en la cabeza. Compruebe que ajuste bien. 2. Tome la posición descrita. 3. Compruebe que la máquina esté apagada ("OFF")

Fig. 11-2 Posición correcta para soldar

\\ 4. Mantenga esa posición e incline suavemente la cabeza. 5. Siga inclinando la cabeza hasta que la careta baje y quede frente a su cara. 6. Levante otra vez la careta y repita la práctica hasta que le resulte fácil. Este procedimiento le permite ajustarse la careta sin variar su posición original. Longitud del arco. La longitud del arco es la distancia entre la punta del electrodo y el metal que se va a soldar. Se debe mantener la distancia correcta.

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MFTAI QUE nilF SE RPV AA A ROÍ DAP METAL VA SOLDAR

Fig. 11-4 Longitud del arco

L.

Ángulo del electrodo. El electrodo se debe mantener al ángulo correcto durante la soi ladura. Velocidad del electrodo. Se debe mantener la velocidad correcta si quiere obtener una buena soldadura. Amperaje. El amperaje (calor) incorrecto producirá una soldadura deficiente. Algunos soldadores usan las siglas LAVA para recordar estos cuatro puntos. Cada letra es la inicial de un punto que se debe recordar.

\. 11-3 Posiciones de la careta


Fig. 11-5 Ángulo del electrodo

f\3

Formación del arco Formar el arco significa tocar el metal que se va a soldar con el electrodo para formar un arco. Se utilizan dos métodos: rayado y golpeado. El método de rayado es similar a encender un fósforo gigantesco. El método de golpeado es, como su nombro lo indica, un método de golpecitos suaves en sentido vertical. En ambos casos la corriente para soldar forma un arco tan pronto como el electrodo toca el metal que se va a soldar. Si se deja el electrodo en esa posición, se quedaría pegado con el metal. Para evitarlo, hay que elevar el electrodo tan pronto como haga contacto con el metal. Pero el arco se extinguirá si se levanta demasiado el electrodo y hay que repetir todo el procedimiento.

\\A\\\\\ M ETAL QU E SE VA A SOLO AR

Fig. 11-6 Velo 'dad de avance

Pasos para el uso del método de rayado Pruebe sus conocimientos 1. ¿De qué factores depende la calidad de la soldadura? 2. Enumere los seis factores básicos que se deben tener en cuenta. 3. ¿Qué representa cada una de las letras de las siglas LAVA?

ELECTRODO

^^^^^n_^ A \

77 'jrirs j~r~7-r7?~r7*rrr7'y METAL QUE SE VA A SOLDAR

H

Fig. 11-7 Amperaje (color)

1. Compruebe que la grapa para tierra esté bien conectada. 2. Use la ropa y equipo protectores. 3. Obtenga una pieza de metal de unos 50 mm x 150 mm x 6 mm. Si el metal está sucio, limpíelo con el cepillo de alambre antes de ponerlo en el banco de soldadura. La mugre y la herrumbre producen una mala conexión o falso contacto. 4. Obtenga los electrodos y ajuste la máquina al amperaje correcto. 5. Sujete el extremo desnudo del electrodo en el portaelectrodo, empúñelo en forma cómoda y tome la posición correcta para soldar. ' . 6. Arranque la máquina (ON). 7. Sostenga el electrodo unos 25 mm encima del metal que se va a soldar. Debe estar perpendicular con el metal e inclinado 20° a 30° en la dirección del movimiento (Fig. 11-8). 8. Póngase la careta frente a los ojos. 9. Para formar el arco, arrastre o frote el electrodo con rapidez y suavidad sobre el metal que se va a. soldar, con sólo el movimiento de la muñeca (Fig. 11-9). 10. Si se formó correctamente el arco, se producirá una centella de luz. 11. Separe el electrodo unos 6 mm. Mantenga esta distancia durante uno o dos segundos; luego baje el electrodo hasta que quede a 3 mm del metal que se va a soldar (Fig. 11-10). 124

1


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V////Á

3 mm

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VISTA DE EXTREMO

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VISTA LATERAL

Fig. 11-8 Ángulos del electrodo

Fig. 11-10 Longitud correcta del arco

12. Repita este ejercicio hasta que pueda formar el arco cada vez que lo intente, sin que se pegue el electrodo.

una centella de luz, mueva el electrodo 6 mm hacia arriba, sosténgalo unos segundos y vuelva a bajarlo hasta que quede a 3 mm del metal (Fig. 11-11). • La distancia de 3 mm es aproximada y requiere el uso de criterio. Es la longitud correcta del arco con la mayoría de los electrodos. Sin embargo, el sonido del arco se puede utilizar como ayuda. Si el electrodo está muy lejos del metal, se oirá un silbido o siseo y el arco se extin^ -irá en un momento dado. Si se tiene el electrodo muy cerca del metal, se pegará. Cuando se trabaja a la distancia correcta, se oirá un chasquido continuo. Se deben practicar arribos métodos y hay que prestar estricta atención para distinguir entre los sonidos. Un soldador experimentado podrá formar el arco con el método de rayado o de golpeado. Aunque el método de rayado es más fácil para el principiante, deja marcas de picaduras en el metal. Cuando no se permiten las marcas en el metal en ciertos tipos de trabajo, como en recipientes de acero inoxidable, es mejor usar el método de golpeado.

Pasos para el uso del método de golpeado Los pasos para formar el arco por el método de golpeado son los mismos que con el método de rayado, excepto el paso 9. En lugar de arrastrar o frotar el electrodo sobre el metal, se usa un movimiento de golpecitos. Por tanto, el paso 9 dirá lo siguiente: 9. Para formar el arco, mueva el electrodo hacia abajo hasta que toque el metal. Cuando aparezca

ELECTRODO AL EMPEZAR

U

RASPAR EL ELECTRODO TRANSVERSAL AL METAL CON UN MOVIMIENTO

Fig. 11-9 El método de rayado

ELECTRODO SEPARADO ELECTRODO SOSTENIDO PARA FORMAR A LA DISTANCIA ARCO LARGO CORRECTA ELECTRODO TOCA EL METAL

Fig. 11-11 El método de golpeado

125

Fig. 11-12 Para correr un cordón


Pruebe sus conocimientos 1. Mencione dos métodos para formar el arco. 2. ¿Qué método es más fácil para los principiantes? 3. Describa una situación en la cual se deba usar el método de golpeado. 4. ¿Qué significa "pegarse"?

5. Si se mantiene el electrodo a la distancia correcta desde el metal base, ¿qué sonido se debe oir?

Para correr un cordón

Antes de ensamblar y soldar las diversas uniones, hay que adquirir destreza para correr cordones,

Cortesía de The Lincoln Klocln'c Oompuny

Fig. 11-13 Ejemplos de cordones

126

!

porque el cordón es básico en la mayoría de las operaciones de soldadura.

Pasos para correr un cordón 1. Obtenga una pieza de metal de.alrededor de 50 mm x 150 mm x 6 mm. 2. Obtenga varios electrodos para soldar. Coloque uno en el portaelectrodo. 3. Use la ropa y equipo protectores. 4. Gradúe la máquina al amperaje correcta y póngala a funcionar (ON). 5. Adopte la posición correcta y forme el arco. 6. Mueva el electrodo en una dirección; mantenga la longitud y ángulos del arco antes descritos. 7. Conforme avanza la soldadura, notará que se va quemando el electrodo y so reduce su longitud. Para compensar este acortamiento del electrodo, baje poco a poco la mano en que tiene el portaelectrodo. Se debe mantener la distancia correcta. 8. Trate de mantener una velocidad uniforme. Si avanza muy rápido, se tendrá una soldadura estrecha y como si tuviera hilos; si se avanza con mucha lentitud, se amontonará el metal de la soldadura. En la figura 11-13 y en la descripción de ella que aparece a continuación, se resumen los ejercicios anteriores y le servirán como guía.

B

|

I

Fig. 11-14 Cordones paralelos 2. ¿Por qué se hace más corto el oloctrodo conforme avanza la soldadura? 3. ¿Qué ocasiona que el arco se alargue y se extinga? 4. ¿Qué ocurre si se acerca demasiado el electrodo al metal?

Para correr cordones paralelos Los cordones paralelos son dos cordones sencillos, uno al lado del otro.

Pasos para correr cordones paralelos A. Un buen cordón con amperaje y velocidad correctos. B. Un cordón aceptable, pero con muy bajo amperaje. C. Un cordón deficiente: el amperaje fue muy alto. D. Un cordón aceptable: el amperaje fue muy bajo e hizo que el metal de la soldadura se acumulara en el metal que se soldó. E. Un cordón deficiente; también en este caso se usó una corriente incorrecta. F. Un buen cordón, pero la velocidad de avance fue muy baja. Observe que el cordón está muy ancho y muy alto. G. Un cordón deficiente: el amperaje estaba correcto, pero la velocidad de avance fue muy alta. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué se debe adquirir destreza para correr cordones?

1. Examínela máquina soldador, y póngase ra ropa y equipo protectores. 2. Obtenga una pieza de metal de alrededor de 50 mm x 150 mm x 6 mm. 3. Obtenga algunos electrodos, gradúe la máquina para soldar, ponga un electrodo en el porta'electrodo y ponga a funcionar la máquina (ON). 4. Forme el arco y corra un cordón en la superficie del metal a lo largo del lado de 150 mm y lo más cerca posible del borde. 5. Corra otro cordón a 12 mm del primero, en la misma forma. 6. Repita lo anterior hasta tener cuatro cordones, cada uno de 150 mm de longitud y separados 12 mm entre sus centros {Fig. 11-14). 7. Limpie los cordones con martillo, cincel y cepillo de alambre y examine si tiene fallas. 8. Repita en el otro lado del metal y en metal nuevo, hasta que logre destreza.

127


1.6 mm T

C

.

Fig. 11-16 Cordones y costuras paralelos

D

Fig. 11-15 Movimientos para soldadura de costura

2. ¿Cuál es el punto más importante que se debe recordar al efectuar un movimiento de costura? 3. ¿Cómo se mueve el electrodo en la soldadura de costura?

Si al principio tiene dificultades, puede dibujar líneas en el metal con una regla larga y gis o jaboncillo. Estas líneas se pueden ver con la careta bajada después de formar el arco y se pueden usar como guía al principio.

Pasos en la soldadura de costura

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué se deben correr los cordones en el lado de 150 mm? 2. ¿Qué sig ifica cordones paralelos?

1. Examine la máquina y la ropa y equipo protectores. 2. Obtenga una pieza de metal alrededor de 50 mm x 150 mm x 6 mm. 3. Obtenga algunos electrodos, gradúe la máquina para soldar, ponga un electrodo en el porta-! electrodo y ponga a funcionar la máquina (ON). 4. Corra cuatro cordones separados 12 mm sobre la superficie del metal, como se muestra en la figura 11-16A. 5. Limpie cada cordón con cincel y cepillo de alambre.

Movimientos de costura Cuando se deposita el metal de soldadura, a menudo es deseable hacer una soldadura más ancha que un cordón sencillo. Para esto, se mueve el electrodo hacia el frente cor un movimiento de oscilación o vaivén, a lo largo de la línea de soldadura. De los cuatros movimientos ilustrados en la figura 11*15, A es el más popular. Cualquiera que sea el movimiento que se aplique, debe ser uniforme. Si el movimiento de costura o "tejido" no es uniforme ni está bastante cerrado, el resultado será una fusión deficiente y la escoria quedará atrapada entre las soldaduras.

6. Con el movimiento de costura mostrado en la figura 11-16C, haga una costura entre los dos cordones, de modo que quede traslapada en la mitad de cada cordón (Fig. 11-16B). 7. Limpie con cincel y cepillo de alambre v examine si hay fallas. 8. Repita este ejercicio en los otros dos cordones paralelos.

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué debe ser uniforme el movimiento de costura? 128

Relleno (almohadillado) o reconstrucción

PRIMERA CAPA

Otro ejercicio que aumentará muy pronto la destreza para soldar es el. relleno (almohadillado) METAL QUE SE VA A RELLENAR

. CORDONES D£ SOLDADURA

\\\\\\\\\

METAL QUE GE VA A RELLENAR

Fig. 11-20 Relleno o reconstrucción

Fig. 11-17 La primera capa

obtendrá una soldadura más lisa, con menos oportunidades de que haya agujeros en el metal de la soldadura.

o reconstrucción. Se utiliza para rellenar o reconstruir partes gastadas en ejes, palas, hojas de conformadoras y bulldozers, sapos de ferrocarril y otros lugares en donde se ha gastado el metal. El relleno es un método de gran utilidad y ha ahorrado muchos miles de dólares en la industria. Se usan cordones sencillos y soldaduras de costura on oí rollono o rocotín!ruoci6n. Los corclonos o los costuras se corren uno junto al otro de modo que cada nueva soldadura quede traslapada en la precedente (Fig. 11-17). Si las soldaduras no están traslapadas, la escoria quedará atrapada en los huecos entre ellas, lo cual producirá porosidades o agujeros. Todas las soldaduras se deben traslapar y se deben limpiar

SEGUNDA C.'PA

METAL QUE SE VA A RELLENAR

Fig. 11-21 Relleno o reconstrucción

Cuando se hace la soldadura cerca del borde del metal que se va a soldar, la soldadura tiene tendencia a "derramarse". Para evitarlo, sujete una placa de carbón o un tramo de cobre grueso a lo largo del borde para mantener el metal de soldadura en su lugar. La placa o la pieza de cobre no se fundón con el metal de soldadura. Si parece que la placa de carbón o de cobre se pegan en el

ESCORIA ATRAPADA EN ESTOS HUECOS CORDONES DE SOLDADURA

Fig. 11-18 Fallas en la primera capa

rtn

todas antes de aplicar la siguiente soldadura (Fig. 11-18). Si se requiere, se puede aplicar más metal de soldadura para aumentar el espesor de esa parte (Fig. 11-19). CAPAS DE CORDONES

. PLACA DE CARBÓN O DE COBRE

ESPESOR O ALTURA DESEADOS

Fig 11-19 Capas múltiples La segunda capa del metal de soldadura se debe aplicar en ángulos rectos con la primera capa. Si es necesario, se puede aplicar una tercera capa en ángulos rectos con la segunda capa y así sucesivamente hasta lograr la altura requerida. (Figs. 11-20 y 11-21). Se se aplican las soldaduras en ángulo recto entre sí en una forma cruzada, se


Fig. 11-22 Forma de mantener un borde recto

129

SOPORTE

• Un buen cordón tendrá altura y anchura uniformes, • Cuando se hace relleno (almohadillado) corra las capas en ángulo recto entre sí. • La costura cubre una superficie mayor que un simple cordón.

DIRECCIÓN DE

CON SOPORTE

Palabras que se deben recordar siseo relleno traslapo almohadillado posición chasquidos raspado en forma de longitud del golpeado hilos arco protección pegarse cordones paralelos i costura

SIN SOPORTE DIRECCIÓN DE SOLDADURA


Fig. 11-23 Reconstrucción con y sin soporte

PREGUNTAS PARA REPASO metal de la soldadura, se pueden despegar con un martillazo seco. Éste es un método excelente para mantener recto el borde o filo y ahorrarse el esmerilado o limado (Figs. 11-22 y 11-23).

Parte I 1. ¿Qué significa longitud de arco? 2. ¿Por qué es necesario comprobar siempre que la grapa para tierra esté bien sujeta? 3. ¿Por qué se deben practicar los métodos tanto de rayado como de golpeado? 4. Cuando se corre un cordón, ¿a qué ángulos se debe mantener el electrodo? 5. ¿Cuál es la diferencia principal entre los dos métodos para formar el arco? 6. ¿Por qué se debe practicar el corrimiento de cordones hasta adquirir destreza? 7. Cuando se corre un cordón, ¿por qué debe bajarse en forma continua la mano en que está el portaelectrodo? 8. ¿Qué son cordones paralelos? 9. ¿Cuál es la diferencia entre el cordón sencillo y una costura? 10. ¿Por qué se deben traslapar las capas en el relleno o almohadillado? 11. ¿Qué efecto se logra si se corren los cordones en ángulo recto entre sí?

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué es muy útil el relleno o almohadillado con soldadura en la industria? 2. ¿Cuántas capas de soldadura se pueden aplicar? 3. ¿Cuáles son los dos puntos importantes que se deben recordar cuando se hace relleno o almohadillado? Puntos que se deben recordar • La calidad de la soldadura depende de los conocimientos y la destreza del soldador. • Hay seis factores básicos que se deben recordar: posición, protección, longitud del arco, ángulo del electrodo, velocidad de avance y amperaje. • Para fornâr el arco se usan los métodos de rayado y golpeado. • Si el elect odo está muy cerca del metal, se pegará; si está muy lejos, se extinguirá el arco. • El sonido correcto es de un chasquido o chisporroteo coi l inuo. • El electrodo se consume conforme avanza la soldadura.

Parte II 1. ¿Por qué no es aconsejable utilizar el método de rayado cuando se suelda acero inoxidable? 130

2. ¿Cuél es la ventaja de usar una placa de carbón o de cobre sobre una placa de acero cuando se rellena una pieza de metal? 3. Explique por qué es necesario adoptar una posición cómoda para soldar con arco.

4. ¿Por qué se extingue el arco si se pone el electrodo muy lejos del metal? 5. ¿Qué efecto tiene la velocidad en la soldadura terminada?

131

Electrodos Historia A finales del siglo XIX se hicieron experimentos con un electrodo de carbón y el intenso calor del arco eléctrico para unir metales. Unos cuantos años más tarde, se sustituyó el electrodo de carbón con una varilla o alambre de hierro desnudo, lo cual eliminó la necesidad de usar una varilla separada para relleno. A principios del siglo XX, se descubrió que se mejoraban las propiedades físicas, mecánicas y químicas do la soldadura, si se aplicaba un recubrimiento sobre el alambre de hierro desnudo. Algunos do los primeros experimentos incluyeron envolver ul electrodo desnudo con tola do asbesto y algodón empapadas con silicato de sodio.

ELECTRODO

RECUBRIMIENTO DEL ELECTRODO NÚCLEO DE ALAMBRE

ESCORIA SOLIDIFICADA

ATMOSFERA PROTECTORA

MEIAL QUE SE VA A SOLDAR

Fig. 12-2 Electrodo desnudo con recubrimiento

Tnnto el asbesto (nminnto) como el silicato de sodio se utilizan para dar resistencia al fuego y la idea de usarlos fue evitar que el recubrimiento se quemara demasiado pronto. De estos primeros experimentos surgieron los electrodos actuales. Constan de un núcleo de alambre metálico al cual se ha agregado un recubrimiento de productos químicos seleccionados cuidadosamente. En realidad, aunque los primeros intentos fueron un poco burdos, los electrodos modernos incluyen, entre otras cosas, asbesto, algodón y silicato de sodio.

Características de los electrodos Fig. 12-1 Electrodo desnudo

El propósito del núcJeo de alambre es conducir la energía eléctrica para el arco y suministrar el me-

La letra E indica que el electrodo es para soldadura de arco. Los dos números siguientes (si se usan cuatro dígitos) o tres números (si se usan cinco dígitos), multiplicados por 1 000, indican la resistencia a la tracción del metal del electrodo en libras por pulgada cuadrada (psi)* El penúltimo número indica la posición en la cual se puede usar el electrodo. La posición se refiere a piona, vertical y sobre Ja cabeza. La posición plana está dividida, además, en horizontal y hacia abajo. El número 1 indicaría que el electrodo se puede usar en todas las posiciones. El núm> "o 2 indicará que el electrodo sólo se puede usar en la posición plana (horizontal o hacia abajo). El último número indica las características eléctricas del electrodo, por ejemplo, si es para ca, ce y ce directa o inversa. Sin ombnrgo, oí último númoro hn dojndo do ser confiable, debido a los lipos do electrodos on uso actual. Para resumir e ilustrar lo anterior, un electrodo E6024 dará la siguiente información. E electrodo para soldadura de arco 60 multiplicado por 1 000 es igual a una resistencia a la tracción de 60 000 psi 2 posición plana (horizontal o hacia abajo) 4 ca y ce (directa e inversa)

• RECUBRIMIENTO DEL ELECTRODO NUCÍ K) DE AUMIwr ATMÓSFERA PROTECTORA

CORRIENTE DE ARCO PENETRACIÓN SOLDADURA.,


Cortesía de Hobart Brothers Company Fig. 12-3 Electrodos actuales

tal adecuado para el depósito. El recubrimiento tiene muchas funciones. Debido a la afinidad del metal fundido con el oxígeno y el nitrógeno, es necesario proteger tanto el metal que se agrega como ni mnlnl fundido por In soldadura, Puní protoger un arco, se lo envuelvo con un gas inerte. Este gas no se combinará químicamente con el metal fundido. El recubrimiento del electrodo da esa protección y el proceso se llama de orco protegido. El recubrimiento se quema en el arco con menor rapidez que el núcleo de alambre metálico. Esto deja una ligera prolongación del recubrimiento más allá del alambre de núcleo, que ayuda a concentrar el arco. El recubrimiento también forma escoria encima del metal fundido; esta escoria lo protege durante el enfriamiento. La escoria también ayuda a conformar la soldadura y so elimina después de que se enfría. En resumen, el núcleo de alambre conduce la energía y suministra el metal adecuado para el depósito. El recubrimiento minimiza la contaminación ocasionada por la atmósfera ambiente, pues produce una envoltura protectora. El recubrimiento forma una taza o concavidad en donde se concentra el calor del arco en la punta del electrodo. El recubrimiento también forma una escoria que protege y ayuda a conformar la soldadura.

E6024 Por tanto, un electrodo E6024 es para soldadura de arco. Tiene una resistencia a la tracción de 60 000 psi y sólo se debe usar en posición horizontal, hacia abajo o ambas. Se puede usar con ca y ce. Cuando se usa con ce, se puede emplear con polaridad directa o inversf aunque algunos fabricantes recomiendan sólo pclaridad inversa cuando se trabaja con ce. Código de colores NEMA Todos los fabricantes de electrodos identifican sus envases con el número AWS; pero, después de que se saca el electrodo del envase, es difícil i-rientificnrlo. Por tanto, so utili/.a un modio adicional para identificación, el cual consiste en un código de color establecido por la NEMA (National Electrical Mnnufacturers' Association).

Identificación de los electrodos Debido a que hay muchos tipos diferentes de electrodos en el mercado, puede haber confusión al seleccionar oí correcto pnra oí trabajo que so va a hacer. Como resultado, la AWS (American Welding Society) estableció un sistema de numeración que fue aceptado y está en uso por la industria de la soldadura. Por ejemplo, los electrodos para soldar metales ferrosos estén numerados E6014, E10014, E6011.

*No 8e ha definido todavía un sisiu.nH de numeración equivalente en medidas métricas a In fochn do publicación origlnnl. 1 psi equivale a 6.894 757 kPa.

133

TABLA 12-1 DESIGNACIONES AWS A5.1-69 PARA ELECTRODOS RECUBIERTOS PARA SOLDADURA DE ARCO Designación

Corriente

EXX10 EXX11 EXX12

Sólo ce directa ca o ce directa ca o ce inversa

Orgánico Orgánico Rutilo

EXX13 EXX14

ca o ce dir. o inv. ca o ce dir. o inv.

EXX15

Sólo ce directa

Rutilo Rutilo, hierro en polvo (aprox. 30%) Bajo hidrógeno

EXX16 EXX18

ca o ce directa ca o ce directa

EXX20

ca o ce directa

EXX24

CP " ce dir. o inv.

EXX27

ca o ce dir o inv.

ca o ce dir.

Upo de recubrimiento

Bajo hidrógeno Bajo hidrógeno hierro en polvo (aprox. 25%) Alto óxido de hierro Rutilo, hierro en polvo (aprox. 50%)

Fig. 12-4 El código de colores NEMA

Mineral, hierro en polvo {aprox. 50%)

El sistema de código de colores va desapareciendo poco a poco. En la actualidad la mayoría de los fabricantes ponen el número AWS en el recubrimiento, cerca del extremo desnudo del electrodo (Fig. 12-5). Se espera que este método se aplique en toda la industria de soldadura. Muchos fabricantes uaan también su propio sistema de identificación. Algunos usan números y, otros, usan nombres, pero todos deben incluir el número AWS o la especificación del electrodo en algún lugar en el envase (Figs. 12-6, 12-7 y 12-8). Lo importante es recordar que usted debe determinar el tipo o clasificación AWS del electrodo que desea usar y, luego, si quiere, comprar una marca determinada.

Bajo hidrógeno, hierro en polvo (aprox. 50%)

Cortesía de Thf Lincoln Electric Conipany

Explicación del Código de Colores En la figura *2-4 se muestran las marcas típicas que se encuentran en los electrodos. La letra E identifica el color en la punta o extremo. La letra S indica un punto de color en la parte desnuda del electrodo. La letra G indica un punto de color en el recubrimiento que está a 50 o a 75 mm del extremo desnudo y designa un grupo determinado al cual pertenece el electrodo. La letra M indica uno o más puntos de color que utilizan algunos fabricantes para identificar sus propios electrodos. Estos últimos colores no son parte de la codificación NEMA. Los códigos AWS y NEMA están aceptados y en uso en la industria de la soldadura. Cada electrodo tiene, cuando menos, una y quizá todas las marcas de color. La única excepción a esta regla puede ser el electro Exx(x) 10, al cual originalmente no se le asignó código de color. En la tabla 12-2 se listan algunos electrodos y se indican el número y colores de identificación.

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es el propósito principal del núcleo de alambre?

|MARCADO:]f5 " ' ' ; : : '..'''"".""''•" : ;; ,'.:';';";'' ¡Los electrodos tienen marcado el tipo para ¡cumplir con los requisitos de MIL-E-22200B: 1 sin cargo extra. \6

308-16 Fig.

134

Cortesía de Hobart Brothers Company 12-5 Recubrimiento numerado

Otros métodos de identificación de electrodos

ELECTRODO CORRECTO PARA USO EN TRABAJOS EN ACERO DULCE TIPO HOBART

ASTM

POSICIÓN PARA SOLDAR

POLARIDAD DE COt

Para soldaduras para probar con rayos X, de tubos, estructurales y generales. Penetración profunda, escoria ligera y deposición promedio.

Todas las posiciones

ce inversa

£-6011

Básicamente igual que el E6010; también se usa con ca. Cuando se usa con ce de polaridad directa se logra un arco Intenso para trabajo en lámina y de mucha velocidad. •


ca; ce directa o inversa

E-6012

Para excelente calidad en uso general, en soldadura de filete y para puentear aberturas en piezas de ajuste ditfcil. Penetración mediana, escoria semlgruesa y buena deposición.


ca; ce polaridad directa

Para trabajo general de alta calidad y pocas salpicaduras. El tipo de uso más tácll por operadores inexpertos. Penetración suave. Escoria gruesa, buena penetración. El Hobart No. 13A es para lámina.

Todas las posiciones; hasta 3/16"

ca; ce polaridad directa o inversa

Para lilete horizontal a alta velocidad y soldaduras en posición plana. Calidad para rayos X, sólo en placa gruesa. Penetración prolunda, escoria gruesa, excelente deposición. Lo sustituyen gradualmente el E6024 y el E6027.

Filete horizontal plano

"2; ce polaridad directa

£-7014

Para labricación general donde intervienen deposición rápidas y soldadura en posición incómoda. Mínima salpicadura, 'penetración suave y escoria semigruesa. Se puede usar técnica de arrastre

Todas las posiciones hasta 3 / 16 "


24

E-6024

24A

E-7024

Para soldadura de lilete en acero dulce, generalmente placa gruesa. Excelente deposición, buena calidad, penetración suave, escoria gruesa. Excelente aspecto de la soldadura. Se puede usar técnica de arrastre.



Otro electrodo con recubrimiento grueso de hierro en polvo para deposición rápida en especial en soldaduras de filete ranurado o filetes horizontales planos o cóncavos, Este electrodo tiene excelente ductilidad y ha sustituido al E6020 en muchas aplicaciones. Se puede usar técnica de arrastre.


ca; ce polaridad directa o in "sa

Este electrodo con polvo ligero es excelente en soldaduras que se van a galvanizar o pintar. No tiene resistencia o ductilidad en comparación con electrodos recubiertos.


Para soldaduras de calidad de rayos X y alta resistencia a la tracción. La adición de 0.5% de molibdeno lo hace adecuado para aceros de baja aleación de muchos tipos. Penetración profunda, escoria delgada, deposición promedio.

•12 21 2A 12A 413 44 7 A

E-6013

13A

111 111 HT

14A

E-6020 E-7020

E-6014

E-6027

27 E-6027

Sulkote

E-4510 E-4520

710

E-7010-A1

E-6018 LH-718

LH-728

E-7018

E-6028 E-7028

GAMA DE

'íNTE

E-6010

611 335A

•

APLICACIÓN

No. AWS y

MEDIDAS J /4

3 /32

pulg

3 /32

•'/< pulg

3, '32

5, ' '16 pulg

- 5 /,6

'/,,

pulg

1, '8

5, ' '16 pulg

3 /3 2

3, '32

- 5 /,6

pulg

5/ ' '16

pulg

1,

5,

ce polaridad directa

1/ '8

5/ " '32


ce polaridad inversa

1, /8

Este electrodo de bajo hidrógeno, con hierro en polvo, es excelente para aceros de baja aleación y aceros dulces en donde se necesitan calidad y contabilidad. Muy buena deposición, penetración mediana., escoria mediana. Apobado por MIL-22200 IB.


ca; ce polaridad inversa

3,

Un nuevo electrodo que combina la alta velocidad de deposición del No. 24 con la calidad de bajo hidrógeno del LH-718. Se puede usar la técnica de arrastre.

Filete horizontal y plano

<-.; ce polaridad inversa

/e - '16 pulg

puig

3, ' '16

pulg

1,

'3: • '4 pulg

1

'?

í> .

" '' ií

Cortesía do Hobort Brofhers Compruiy Fig. 12-6 Identificación del fabricante

135

i

TABLA 12-2 COLORES DE IDENTIFICAaÓN

PARA ELECTRODOS RECUBIERTOS, DE ACERO DULCE Y ACERO DE BAJA ALEACIÓN Grupo de color: sin color XX10. XX11, XX14, XX24, XX27, XX28, y todos los 60XX N. Color en ^vextremo Sin Punto deN. color

color

Azul

Ninguno Ninguno Blanco Café Verde Azul Amarillo Negro Plata

E6010 E6020 E6012 E6013

E7010G

Negro

Naranja EST

E7010-A1

ACI


E7014

Fig. 12-7 Identificación del fabricante E6011

E7011G E7011-A1

E7024 E7028

2. preparación de los bordes o filos de la unión; 3. posición de la unión (plana, vertical, sobre la cabeza); 4. destreza del soldador. El amperaje, por supuesto, dependerá de lo siguiente: 1. medida del electrodo seleccionado; 2. tipo de electrodo seleccionado (un electrodo dol tipo con polvo do hierro funcionnrá con un nmperaje mucho mayor que uno que no tiene polvo). Compare el amperaje de un E6024 de 1/8 pulg con el amperaje para un E6011 de 1/8 pulg; 3. la destreza del soldador. Por tanto, la tabla 12-3 sólo se puede usar como guía al seleccionar la medida y el amperaje para un trabajo en particular.

E6027 Grupo de color: plata

Todos los XX13 y XX20, excepto E6013 y £6020 Café Blanco Verde Amarillo

E7020G E7020-A1 Cortesía de The Lincoln Electric Cornpuny

2. ¿Qué significa gas inerte? 3. ¿Cuál es el propósito del recubrimiento? 4. ¿Cuáles son los dos métodos utilizados para identificar los electrodos? Medida y amperaje del electrodo que se deben usar La medida del electrodo que se debe usar depende do varios factores: 1. osposor dol motul; Fig. 12-8 Identificación del fabricante

Uso del equivalente decimal para determinar el amperaje Conforme la industria de la soldadura vaya conyirliendo sus modidf)8 al siHtomn mótrico, quodn-

«

. Coríesíu de The LincoJn Hecíríc Company

136

TABLA 12-3 POSICIÓN PLANA Espesor del metal*

Medida del electrodo

Amperaje

Calibre 18 (1.3 mm) Calibre 16 (1.6 mm) Calibre 14 (1.9 mm) Calibre 12 (2.7 mm) Calibre 10 (3.4 mm) 3/16 pulg (4.8 mm) 1/4 pulg (6.4 mm) 5/16 pulg (7.9 mm) 3/8 pulg (9.5 mm) 1/2 pulg (12. 7 mm) 3/4 pulg (19 mm) 1 pulg (25.4 mm)

3/32 pulg 1/16 pulg 3/32 pulg 1/8 pulg 1/8 pulg 5/32 o 1/8 pulg 5/32 o 1/8 pulg 3/16 o 5/32 pulg 3/16 o 7/32 pulg 1/4 o 7/32 pulg 1/4 pulg 1/4 pulg 1/4 a 5/16 pulg

50-80 Cortesía de The Lincoln Electric Company

90-135 Fig. 12-10

120-175

Eliminación de la escoria

raje aproximado sería 125 A para ese electrodo. En forma similar, en un electrodo de 1/4 pulg, 1/4 equivale a 0.250 y el amperaje debe ser de 250 A. Este método se puede utilizar para todos los electrodos cuando se suelda en posición plana, excepto para los electrodos que tienen mucho polvo de hierro en el recubrimiento, por ejemplo el E6027. En el envase del fabricante se suelen indicar el amperaje mínimo y el máximo que se deben usar con ese electrodo. La forma correcta de usar esta información os graduar lo máquina a un punto intermedio entre los dos amperajes indicados. Forme el arco, escuche el sonido y observe el charco de metal fundido. Esto le indicará si debe aumentar o reducir el amperaje. Cuando se tiene el amperaje correcto, se oye el ruk "• de chasquido o chisporroteo y el charco está en calma. Cuando se suelda en posiciones incómodas (vertical o sobre la cabeza) se acostumbra reducir el amperaje entre 10% y 15%.

140-200 200-275 250-350 325-400

*Las dimensiones en milímetros del espesor del metal representan la conversión redondeada y no los tamaños estándar disponibles en medidas métricas. Las conversiones se dan sólo para facilidad de los estudiantes que tmbnjnn con sistema métrico. Véase capítulo 4, Prácticas para soldadura oxiacctilénica: Espesor fío/ mola/, p. 52.

rá en desuso el método del equivalente decimal para determinar el amperaje. Hasta que ocurra esa conversión, se debe conocer este método porque todavía está en uso general en la industria. Para determinar la medida de un electrodo, se mide el diámetro del núcleo de alambre. En consecuencia, un método para determinar el amperaje consiste en medir el diámetro del núcleo de alambre y encontrar el equivalente decimal de ese diámetro. Después, se puede usar el equivalente decimal para encontrar el amperaje aproximado para ese electrodo. Por ejemplo, un electrodo de 1/8 pulg, tiene un diámetro de 1/8 pulg. El equivalente decimal de 1/8 es 0.125. Por tanto, el ampe-

Electrodos con hierro en polvo Muchos electrodos contienen hierro en polvo en el recubrimiento. La cantidad de hierro en polv.j agregada al recubrimiento puede ser desde cantidades muy pequeñas, hasta 60%. Cuando se suelda con corriente alterna y electrodos comunes, existe el problema de la estabilidad del arco. Con una máquina de ciclo de ti abajo de 60% y la inversión de la corriente alterna, se intenta cortar el arco 120 veces por segundo. Esto hace que se extinga el arco o que se pegue el electrodo, pero se elimina con la adición de hierro en polvo. La adición del hierro en polvo tiene muchas otras ventajas. La primera es la fácil eliminación de la escoria. En muchos casos, la escoria forma un rizo y se separa de la soldadura (Fig. 12-10). Aunque la escoria no forme el rizo, se puede eliminar con muy poco esfuerzo. La segunda ventaja os la volov ¡dad. Observe la diferencia entre la figura 12-11 y la figura 12-12. La soldadura de la figura 12-11 se hizo con un electrodo E6012; la soldadura de la figura 12-12

FUNDENTE NÚCLEO DE ALAMBRE

DIÁMETRO

12-9 Medidas del clcclrodo

137

Coríesiu de The Lincoln Electric Compony

Fig. 12-11 Soldadura de filete hecha con un electrodo común

se hizo con un electrodo con hierro en polvo. Con el electrodo de hierro en polvo se trabajó 30% más rápido y el aspecto de la soldadura fue mejor. Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 12-14 Ductilidad

Cortesía de The LincoM Eiectric Company Fig. 12-12 Soldadura de filete hecha con un electrodo con hierro en polvo

Observe la diferencia en los recubrimientos que se muestra en la figura 12-13. Es un electrodo de la misma medida, pero el de la derecha tiene hierro en polvo y un recubrimiento mucho más

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 12-15 Soldaduras curvas

Las soldaduras hechas con electrodos con hierro en polvo tienden a dejar ligeramente cóncava la cara, como so ilustro en In figura 12-16. Pero, Cortesía de The Lincoln Electric Company \"\K, 12-1.1 CompimicióM do Ion recubrimientos

grueso. Debido a la profunda taza o concavidad que se forma en el extremo del electrodo, se puede trabajar con un amperaje mucho mayor que con lo^ electrodos sin hierro en polvo. En la figi. .'a 12-14 se muestra la excelente ductilidad de estos electrodos. Se corrió un cordón sobre una pieza de metal y después se dobló ésta a la forma ilustrada. Otra ventaja de los electrodos con hierro en polvo es la facilidad con que se pueden usar. Pero, debido al mayor amperaje, mayor velocidad y charco más.grande que producen, se pueden experimentar ciertas dificultades para seguir formas curvas, como la ilustrada en la figura 12-15.

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 12-16 Penetración

138

como puede verse, siempre hay fusión completa en la raíz de la unión. Los electrodos con hierro en polvo se suelen utilizar con ca, debido al amperaje más alto que requieren. Producen un arco más suave que los electrodos sin hierro en polvo. Q,

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cómo se determina la medida de un electrodo? 2. Describa un método para encontrar el amperaje para cierta medida de electrodo. 3. ¿Cuál es el propósito de agrt *ar hierro en polvo al recubrimiento? 4. Enumere dos ventajas de la adición del hierro en polvo a un electrodo. 5. ¿Por qué se pueden usar los electrodos con hierro en polvo con mayor amperaje?

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O

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Electrodos de bajo hidrógeno

o

Otro electrodo que se ha hecho popular en la industria es el electrodo de bajo hidrógeno. La presencia de hidrógeno en el metal fundido aumenta la tendencia a que se formen porosidades durante la solidificación del metal de la soldadura. También aumenta las posibilidades ue roturas o grietas debajo del cordón. Portento, el recubrimientodebajo hidrógeno está proyectado pa ra tener bajo contenido de humedad, lo cual impide la introducción del hidrógeno del electrodo a la soldadura. Es poco todo lo que se diga de la importancia de mantener seco este tipo de electrodo. En muchos trabajos grandes de soldadura, hay que conservarlos en estufas calientes hasta el momento que se van a usar. Estos electrodos se utilizan para trabajos de alta calidad o para soldar aleaciones de aceros. La técnica para el uso de los b sctrodos de bajo hidrógeno, aunque no es difícil, difiere en algunos aspectos de la utilizada con otros electrodos. Por ello, son convenientes algunas sugerencias prácticas para su uso. Ángulo dií electrodo. El ángulo es similar al utilizado con otros electrodos. Pero, si se varía mucho el ángulo, puedo ocasionnr arco inestable, acabado deficiente y porosidad. Longitud del arco. Si el arco se mantiene muy corto, como se indica en la figura 12-17, será estable y habrá protección completa. Un arco largo ocasionará porosidad. Movimiento de costura. El movimiento de oscilación debe ser lo más pequeño que se pueda. Son

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s. e

o

139

6. La polaridad incorrecta puede dar origen a porosidad en la soldadura. Se recomienda ce con polaridad inversa. LONGITUD CORRECTA DEL ARCO

Puntos que se deben recordar • El núcleo de alambre conduce la energía eléctrica al arco y suministra el metal de relleno o aporte para la zona de soldadura. • El recubrimiento es de máxima importancia y desempeña muchas funciones. • Hay que considerar muchos factores cuando se selecciona un electrodo. • Excepto en los electrodos con hierro en polvo, el equivalente decimal de su diámetro en pulgadas se puede usar como guía para determinar el amperaje. • Gradúe el amperaje en un punto intermedio entre el mínimo y el máximo y empiece a trabajar a partir de ahí. • La AWS estableció el sistema de numeración. • La NEMA estableció el código de colores. • La mayoría de los electrodos actuales contienen algo de hierro en polvo. • Los electrodos con hierro en polvo tienen un recubrimiento mucho más grueso. • Se debe mantener un arco corto o cerrado cuando se usen electrodos de bajo hidrógeno.

Fig. 12-17 Electrodos de bajo hidrógeno

preferibles los cordones sencillos para mantener un arco corto. Se deben evitar las costuras anchas (Fig. 12-18). La ventaja principal de los electrodos de bajo hidrógeno es la alta calidad de la soldadura; pero, si no se observan unas cuantas precauciones sencillas, se tendrá porosidad. Las siguientes deficiencias no necesariamente ocasionan soldaduras porosas, pero desde luego aumentarán la posibilidad de porosidades. 1. Los electrodos húmedos ocasionarán porosidad al comienzo de la soldadura, aunque desaparecerá cuando se han consumido alrededor de 25 mm del elec 'rodo. 2. Un arco largo o la escoria atrapada ocasionarán porosidad. 3. Si el amperaje es muy bajo, el arco no calentará el metal. La soldadura se endurecerá con demasiada rapidez y atrapará gases dentro de ella. 4. Si se suelda un mola! que tione unu aupa gruesa de costra o herrumbre, se ocasionará porosidad. La porosidad quizá no se aprecie en los primeros cordones, pero aparecerá en capas múltiples. 5. Si se usa un electrodo muy grande, se puede ocasionar porosidad en las soldaduras de filete. El recubrimiento grueso tocará los lados de la unión T y evitará que se pueda mantener un arco corto. Una pasada por la raíz con un electrodo más pequeño eliminará la porosidad y permitirá buena penetración.

Palabras que se deben recordar núcleo de alambre código de colores recubrimiento clasificación diámetro hierro en polvo punto intermedio porosidad hidrógeno sistema de numeración PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. Enumere cuatro funciones del recubrimiento 2. ¿Qué significa arco protegido? 3. ¿Qué representan los dígitos en el sistema de numeración? 4. Dé un ejemplo del sistema de numeración, que no sea el E6024. 5. Explique cómo se usa el código de colores para identificar los electrodos. 6. ¿Cuál es la ventaja de que el recubrimiento forme una taza o concavidad en el extremo del oloctrodo?

Fig. 12-18 N-. vimiento de costura en electrodos de bajo hidrógeno

140

7. ¿Cuál es el mejor método para almacenar los electrodos de bajo hidrógeno? 8. ¿Por qué es necesario usar un arco corto con los electrodos de bajo hidrógeno? 9. ¿Con cuál polaridad se deben usar los electrodos de bajo hidrógeno? 10. ¿Quién estableció el sistema de numeración?

b. 5/32 pulg? c. 1/16 pulg? 2. ¿En qué forma influyen el espesor del metal y la preparación de los bordes en el tamaño del electrodo que se va a usar? 3. Escoja dos electrodos diferentes y mencione el número, código de colores y características de cada uno. 4. Averigüe qué productos químicos se utilizan en los recubrimientos de electrodos y explique brevemente su propósito. 5. ¿Es buen conductor de la electricidad el recubrimiento del electrodo? Explique su respuesta.

Parte II 1. ¿Cuá.1 sería el amperaje aproximado para los siguientes electrodos, con el uso del equivalente decimal: a. 3/16 pulg?

Lectura adicional Electrodos

Los operadores experimentados todavía usan los electrodos desnudos en las situaciones en que cualquier fundente atrapado pueda ser perjudicial. Sin e*. bargo, sólo lo hacen en raras ocasiones y la soldadura pierde algunas características deseables, tal como la resistencia, como ocurría hace años cuando los electrodos desnudos eran los únicos disponibles. Aunque en la actualidad se fabrican los electrodos con recubrimientos y pueden ser desnudos o tener recubrimiento de mediano a grueso; los de uso más frecuente son los de recubrimiento grueso. El recubrimiento de los electrodos se suele aplicar por inmersión o por extrusión. El método más popular es el de extrusión, en el cual se aplica un recubrimiento en forma de pasta al alambre desnudo. Luego, el alambre cubierto con pasta se hace pasur n presión (oxtruye) a través de un pequeño dado formador circular, reduce el recubrimiento al tamaño correcto para ese tipo particular de electrodo. Después, el tramo de alambre se pone en contacto con un cepillo de alambre pequeño, de alta velocidad, que raspa la pasta y deja desnudos unos 25 mm del electrodo. Este extremo desnudo es el que se sujeta en el portaelectrodo. Después, se van cortando los electrodos con una guillotina pequeña al tamaño deseado y se secan en estufas. Después, se empacan y embarcan para su distribución. Los dados utilizados en el proceso de extrusión deben examinarse a intervalos frecuentes y con todo cuidado para ver si tienen desgaste o daños, porque cualquier dado que esté ligeramente ovalado, producirá electrodos con recubrimiento más grueso en una parte de la circunferencia, lo cual producirá consumo disparejo del electrodo, porque un lado se consumirá más pronto que el otro. Esto puede ser de graves consecuencias en soldaduras que necesitan examen con rayos X, pero ocurre rara vez, ya que todos los electrodos'se produce i en condiciones y con control de calidad muy estrictos. Datos de costo de los electrodos

En ocasiones, es necesario o deseable calcular el costo de los electrodos en el trabajo que se va a ejecutar. Las tablas siguientes lo ayudarán a calcular la 141

cantidad y costo de electrodos para muchos tipos de uniones. Las bases para tabulación se explican a continuación. Si se encuentra con una variación en las condiciones o en la preparación de las uniones que no aparecen en las tablas, use las cifras correspondientes en la fórmula MI = M2 y calcúlelas. 1-L Los requerimientos de electrodos se calculan como sigue:

MI = M2 1-L en donde: MI = masa de electrodo requerida M2 = masa de acero depositada L = pérdidas totales de electrodo Para determinar la masa de acero depositada, es necesario calcular primero el volumen del metal depositado (área de la ranura o unión multiplicada por su longitud). Luego, este valor volumétrico se convierte en masa mediante el factor de 7.8 g/cm3 para el acero. Cuando hay que incluir refuerzo para la soldadura, se suma a los requisitos para las soldaduras netas, sin esfuerzo. TABLA 12-5 CONSUMO DE ELECTRODOS EN SOLDADURAS DE FH.ETE HORIZONTALES Medida del

Gramos de electrodo

Acero

filete, L requeridos en 300 mía depositado en (milímetros) de soldadura* 300 imn de (Aprox.) soldadura (gramos) 22 50 85 135 195 345 538 773

3.0 4.5 6.5 8.0 9.5

12.5 16.0 19.0 25.0

Cortesía de Hobart Brothers Company Fig. 12-19 Soldadura de filete horizontal

1375

12 29 48 75 108 193 300 433 770

'Incluyo desperdicio y pérdidas por salpicaduras Cortesía de Hobart Brothers Company

I

-I

w

R=32g I

3 R=32g


Cortesía de Hobart Brothers Company Fig. 12-21 Soldadura a tope con ranura cuadrada soldada en ambos lados

Fig. 12-20 Unión a tope con ranura cuadrada soldada en un lado

142

TABLA 12-6 CONSUMO DE ELECTRODOS EN UNIONES A TOPE DE RANURA CUADRADA, SOLDADAS EN UN SOLO LADO Dimensiones de la unión (milímetros)

Granos do electrodo requeridos por cada 300 mm de soldadura* (eprox)

Sin refuerzo** G 0 4.5 9.5 1.6 18 1.6 6.5 11.0 23 2.4 32 12.5 1.6 27 8.0 2.4 41 "Incluye desperdicio y pérdidas por salpicaduras *r = altura del refuerzo T

B

Con refuerzo** 73 91 104 118 122 136

Gramos de acero depositados por cada 300 mm de soldadura Sin refuerzo

Con refuerzo** 40 50 59 65 70 77

9 12 18 15 23


TABLA 12-7 CONSUMO DE ELECTRODOS EN UNIONES A TOPE DE RANURA CUADRADA, SOLDADAS EN DOS LADOS Dimensiones de la unión (milímetros)

T

B

3.0

6.5

G

Gramos de electrodo requeridos en 300 mm de soldadura* (Aprox.)

Sin refuerzo

0 0.8 14 4.5 9.5 0.8 18 1.6 32 11.0 1.6 6.5 45 2.4 64 "Incluye desperdicio y pérdidas por salpicaduras **r = altura del refuerzo

Con refuerzo** 95 109 163 177 213 240

Gramos de acero depositados en 300 mm de soldadura

Sin refuerzo 6 9 18 24 36

Con refuerzo** 54 60 90 99 118 131


TABLA 12-8 CONSUMO DE ELECTRODOS EN UNIONES A TOPE EN V Dimensiones de la unión (milímetros)

T

B

G

Gramos de electrodo requeridos en 300 mm de soldadura.* (Aprox.)

Sin refuerzo

5.5 68 1.6 6.5 8.0 2.4 141 8.0 226 10.5 3.0 9.5 14.0 3.0 395 12.5 18.0 612 16.0 3.0 21.5 3.0 880 19.0 29.0 3.0 1565 25.0 "Incluye desperdicio y pérdidas por salpicaduras **r = altura del refuerzo

Con refuerzo**

Gramos de acero depositados en 300 mm de soldadura

Sin refuerzo

114 209 318 622 762

39 78 128

1066 1815

494 875

222 342

Con refuerzo** 65

117 179 291 437 699

1015


143

Tipo til' nleclrodo

TABLA 12-9 MEDIDAS Y NÚMERO DE PIEZAS POR LIBRA* 3/16 5/32 5/64 3/32 i/a 1/16

lluiím-iru (ini!«iMÍ(is) l.miuilml <

ir. s 'i ir, \V< 37

1U 10-11' 710

335A 12 2UA UA 41J 447A

31 35 34 •

5/16

1/4

7/32

.

13A

102

35 31 36 30 21

68

Rut:kt:! 14A Rorket 24 y 24A Kockut 27 y 27GI Sulkule 1 11

42 32 32

Hi

I.H-X18 IHierro en polvo) LH-X16 [Baja aleación, ca y ce) T u f a n h a r d 600 T u f a n h a r d 375 Tuf.mhard 250 Cro-Nimanfl y Chrumecoai 40-HC S l a i n l n s s AC.I5C Inoxidiihlii. {:<:. 1. muí Tooi-N-Uie (promedio) Aluminio Arcbronz .Stronucasl Suftcasl A Nickelcasi 55 N'ickelcas! 906 y 907 1(112 y 9,12 KtiOH)

KMIM K(>024 1 I.IIM 1 IMII I.MtJtl h6016-18 v K 7 U I Í M B HelliMio duro llürnimionlas y Iroquüles Inoxidable (ca-cc TitaSij 16 SlainlessIDC) Lime 15 Aluminio Bronce fosforado Varilla NI Varilla para aold i r c K n s ( M S )

12

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17

12

18 15 16 16 14 17 15 17 13 10 10 20 16 15 15 13 15

12 11 11 11 10 11 10 11 9 7 7 13 10 10 10 9 9 10 10 9

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*Los electrodos para soldadura, en la fecha de la edición, todavía se vendía por libras Cortesía de Hobart Brothers Company

144

Si la rníz do In soldndurn suporior nstá picndn o socnvndn por In llnmn, agrogue 32 g al acero depositado (equivalente a aproximadamente 60 g de electrodos).

60°

R-36g '

T

3 mm

G Fig. 12-22 Unión a tope con ranura en V

Cortesía de Hobrr» Brothers Company

145

I

Uniones con soldadura

de arco Ahora que ya ha aprendido a correr un cordón en la soldadura de arco, puede ensamblar las cinco uniones básicas y unirlas, una de cada vez, con un solo cordón sencillo con soldadura de arco. La soldadura de arco es la más adecuada para metal grueso, es decir, un metal más grueso que en el que se usa soldadura de oxiacetileno. Una ventaja de la soldadura de arco es que los metales gruesos se pueden soPar con más rapidez. Además, hay menos deformación, porque el metal se empieza a fundir tan pronto se forma el arco. Por tanto, no es necesario precalentar el metal, como en la soldadura de oxiacetileno. Esto capítulo so dedicará solamente a la soldadura de motalus do ü mm y más do ospoaor, aunque se puede soldar cualquier espesor de metal con arco si el soldador tiene la experiencia necesaria.

Soldaduras de filete La soldadura que se deposita en una unión T se llama soldadm a de filete. A la unión T se le llama con frecuencia unión de filete. Hay dos clases de soldadura de filete: la horizontal (Fig. 13-1} y hacia abajo (Fig. 13-2). Ambas son de uso frecuente en la industria. Siempre que sea posible se colocan las piezas a unir de modo de soldar la unión en la posición ha-

Fig. 13-1 Soldadura do filólo horí/ontal

cía abajo. En esta posición hacia abajo, la unión se puede soldar con más rapidez porque es posible usar electrodos más grandes y amperajes más altos que en la posición horizontal. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Qué otro nombre se le da a la unión T? 2. Mencione dos clases de soldadura de filete. 3. ¿Por qué se sueldan las uniones en la posición hacia abajo?

6. Bájese la careta frente a los ojos y forme el arco. 7. Suelde a lo largo de la unión. 8. Observe con cuidado si el cordón está muy alto o socavado. Aumente la velocidad o cambie el ángulo del electrodo para corregir estos defectos, si es que aparecen. Soldadura de filete hacia abajo Este ejercicio es similar al de la soldadura de filete horizontal, excepto que se'cambian la posición de la unión y el ángulo del electrodo. UNIÓN T

ELECTRODO

TRASLAPADA

45°

Fig. 13-2 Soldadura de filete hacia abajo Fig. 13-4 Soldadura do filólo hacia abajo

Pasos para hacer una soldadura de filete horizontal

Para hacer una soldadura de filete hacia abajo, siga el procedimiento para la soldadura de filete horizontal, pero ponga la unión en el banco de soldar a un ángulo de 45", como se ilustra en la figura 13-4, en vez de ponerla plana o acostada en el banco. Además, cuando empiece a soldar, sostenga el electrodo en posición vertical, inclinado 15° a 20° en la dirección de movimiento (Fig. 13-4).

1. Ensamble una unión T o una unión traslapada. 2. Obtenga un electrodo y gradúe el amperaje en la máquina. 3. Ponga a funcionar la máquina. 4. Sostenga el electrodo de modo que apunte hacia la esquina de la unión a un ángulo de 45° con la placa horizontal (Fig. 13-3). 5. El electrodo se debe inclinar de 15° a 20° en la dirección de movimiento (Fig. 13-3).

Para hacer una soldadura de filete horizontal de tres pasadas Esta soldadura se puede aplicar en una unión T o traslapada. Se utiliza para metal muy grueso. A fin de obtener la máxima resistencia, la soldadura debe ser más grande que la soldadura de filete de una pasada.

TRASLAPADA

UNIÓN T

Pasos para hacer una soldadura de filete horizontal de tres pasidas 1. Prepare una unión T o traslapada. 2. Obtenga algunos electrodos. UNIÓN T ELECTRODO

TRASLAPADA


Fig. 13-3 Ángulos del electrodo

Fig. 13-5 Primera pasada

147

3. Gradúe la máquina al amperaje correcto y póngala a funcionar. Bájese la careta sobre los ojos. 4. Corra el primer cordón en la esquina como soldadura de filete de una sola pasada (Fig. 13-5). 5. Limpie con cincel y cepillo y examine el cordón. UNIÓN 1

ELECTRODO TRASLAPADA 70-80

70-80'

Fig. 13-6 Segunda pasada

6. Corra el segundo cordón, la mitad sobre el primer cordón y la otra mitad sobre la'placa, con el electrodo a un ángulo de 70° a 80° con la placa horizontal (Fig. 13-6). 7. Limpie con cincel y cepillo y examine el cordón.

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 13-8 Soldadura de filete de 16 pasadas en una placa de 30 mm

En la figura 13-11 se ilustran las fallas típicas en soldaduras de filete horizontales. En la figura 13-12 se muestran ejemplos de buenas soldaduras.

UNIÓN T ELECTRODO


1. Enumere los ángulos utilizados para la primera, segunda y tercera pasadas. 2. ¿Por quó us importante limpiar cuela pasada? 3...¿Qué precaución se debe observar cuando se corre cierto número de pasadas?

L HZJ Fig. 13-7 Tercera pasada

8. Corra el tercer cordón, la mitad sobre el segundo cordón y la otra mitad sobre-la placa vertical, con el electrodo a un Ángulo cío 35° a 45° con la placa vertical (Fig. 13-7). 9. Limpie con cincel y cepillo y examine el cordón. Se puede depositar cualquier número de pasadas (Fig. 13-8). Sin embargo, se debe soguir el pro- • cedirniento antes descrito, es decir, todos los cordones en la placa o pierna horizontal se deben correr a un ángulo de 70° a 80° con la placa horizontal. Todos los cordones en la placa vertical se deben correr a un ángulo de 35° a 45° con ella (Figs. 13-9 y 13-10). En la figura 13-8 se ilustra una soldadura de filete de 16 pasadas hecha en una placa de 32 mm de espesor.

'Cortesía de The LincoJn EJectric Company Fig. 13-9 Todas las pasadas hechas sobre \ placa horizontal

148

SOCAVADO INCORRECTO

1 k

FORMA INCORRECTA PIERNAS DESIGUALES

L

(

MUY CONCAVA PARA UNA SOLA PASADA. FORMA BUENA, SI ES .LA PRIMERA DE \S PASADAS

ü.

FALTA DE PENETRAC ÓN

k

FORMA IDEAL PARA LAS PRIMERAS DE VARIAS O UNA SOLA PASADA

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 13-10 Todas las pasadas hechas sobre la placa vertical

Pasos para hacer una soldadura de filete hacia abajo de tres pasadas

Fig. 13-11 Fallas típicas en la soldadura de filete horizontíil

1. Prepare la unión T. 2. Coloque la unión T a un ángulo de 45° con el banco de soldadura (Fig. 13-13A). 3. Obtenga un electrodo. Recuerde el amperaje más alto. 4. Gradúe el amperaje en la máquina. Ponga a funcionar la máquina y póngase la careta.

5. Forme el arco y corra una soldadura de filete sencilla en la esquina de la unión. 6. Sostenga el electrodo vertical a un ángulo de 15° a 20° en el sentido de avance. 7. Acabe de hacer la soldadura. Limpie con cincel, cepillo de alambre y examínela.

Fig. 13-12 Buenas soldaduras de filete Cortesíd
149

,

Se da preferencia á las soldaduras de fílete en esta sección, porque el 70% de todas las uniones soldadas en la industria son uniones.

A

Montaje alterno del metal para soldaduras de filete hacia abajo Se puede usar este ensamblado o montaje en lugar de la unión T usual, para practicar las soldaduras de filete. 1. Obtenga tres piezas de metal, en lugar de dos. 2. Ahora se pueden hacer cuatro soldaduras en vez de dos.

B

Fig. 13-13 Soldadura de filete hacia abajo de 3 pasadas

8. Suelde una segunda capa encima de la primera, con un ligero movimiento de costura o vaivén. 9. Cuando termine la soldadura, limpíela con cincel y cepillo y vuelva a examinarla. 10. Suelde la tercera y última capa con un movimiento de costura un poco más ancho (Fig. 13-13B). En los movimientos de costura, vibre un momento en los lados (x) para eliminar el socavado (Fig. 13-13B).

Este ensamblado tiene las siguientes ventajas: 1. Si las piezas de metal están bien colocadas y armadas, el conjunto se sostendrá por sí solo. 2. Se ahorra una pieza de metal en cada ensamblado.

\\V, ^sW

25 mrn

50 mm 25 mm

Fig. 13-14 Montaje alterno para soldaduras de filete hacia abajo

Fig. 13-15 Métodos alternos para montaje 150

HIERRO ANGULAR

APOYO

Flg, 13-16 Uso del hierro angular para el ejercicio de soldaduras de filete 3, Se requiere menos tiempo para armar uniones T, lo cual da más tiempo para practicar. 4. Si evita la deformación del metal si se hacen las soldaduras en lados alternados. Dado que el costo y la recuperación o salvamento de los materiales son factores importantes que no se pueden descuidar en ningún taller de soldadura es posible (con un poco de cuidado) lograr un ensamblado alterno para soldaduras de filete, con el uso de piezas de metal que ya fueron armadas y soldadas en ejercicios previos de soldaduras de canto (Fig. 13-15). También es posible usar hierro angular para este ejercicio; suele ser suficiente uno de 50 mm x 50 mm x 6 mm (Fig. 13-16).

3. ¿Por qué se pueden usar amperajes más altos en una soldadura de filete hacia abajo? 4. ¿Por qué es necesario un movimiento de costura más ancho en la tercera pasada? Tipos de soldaduras de filete Hay tres tipos o formas generales de soldaduras de filete. En la figura 13-17 se muestra la forma ideal de una soldadura de filete. '» das las soldaduras de filete deben verse como ésta, pero como esa forma sólo se puede obtener con medios mecánicos, tales como maquinado y esmerilado, resultaría muy costosa.

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué se utiliza el movimiento de costura en la segunda y tercera pasadas? 2. ¿Por qué es necesario vibrar en los lados cuando se hace la costura?

PROMINENCIA

IDEAL

Fig. 13-18 Soldadura de filete convexa

En la figura 13-18 se ilustra una soldadura de filete convexa. La mayoría de las soldaduras de filete tienen ese aspecto, en especial cuando so hacen con electrodos convencionales, tales como E6012 o E6013. La cantidad de prominencia o que sobresale suele ser de 1.5 mm a 3 mm. Cualquier cantidad adicional es innecesaria y producirá

Fig. 13-17 Forma ideal de la soldadura de filote

151

desperdicio de metal de electrodo, pérdida de tiempo y mayor deformación. La mayoría de las soldaduras de filete hechas con los nuevos electrodos con recubrimiento grueso y hiem en polvo, tienen el aspecto de la soldadura de filete cóncava mostrada en la figura 13-19. La depresión o concavidad debo sor entre 1.5 mm y 3 mm. Si se excede de estas medidas, habrá soldadura débil y posibilidad de roturas.

CALIBRADOR

SOLDADURA DE FILETE.

Fig. 13-21 Medición de la longitud de las piernas

Pruebe sus conocimientos 1. Mencione los tres tipos o formas de soldaduras de filete. 2. ¿Qué métodos se utilizan para producir una soldadura ideal de filete? 3. ¿Cuál es la diferencia entre una soldadura de filete convexa y una cóncava? 4. ¿Cuáles son los resultados de un exceso de altura en la soldadura de filete convexa? 5. ¿Cuáles serían los resultados de una depresión muy grande en una soldadura de filete cóncava? 6. ¿Cómo se mide el tamaño de una soldadura de filete? 7. ¿Cuál es el propósito de un calibrador para soldaduras de filete? 8. ¿Qué significa longitud de piernas en una soldadura de filete?

CONCAVIDAD

Fig. 13-19 Soldadura de filete cóncava

Calibradores de soldadura de filete La medida de -ma soldadura de filete se determina por la longitud de Jas piernas. En una soldadura de filete hecha en forma correcta, las longitudes de las piernas deben ser iguales (Fig. 13-18). Hay diferentes tipos de calibradores para filetes, pero todos están destinados a medir la longitud de las piernas y la garganta (Fig. 13-21).

La unión a escuadra No es difícil soldar una unión a escuadra, porque la V natural que forman las placas ayuda a guiar el electrodo y a mantener el metal de la soldadura en su lugar (Fig. 13-22A).

Pasos para soldar una unión a escuadra LONGITUD DE LA PIERNA SOLDADURA DE FILETE

Fig. 13-20 Medición de la longitud de las piernas

1. Obtenga dos piezas de metal de alrededor de 50 mm x ' l S O m m . x 6 mm. 2. Prepare la unión a escuadra. "3. Prepare la máquina, bájese la careta y suelde la unión por puntos. 4. Tome la misma posición como si fuera a correr un cordón. 5. Apunte el electrodo hacia la V e inclínelo a un ángulo de 20° en la dirección del movimiento (Fig. 152

Se puede hacer una unión a escuadra, con el uso de piezas en las que ya practicó los cordones y costuras (Fig. 13-23). Pruebe sus conocimientos 1. ¿Qué hace que esta unión sea fácil de soldar? 2. ¿Qué ángulos se usan p°ra soldar esta unión? 3. ¿Cómo se puede evitar que el metal se derrame o rebase?


Para hacer una unión a escuadra con pasadas múltiples Esta soldadura se utiliza para llenar las V de tamaño grande que se forman al unir placas muy gruesas n oscundrn. Estos uniónos no so puodnn llenar con un cordón de soldadura. Esta unión es similar a la unión a tope en V sencilla y se puede usar para prncticnr unn unií •> n tope en V sencilla (Fig, 13-24),

B

Fig. 13-22 Soldndurn do unn unión n osoundrn UNIÓN A ESCUADRA

13-22B). Recuerde mantener el electrodo a un ángulo de 90" con la unión (Fig. 13-22A). 6. Forme el arco y corra un cordón a lo largo de la unión. 7. Mantenga .corto el arco y no permita que el metal de la soldadura se derrame sobre los bordes de la V. 8. Si el metal tiende a derramarse o rebasar, aumente la velocidad del movimiento. 9. Deténgase, limpie con cincel y cepillo e inspeccione la soldadura.

UNIÓN A TOPE EN V SENCILLA

Fig. 13-24 Semejanzas de las uniones

Pasos para hacer una unión a escuadra con pasadas múltiples 1. Prepare la unión a escuadra. 2. Obtenga el electrodo y gradúe la máquina. 3. Ponga a funcionar la máquina y bájese la careta. 4. Corra el primer cordón f i In esquina como cuando suelda una escuadra con .una pasada. f>. Limpio con cincol y cepillo n inspecciono la soldadura. 6. Las pasadas siguientes se pueden aplicar como cordones sencillos o como costuras (Fig. 13-25). 7. Limpie con cincel cada pasada antes de aplicar la siguiente.

Fig. 13-23 Unión a escuadra hcchn con piezas aprovechables

153

En la figura 13-27 se muestran los métodos correcto e incorrecto para la alineación de una unión a tope. CORRECTA

INCORRECTA

Fig. 13-27 Alineación

Fig. 13-25 Pasadas y costuras sencillas en una unión a escuadra

Preparación de Ja unión. Para que la unión quede fuerte, la soldadura debe penetrar por completo. Hay muchos soldadores que descuidan este punto tan importante y el resultado es una soldadura o unión deficientes. Si el espacio o separación son muy pequeños, será imposible la penetración en la unión (Fig. 13-28). Pero, si el espacio o separa-

8. Siempre se debe mantener el electrodo a un ángulo de 90° con la unión e inclinado 20° en la dirección del movimiento. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es ^1 propósito de esta soldadura? 2. ¿Se pueden usar cordones o costuras para llenar esta unión? 3. ¿A qué ángulos se debe mantener el electrodo todo el tiempo? 4. ¿Qué otra unión es similar a ésta?

Fig. 13-28 Espacio muy pequeño

ción entre las piezas es muy grande, la quemadura pasada producirá agujeros y demasiada penetración (Fig. 13-29).

La unión a tope La unión a tope es la más difícil para llegar a dominarla. Requiere práctica y tiene un uso muy extenso en la industria. Se deben observar los siguientes aspectos con todo cuidado. Amperaje. Igual que en cualquier otra soldadura, un amperaje demasiado alto produce una quemadura pasada o perforación del metal. Un amperaje muy bajo produce penetración deficiente o nula. Alineación. La alineación es importante en cualquier unión, pero es esencial en la unión a tope.

Fig. 13-29 Espacio muy grande

Con metal hasta de cierto espesor (más o menos 6 mm), es posible obtener penetración completa si se suelda en ambos lados de la unión (Fig. 13-30). Otras veces, no será posible obtener la penetración completa sin hacer alguna preparación de las orillas o bordes.

E

AMPERAJE CORRECTO

AMPERAJE MUY ALTO

AMPERAJE . 'UY BAJO Fig. 13-26 Efectos del amperaje en las uniones soldadas

Fig. 13-30 Unión soldada por ambos lados para tener penetración completa

154

k

Preparación de las orillas o bordes Conforme aumenta el espesor del metal, se hace más difícil o imposible obtener la penetración completa, salvo que se haga una preparación especial de las orillas del metal. Por ello, se modifican los bordes del metal para darles una conformación que permita buena penetración de la soldadura.

Soldadura de una unión a tope La operación de soldadura a tope es similar a la de correr un cordón. La única diferencia es que se unen dos piezas de metal con la soldadura y se debe tener más cuidado.

Pasos para soldar una unión a tope 1. Obtenga dos piezas de metal de alrededor de 50 mm x 150 mm x 6 mm. 2. Prepare la unión a tope y suéldela por puntos, como se ilustra en la figura 13-33. 3. Forme el arco y suelde a lo largo de la línea de la unión, en donde los bordes del metal están soldados por puntos. 4. Haga In soldadura como si corriera un cordón. Consulte los ángulos correctos d A electrodo en la figura 13-33.

Fig. 13-31 Unión en V sencilla

5. Compruebe que el metal de la soldadura o charco se extiende y cubre ambas piezas de metal. 6. Después de concluir la soldadura, deténgase, limpie con cincel y cepillo de alambre y examínela. El centro de la soldadura debe alinear con el centro de la unión. El metal de soldadura debe estar distribuido con uniformidad en ambos lados de la unión. El aspecto de la soldadura debe ser el mismo que el de un cordón sencillo (liso, ondulaciones uniformes, etc.) y habré penetración completa,

1. En metal de 1.5 mm a 6 mm, se puede formar una unión a tope sin necesidad de preparación especial de los bordes y se tendrá buena penetración. 2. En metal con espesor entre 6 mm y 19 mm, se forma una V sencilla (Fig. 13-31). 3. En metales de más de 19 mm de espesor, es mejor hacer una preparación en doble V (Fig. 13-32).

90°

Fig. 13-32 Unión a tope con V doble

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué es necesaria una preparación especial de los bordes para ciertos espesores de métalos? 2. ¿Es posible obtener penetración completa on metal de 19 mm de espesor sin una preparación do los bordes? 3. ¿Qué tipo cíe preparación so debo hacer a los bordes cuando se usa metal de 12 mm de espesor a fin de obtener buena penetración?

SOLDADURAS F-OR PUNTOS

Fig. 13-33 Soldadura do unn unión a Inpo

155


1. ¿Por qué es importante aprender a soldar una unión a tope? 2. ¿Por qué es importante el amperaje correcto? 3. ¿Por qué es importante la alineación correcta? 4. ¿Es necesario lonor penetración completa? 5. ¿Qué ocurre si el espacio entre las dos piezas de metal es m, y estrecho? 6. ¿Quó ocurro si oí ospncio os demasiado grande? 7. ¿En qué casos es imposible obtener penetración completa sin hacer preparación de los bordes? 8. ¿Cuáles son los tres puntos importantes que se deben recordar al preparar una unión a tope?

Metal sucio Arco muy corto Electrodo incorrecto

Revisar preparación de los bordes Aumentar el amperaje Reducir la velocidad Cambiar éngulo del oloctrodo Revisarlo; cambiar a la medida correcta Corrocción

Cambiar ángulo del electrodo Reducir el amperaje

Palabras que se deben recordar

filete hacia abajo convexa cóncava alineación

penetración quemadura pasada horizontal longitud de las piernas

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. Mencione dos clases de soldadura de filete. 2. ¿Cuántas pasadas se pueden aplicar en una soldadura de filete? 3. ¿Por qué hay que limpiar todos los cordones con cincel y con cepillo de alambre? 4. ¿A qué ángulos se debe sostener el electrodo cuando se hace una soldadura de filete horizontal? 5. ¿Cómo se pueden corregir el exceso de altura o de socavado en una soldadura horizontal? 6. ¿Quó ejercicio os similor al de hacer una soldadura de filete horizontal? 7. La soldadura de filete horizontal de tres pasadas se aplica en: a. unión en T b. unión traslapada c. ambas uniones 8. Describa el procedimiento que se debe usar al hacer una soldadura de filete horizontal de tres pasadas. 9. ¿Cuáles son las ventajas de usar el montaje de la figura 13-14?

TABLA 13-1 DEFECTOS COMUNES EN UNIONES SOLDADAS CON ARCO Y SU CORRECCIÓN

Porosidad

Mal preparación de los bordes Calor insuficiente Soldar muy rápido Ángulo incorrecto del oloclrodo Electrodo de medida incorrecta Ángulo incorrecto del electrodo Corriente muy alta

Defectos

Calor insuficiente Soldar muy rápido

Corrección

Socavado

Puntos que se deben recordar • La soldadura do íilete se aplica en una unión T y en una unión traslapada. • El éngulo del electrodo siempre es importante al soldar. • Lo longitud do las piornas determina el tamaño de una soldadura de filete. • Se puede usar una unión a escuadra para practicar, en lugar de una unión a tope en V sencilla. • La alineación y la separación son los más importantes cuando se prepara una unión a tope para soldarla.

Fusión deficiente

Poca penetración

Correción Aumentar el amperaje Reducir la velocidad Corrección Limpiar el metal antes de empezar Mantener un arco más largo Revisar el electrodo

156

10. ¿Cuáles son las diferencias principales entre Ins tipos de soldaduras de filete? 11. ¿Qué método se utiliza para determinar el tamaño de una soldadura de filete? 12. ¿Cómo se determinaría la longitud de piernas de una soldadura de filete? 13. ¿Cuál sería el resultado de la falta de soldadura en una soldadura de filete cóncava? 14. ¿Por qué no es difícil soldar una unión a escuadra? 15. Cuando se suelda una unión a escuadra, ¿qué se debe hacer para evitar que rebase el metal?

Parte II 1. ¿Por qué es más rápido soldar en la posición hacia abajo? 2. ¿Por qué se usan las soldaduras de pasadas múltiples? 3. Describa, con dibujos rotulados, los tres tipos o formas de soldaduras de filete. 4. ¿Por qué se prefiere la preparación en V doble en lugar de la de V sencilla eji metales de más de cierto espesor? 5. ¿Por qué es más adecuada la soldadura de arco para metales gruesos?

1 1

7 T T

r

r 157

SOLDADURA AVANZADA

Soldadura en posiciones incómodas (fuera de la posición horizontal) Soldadura en posiciones incómodas o fuera de la posición horizontal, significa simplemente quo la unión que se va a soldar no está colocada en posición plana, corno en los ejercicios anteriores.

HORIZONTAL SOLDADURA DE CANTO

Posiciones para soldar Hny cuatro posiciones básicas para soldar: plana, vertical, horizontal y sobre Ja cabeza (Fig. 14-1). Estas posiciones se utilizan para todos los proce-

PLANA

-r

SOLDADURA \E TAPÓN PLANA (P)

VERTICAL (V)

SOLDADURA A TOPE

\A HORIZONTAL SOLDADURA SOBRE LA CABEZA

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 14-2 Soldaduras y posiciones

SOBRE LA CABEZA (SC)

HORIZONTAL (H)

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 14-1 Posiciones básicas para soldadura

sos de soldadura y son las mismas, cualquiera que sea el proceso utilizado. La soldadura en sí no cambia según la posición. Es decir, una unión a escuadra sigue siendo unión a escuadra, ya sea que se haga en posición plana, vertical o sobre la cabeza (Fig. 14-2). El cordón y la costura también

La soldadura en posiciones incómodas se efectúa sólo en caso de necesidad. Requiere mucho tiempo y hay que evitarla siempre que sea posible. Sin embargo, en la industria se hacen muchas soldaduras fuera de la posición plana y el soldador experto deber ser capaz de soldar en cualquier posición. En la figura 14-4 se ilustra el tiempo que se pierde cuando se suelda fuera de la posición plana. En la figura 14-4A se está haciendo una soldadura de filete, en posición vertical, de abajo hacia arriba. Se sueldan 115 mm de la unión por minuto. . En la figura 14-4B se suelda la misma unión en la posición plana. Se ha aumentado la velocidad a 300 mm por minuto. En la figura 14-4C se ha inclinado la misma unión a un ángulo de 10° y la velocidad de soldadura ha aumentai •> a 490 mm por minuto. Cuando la unión esta a un Ángulo do 10°, todavía so considera que está en posición plana. Cuando se suelda fuera de la posición horizontal, se deben recordar los siguientes puntos: Soldadura pJana. El metal de la soldadura se deposita sobre el metal que se va a soldar y éste sirve como soporte. Soldadura vertical. El metal que se va a soldar actúa sólo como soporto pnrcinl y oí mntnl do soldndura que ya se ha depositado se debe usar como ayuda. Soldadura horizontal. Igual que en la soldadura vertical, el metal que se va a °oldar sólo da soporte parcial y el metal de soldadura depositada se debe usar como ayuda. Soldadura sobre la cabeza. El metal que se va a soldar sólo soporta ligeramente el metal de soldadura fundido.

60"

/ POSICIÓN PLANA \

no"

^X/ 30"

Cortesía do The Lincoln Electric Company Fig. 14-3 Posiciones para soldadura

son los mismos. La única diferencia es la posición en la cual se deposita el metal de la soldadura. Los ángulos a los cuales se puede inclinar la unión antes de considerar que ha cambiado de posición se ilustran en la figura 14-3. Todos los ejercicios yu descritos se pueden practicar en estas posiciones diferentes. Las observaciones con respecto a las fallas, es decir, porosidad, socavado y prominencia, son los mismos, sin que importe la posición en la cual se suelda la unión. Después de aprender algunos fundamentos propios de la soldadura en posiciones incómodas, encontrará que no es más difícil que soldar en posición plana.

115 mm/m¡n

300 mm/min

490 mm/min

PLANA INCLINADA CORRIENTE AHAJO VERTICAL DE SUBIDA

A

B Cortesía de The Lincoln Electric Company

Fig. 14-4 Efecto de la posición en la velocidad

159

5. ¿Cuál es la diferencia entre soldar en la posición plana y soldar en la posición vertical con respecto a la velocidad? 6. Mencione tres puntos que se deben recordar cuando se suelda en posición incómoda o fuera de la posición horizontal. 7. ¿En cuál posición hay el mínimo soporte del metal de la soldadura en el metal base? 8. ¿Por qué se debe mantener plano o de poco fondo el charco en la soldadura vertical o sobre la cabeza? 9. ¿Cómo puede el soldador mantener poco profundo el charco? 10. ¿Qué ocurriría al charco de metal fundido si no se mantuviera poco profundo en la posición vertical? 11. ¿En qué dirección se apunta el soplete cuando se suelda una unión a tope en la posición sobre la cabeza?

Se tendrá poca dificultad en la soldadura vertical o sobre la cabo¿a si se mantiene el charco plano o poco profundo y no se permite que forme una gota grande. El charco plano se adherirá con más facilidad al metal que se va a soldar, que una gota grande. En la soldadura vertical, horizontal y sobre la cabeza, hay muy poco soporte en el metal que se va a soldar. El charco fundido está líquido y se caerá o se correrá a lo largo del metal que se va a soldar, si no se hace algo por evitarlo. El soldador puede mantener plano el charco fundido y ponerlo donde desea con un movimiento cuidadoso de la varilla y el soplete en la soldadura oxiacetilénica y de' electrodo en la soldadura de arco. Pruebe sus conocimientos 1. ¿Qué significa soldadura en posición incómoda o fuera de la posición horizontal? 2. Mencione las cuatro posiciones básicas para soldadura. 3. ¿Qué efecto tiene la soldadura fuera de posición horizontal sobre el tipo de soldadura o el diseño de la unión? 4. ¿Cómo se compara la soldadura fuera de la posición horizontal con la soldadura en posición plana, en lo que respecta a porosidad y otras fallas?

Soldadura con oxiacetileno, posición vertical La soldadura vertical se efectúa en una de dos formas: desdo la parte inferior hasta la superior de la unión (Humada subida verticul) o dosdo lu parte superior a la inferior de la unión (llamada bajada vertical). La mayor parte de la soldadura vurlicul con oxlncolllono HU lineo hnoin nrribn. I.n soldadura con oxiacetilono en la posición vertical no es difícil si se recuerdan los puntos antes mencionados, es decir: soporte para el metal, mantener plano el charco y la manipulación correcta de la varilla de soldadura y del soplete. Dado que los rebordes o las costuras sencillas son las dos operaciones fundamentales en la soldadura, en las siguientes páginas se describe la práctica de estos movimientos.

Pasos para correr un cordón 1. Obtenga una pieza de metal y colóquela en la posición ilustrada en la figura 14-6. Se debe sujetar el metal para evitar que se caiga. 2. Será más fácil si se coloca el metal a un ángulo de 45° y, luego, se lo eleva a 90° conforme se adquiere destreza. 3. Obtenga la varilla para soldadura y ajuste las presiones del soplete. 4. Encienda el soplete y ajústelo a llama neutra.

DIRECCIÓN DE LA

SOLDADURA' i

VERTICAL

Fig. 14-5 Cordones verticales

160

1 5. Empiece por formar un charco pequeño en la parte inferior del metal (Fig. 14-7). 6. Agregue varilla de soldadura, desde la parte superior, al charco con un movimiento rítmico (Fig. 14-8). Este movimiento es similar al que se efectúa al soldar en la posición plana. 7. Observe el charco con cuidado. Si empieza a correrse hacia abajo, desvíe el soplete y deje que enfríe el charco. Luego, vuelva a empezar en el lugar en donde se detuvo.

BOQUILLA

Fig. 14-8 Posición de la varilla y el soplete

8. Se debe sostener el soplete de modo que la llama apunte hacia arriba y ayude a controlar el charco fundido.

BANCO

Fig. 14-6 Posición para empezar

r

Costura La costura es un movimiento uniforme de un lado a otro y se requiere para depositar un cordón más

í


t DIRECCIÓN DE LA SOLDADURA INICIAR UN CHARCO PEQUEÑO EN LA PARTE INFERIOR DEL METAL

Fig. 14-9 Costura

Fig. 14-7 Iniciación del charco

161

ancho. No habrá dificultades si se mantiene plano el charco. El soplete y la varilla de soldadura se mantienen más o menos a los mismos ángulos que cuando se corre un cordón sencillo (Fig. 14-10).

VARILLA

Ahora bien, en el caso de la costura, hay que mover el soplete y la varilla de soldadura en zigzag y se mantienen en lados opuestos de la soldadura, es decir, cuando el soplete está al lado derecho del charco, la varilla está a la izquierda (Fig. 1411). Se mantiene la varilla dentro del charco fundido duranto la soldadura. No hay que introducirla y sacarla como cuando se corre un cordón sencillo.

DE

SOLDADURA

Uniones soldadas Como se puede ver en la figura 14-12, una unión a tope soldada en posición vertical no tiene un aspec-

DIRECCIÓN DE SOLDADURA BOQUILLA

F¡K. 14-10 Posición do la varilla y el soplete para la eos-' tura

í!

Cortesía de Union Carbide Canadá. Limited Fig. 14-12 Unión a tope vertical

to muy diferente del de una unión a tope soldada en posición plana. La soldadura de una unión a tope en la posición horizontal es quizá el procedimiento más difícil para llegar a dominarlo. En la figura 14-13 se ilustra una unión a tope horizon-

Cortesícj de Union Curhide Cunada. Limiíed

Fig. 14-11 Movimientos de la varilla y el soplete al hacer costura

Fig. 14-13 Unión a tope horizontal

162


SOLDADURA CORRECTA

METAL QUE SE VA A SOLDAR i

I . SOLDADURA INCORRECTA

Fig. 14-15 Soldadura sobre la cabeza

mover la varilla de soldadura del modo correcto para evitar que el metal fundido forme un charco demasiado grande y empiece a gotear. Observe, en la figura 14-16 que el soplete apunta en línea recta hacia la soldadura cuando se suelda una unión a tope en la posición sobre la cabeza.

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 14-14 Posición correcta de la varilla y el soplete para la soldadura vertical

tal. En la figura 14-14 se muestra la posición correcta de la varilla de soldadura y del soplete para hacer una unión a tope vertical.

Soldadura con arco, posición vertical

Soldadura con oxiacetileno, posición sobre la cabeza

La soldadura con arco en la posición vertical se puede hacer de subida o de bajada. Cada una tiene ciertos ventajas. La soldadura de bajada, a partir de la parte superior del metal, se usa más en me-

Cunndo so suelda sobro la cabeza con oxiacotilono, se debe controlar la llama con mucho cuidado y


, - , . . , • . . . •

163

,

Fig. 14-16 Soldadura de una unión a tope sobre la cabeza

Pasos para corroí' un cordón do subida

talos do calibro delgado. Es muy fácil, si nú so pormite que la escoria corra por delante del metal fundido. Lq soldadura de bajada es más rápida y produce nú ios deformación, pero no se deposita tanto metal de la varilla como cuando se suelda de subida. Con la soldadura de subida se deposita más metal de la varilla y requiere menos pasadas para llenar zonas grandes. También produce más penetración, si se aplica en la forma correcta y le permite al principiante un mejor control sobre el charco fundido.

1. Obtenga una pieza de metal y póngala en la posición para soldadura vertical, (Fig. 14-6). 2. Obtenga un electrodo y ajuste la máquina. 3. El electrodo se debe sostener de modo que apunte hacia arriba entre 5° y 10°. 4. Ponga a funcionar la máquina, forme el arco y haga un charco en la parte inferior del metal. 5. Deposite una pequeña cantidad de metal y deténgase. 6. Vuelva a formar inmediatamente el arco y deposite más metal. Deténgase otra vez. 7. El segundo depósito debe quedar con una parte encima y una parte delante del primer depósito (Fig. 14-18). Los depósitos se colocan como ladrillos de construcción, uno encima del otro.

Pasos para correr un cordón de bajada 1. Obtenga una pieza de metal y póngala en la posición para soldadura vertical. 2. Obtenga un electrodo, gradúe la máquina y póngala a funcionar. 3. El electrodo se debe sostener a un ángulo de 50° a 60° como se ilustra en la figura 14-17.


Fig. 14-18 Formación de un cordón 8. Repita estos pasos hasta llegar a la parte superior del metal. 9. Limpie con cepillo metálico y martillo e inspeccione la soldadura. Éste es el método utilizado en la soldadura de subida. Sin embargo, un soldador experto no se detiene entre cada depósito, sino que sólo desvía el electrodo y deja que se solidifique la soldadura, como se muestra en la figura 14-19. Conforme adquiera mayor destreza, encontrará que puede trabajar con más rapidez, hasta que llegue el momento en qué ya no se detendrá entre cada-depósito, sino que sólo desviará el electrodo unos 12 mm de la soldadura, mientras mantiene un arco largo para luego acercarlo y depositar más metal.

\. 14-17 Para correr un cordón vertical de bajada

4. Forme el arco y haga un charco en la parte superior del metal. 5. Mueva el electrodo en línea recta hacia abajo y mantenga corto el arco. 6. Observe el charco con cuidado. No se debe permitir que la escoria corra por delante del metal de la soldadura. 7. Si la escoria corre delante de la soldadura, deténgase, limpie con cincel y vuelva a empezar la soldadura ^n el lugar en donde se detuvo. 164

k..


Cortesía de The Lincoln Electric Compon}'

1 1 1

Fig, 14-19 Para correr un cordón vertical de subida

Fig. 14-21 Costura vertical de bajada

Costuras de subida y de bajada Para las costuras verticales se usan los mismos procedimientos y técnicas que para las costuras en posición plana u horizontal. La única diferencia está en la posición del metal. Como ya se dijo, hay que mantener el charco plano o de poco fondo y no se debe permitir que forme una gota grande. /\ hacer costuras de subida o de bajada, se debe prestar atención particular a los lados de la sol-

dadura. Si se separan demasiado rápido de los lados, ocurrirá socavado. Para evitar el socavado, vibro o titubeo en los lados (marcados x en la figura 14-22). Este titubeo permite que se acumule allí el metal.

DIRECCIÓN DE SOLDADURA

1

Cortesía (Je The L¡nco/n Electric Company Fig. 14-22 Método pnra evitar el socavado


T

Soldadura con arco, posición sobre la cabeza La soldadura en la posición sobre la cabeza no es difícil si se recuerda que debe mantenerse plano el charco. No intente depositar nucho metal de soldadura de una sola vez. Practique los mismos ejercicios que antes, es decir, cordones y soldaduras a tope y de filete, pero en la posición sobre la cabeza.

Cortosío
T

165

• Se debe mantener un charco plano o poco profundo. • El titubeo o vibración en los lados da una costura eliminará el socavado. Palabras que se deben recordar vertical . fundamental horizontal desviar o girar sobro la cnbozo controlar plimii

híicm i i b f i j n

movimiento [manipulación] PREGUNTAS PARA REPASO

. i

Parte I Fig. 14-23 Soldadura con arco sobre la cabeza

1. ¿Cuántas posiciones básicas hay en soldadura? 2. Dé un ejemplo que demuestre que la soldadura en posición incomoda (fuera do In posición horizontal) roquioro más tiempo que la soldadura en posición plana. 3. ¿Cuál es la razón por la cual se insiste en conservar un charco plano en la soldadura sobre la cabeza? 4. ¿Cuál es la posición para soldar en la cual el metal que se va a soldar provee el máximo soporte para el metal de la soldadura? Explíquelo en sus propias palabras. 5. ¿Cuáles son las ventajas de la soldadura "vertical de subida" por comparación con la soldadura "vertical de bajada" en la soldadura de arco? 6. ¿Por qué hay que desviar o separar el electrodo en la soldadura vertical de subida?

Pruebe sus conocimientos 1. En lo soldad;;,.! vertical, ¿por quó na mfis fácil para el principiante poner oí metal a un ángulo do 45"? 2. ¿Cuál es la diferencia básica entre correr un cordón vertical y hacer costura vertical? 3. En la soldadura de arco, ¿cuál es la diferencia entre soldadura vertical de subida y soldadura vertical de bajada? 4. ¿Cuáles son los puntos principales que se deben observar cuando se suelda con arco en la posición sobre la cabeza? Puntos que ô deben recordar

• Hay cuatro posiciones básicas para soldadura. • Se puede usar el mismo proceso de soldadura en todas esas posiciones. • El tipo do unión no cnmbin; sólo la posición. • La soldadura en posición incómoda o fuera de posición horizontal sólo se efectúa cuando es indispensable. • Un soldador experimentado debe poder soldar en cualquier posición. • La soldadura f uera de la posición horizontal hace perder mucho tiempo. • En la soldadura fuera de la posición horizontal, el soporte para el metal tiene un papel muy importante, igual que lo tiene la cohesividad del charco.

Parte II 1. Con base en las cifras presentadas en la figura 14-4, ¿cuánto tiempo tardaría en soldar una unión de 1.5 m de longitud en posición vertical y cuánto en posición plana? 2. Use las mismas cifras y suponga que se ha soldado una unión de 30 metros de longitud en la posición plana. ¿Con cuánta más rapidez se hubiera soldado si hubiera estado inclinada 10°? 3. Si la soldadura en posiciones incómodas o fuera de la posición horizontal requiere tanto tiempo, ¿por qué hay quien In usn? 166

k

Metales Desde la prehistoria, el hombre descubrió el metal y se dio cuenta de lo útil que podría ser. Durante siglos, el hombro hn conformado y unido piezas de metal para hacer armas y ornamentos. En Egipto se han encontrado armas hechas de cobre que datan de 4000 años a. de C. También se han encontrado ollas y cacerolas de bronce que datan de 2000 años a. de C. Parece ser que se empezó a hacer uso del hierro alrededor de 1500 años a. de C. y en una época se consideró más valioso que el oro. El hombre usó estos metales en su forma pura o estado original y también combinó dos o más metales para hacer aleaciones. En la actualidad, la mayor parte de los metales son aleaciones. Un sol-

dador experimentado ha de poder reconocer los diferentes metales, porque se usan diferentes métodos de soldadura para las distintas composiciones de los metales.

Aleaciones Hacer una aleación es semejante a hacer un pastel. Cuando se mezclan harina y agua y se^ hornean, el resultado es una pasta "imple. En forma similar, cuando un metal puro o su iple se procesa y hornea, se tiene como resultado un metaJ base. La pasta simple se puede variar con la adición de color vegetal, sabores, frutas y otros ingredientes. El metal base también se puede variar con la adición de otros elementos y metales.

METAL PURO

Fig. 15-1 Utensilios antiguos

METAL DE ALEACIÓN

Fig. 15-2 Metales y aleaciones

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Por qué debe ser capaz un soldador de reconocer ciertos metales? 2. ¿Qué significa metal puro? 3. ¿Qué iñgnifica aleación metáJica?

al calentar la mezcla en un horno especial. Esta mezcla se trabaja dentro del horno para formar bolas grandes del metal. Cuando se sacan, se martillan y se laminan de modo que una parte de la escoria quede atrapada dentro del metal. El hierro forjado es blando y se puede doblar y trabajar para darle muchos formas, tales como herraduras, cadenas, rejas y barandillas ornamentales. Este metal ha sido sustituido en su casi totalidad por el acero dulce para la fabricación de estos productos. El hierro fundido o colado se produce al agregar carbono y otros ingredientes al hierro fundido. El método de fundición determina el tipo de hierro fundido que se obtenga. Hay varios tipos diferentes de hierro fundido. El acero es un metal ferroso duro y fuerte y se hace a partir de hierro refinado al cual se han agregado otros elementos para producir muchas clases diferentes de acero. El carbono es el ingrediente principal que se agrega al hierro fundido para producir acero. Algunas de sus variedades son las siguientes: El acero de bajo carbono (acero dulce) tiene pequeñas cantidades de carbono. Se utiliza en la manufactura de cadenas, clavos, tubos, perfiles y formas estructurales. El acoro de mediano carbono tiene más cantidad de carbono que el acero dulce y se utiliza en la fabricación de ejes para vehículos y para máquinas. El acero de alto carbono tiene un contenido todavía mayor de carbono que los dos anteriores. Se utiliza en muelles y resortes para automóviles, yunques y hojas de sierra. El acero de muy a¡to carbono tiene más carbono que los tres anteriores, pero menos que el hierro fundido. Se utiliza para hacer cinceles, cuchillas y limas. Los aceros de aleación se producen al agregarles otros elementos. Por ejemplo, se agregan níquel y cromo para producir acero inoxidable. El t u n g s t e n o se agrega para producir herramientas de corlo con mucho filo. VA manganeso so agroga para hacer herramientas de corte muy duras. El ucero fundido es acero colado o vaciado eií moldes en lugar de darles determinada forma.

Tipos comunes de metales Los metales se dividen en dos categorías: metales ferrosos, los cuales contienen hierro y metales no ferrosos, los cuales no contienen hierro. En la tabla siguiente se incluyen algunos de los metales en cada categoría. METALES FERROSOS Hierro Hierre fundido Acero Aleaciones de aceros Hierro galvanizado Lámina estañada (hojalata)

METALES NO FERROSOS Aluminio Cobre Plomo Estaño Níquel Zinc Plata Latón Bronce Oro Platino (aleaciones de estaño, como metal baso)

Pruebe su_, conocimientos 1. ¿Qué significa no ferroso? 2. ¿Es el aluminio ferroso o no ferroso? 3. ¿Cuáles de los siguientes metales son ferrosos: cobre, plomo, hojalata, plata, latón? Metales Ferrosos El metal ferroso es el que contiene o se forma con hierro y otros elementos. El hierro es el más común y útil de todos los metales. El urrabio <"> hierro de primero fusión que se obtiene del alto horno, se utiliza poco para procesos de m a n u f a c t u r a porque- es quebradizo y titiiu; muchas impurezas. El hierro puro se obtiene al eliminar las impurezas del arrabio. El hierro puro tiene poco uso en los procesos de manufactura, excepto para formar aleaciones, porque es demasiado blando. Sin embargo, es esencial para la producción de acero. El hierro forjudo se produce con la adición de c h a t a r r a y mineral de hierro al arrabio y, luego.

Nota: Los ingredientes mencionados se pueden agregar en diferentes cantidades y mezclarlos para producir otras clases de metales. El control efi168

caz y la producción de estos metales es un proceso muy delicado y complejo.

con otros metales. Estos metales de la aleación producen variaciones en las características del oro, por ejemplo, el color. La finura del oro por lo general se mide en quilates. El oro puro es de 24 quilates. La plata pura se usa muy raras veces. Las monedaá, cuchillería y joyería se hacen siempre con aleaciones de plata. La plata fina fSterJingJ, por ley, debe contener, cuando menos, 0.927 partes de plata.

Metales no ferrosos El aluminio en su estado puro es como el hierro puro, o sea, de muy poco valor para la fabricación. Sin embargo, cuando se le agregan otros elementos o metales, tiene millares de aplicaciones que van desde piezas para aviones o vehículos, hasta "papel" para envolver alimentos. El cobre se usa en los utensilios de cocina y equipo eléctrico. Cuando se forma una aleación con el estaño, se produce el metal llamado bronce. Cuando se forma una aleación con el zinc, se produce el metal llamado latón. El plomo es uno de los metales más antiguos conocidos por el hombre. Se utiliza, entre otras cosas, para producir tipos para imprenta, soldadura blanda y pigmentos para pinturas. El zinc en aleación con el cobre produce latón. También se hacen con zinc piezas fundidas en molde de presión para vehículos y el revestimiento galvanizado que protege los metales. El ñique/ se utiliza en la manufactura de aceros inoxidables, metal Monel y monedas. El ostuno so utiliza para recubrir acoro duloo, en la producción de hojalata para hacer envases y, en aleación con el cobre, para producir bronce. El mognosio os similar on nspocto al aluminio, pero mucho más ligero. Uno de sus usos principales es en la fabricación de componentes de aviones. El oro puro es demasiado blando para usarlo solo; para empleo comercial se usa en aleación

Fig. 15-4 Metales de la era espacial

Debido al interés en las exploraciones espaciales, ha surgido la demanda de nuevos metales para satisfacer los requisitos. Estos metales se han producido debido a la necesidad de menor masa, más resistencia a los esfuerzos y resistencia más alta al calor, la corrosión y la erosión. Ya hay un buen número de estos nuevos metales en uso en cohetes y vehículos espaciales. Aunque presentan ciertos problemas para la soldadura, se van resolviendo poco -\. Algunos de los nuevos metales son: columbio molibdeno tántalo titanio vanadio circonio

Puntos de fusión aproximados de los metales Los metales se funden a diferentes temperaturas. En la siguiente tabla se indican los puntos de fusión de los metales más comunes.

Fig. 15-3 Vehículo espacial hecho de magnesio

169

METAL Estaño Plomo Zinc Aluminio Bronce Latón Plata Cobre Hierro fundido Metal Monel Acero de alto carbono Acero de mediano carbono Acero inoxidable Níquel Acero de bajo carbono Hierro forjado Tungsteno

PUNTO DE FUSIÓN 232°C 343°C 419°C 621-648°C 882-915 °C 926-982 °C 960 °C 1082°C 1232°C 1343°C 1371"C 1426°C 1426°C 1449°C 1510°C 1593°C 3410°C

os obvio quo oí plomo tiono mayor masa. La siguiente es una lista de metales empezando por el de menor masa: 1. Aluminio 5. Níquel 9. Oro 2. Zinc 6. Cobre 10. Platino 3. Estaño 7. Plata 4. Hierro 8. Plomo

ALUMINIO \¡

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PLOMO

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Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál tiene punto de fusión más alto: el plomo o el aluminio? 2. ¿Cuál tiene punto de fusión más alto: el hierro fundido o ul hierro forjado? 3. ¿Cuál tiene punto de fusión más alto: la plata o el níquel?

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. 1

Fig. 15-5 Prueba de la masa o peso Prueba a Ja JJama. Otra prueba que se puede hacer es la reacción de los metales al calor. Los diferentes metales tienen distinta reacción al aplicarles una fuente de calor. Compare una pieza de aluminio y una de magnesio del mismo tamaño. Salvo que se utilice equipo especial, el color y el peso de ambas piezas serían muy similares. Pero, si se sacan algunas limaduras de cada una y se les aplica la llama del soplete, las limaduras de

Identificación de los metales El soldador debe ser capaz de identificar los metales comunes. Para examinar e identificar todos los metales, 'a industria tiene laboratorios bien equipados, maquinaria costosa y técnicos especialistas. Los soldadores pueden usar métodos más sencillos y, con la práctica, llegan a identificarlos muy bien. Una sola prueba a veces puede determinar oí metal. Poro se suole requerir cierto númoro de pruebas pura estar seguro. Las pruebas más comunes son las siguientes. Color. La mayoría de las personas conocen los colores de los metales comunes: METAL COLOR Cobre Rojo Latón Amarillo Bronce Dorado Hierro fundido Gris Acero inoxidable Plateado Aluminio Blanco Masa. No se puede usar el color como única prueba. Cuando se determina la masa de una pieza de aluminio y otra de plomo, aunque sea sopesándolas con la mano para comparar su peso,

ALUMINIO Fig. 15-6 Prueba a la llama

170

MAGNESIO

Puntos que se deben recordar • Las aleaciones son una mezcla de metales. • Los metales se dividen en dos categorías: ferrosos y no ferrosos. • Cada metal se funde a temperatura diferente. • Se mezclan metales o elementos diferentes para producir aleaciones diferentes. • Se siguen produciendo nuevos metales y aleaciones. • Un soldador debe ser capaz de identificar, cuando menos, los metales comunes, • Recuerde que una prueba quizá no sea suficiente para la identificación completa de un metal. • No ferroso significa no n «ynótico; oí no forrosono produce chispas. • Las pruebas de uso más común son color, masa llama, imán y chispa.

aluminio se fundirán y las de magnesio arderán con una luz blanca e intensa. Prueba con imán. Es una sencilla prueba y determina en un instante si el metal es ferroso o no ferroso. Aplique un imán al metal. Si el imán atrae el metal, se puede tener la seguridad de que es ferroso.

IMÁN

NO FERROSO

IMÁN

Fig. 15-7 Prueba con el imán

/23 Palabras que se deben recordar aleación chispa no ferroso ferroso carbono metal puro color corrosión imán peso metal base

Un imán atraerá los metales ferrosos. El imán l'no atrae los metales no ferrosos, i | ^Recuerde: NO ferroso'es un metal NO magt nético.

- . ' ; .ñ-' • ¿-.'••••': ' . - . • ' • :.'•- '••;"-- i-*-*-"--\>:-£

Prueba de la chispa. Otro método para identificar metales es al esiacrü arios y observar la chispa que despide el metal.

Los metales ferrosos despiden chispas. Los, metales no ferrosos no despiden chispas, Recuerde: el metal NO ferroso no produce chispas. •' '.. • '-o; ; , : • . • • \ . • • '••*' ':• ' :.';•,

Supóngase que se ha roto un pedazo de una pieza de fundición y se desea saber la clase de metal que es. El hierro fundido y el acero fundido son similares en color, masa y aspecto. Ambos son magnéticos, pero, si los prueba con el esmeril, el hierro fundido producirá una chispa roja y el acero fundido, una chispa amarilla blanquizca.

171

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. Mencione dos metales utilizados desde tiempos muy antiguos. 2. Explique la diferencia entre metal puro y aleación. 3. ¿Cuáles son las dos categorías principales en que se dividen los metales? 4. ¿A cuál de esas categorías pertenece el acero? 5. ¿Cuál es la diferencia entre el punto de fusión del hierro fundido y el del acero de bajo carbono? 6. ¿Para qué se usa el arrt io o hierro de primera fusión? 7. ¿Cuántos tipos hay de hierro fundido? 8. Para producir latón, ¿se agrega estaño o zinc al cobre? 9. ¿Cuál es el propósito de agregar tungsteno al acero? 10. Describa dos pruebas utilizadas para ide.itificar metales. 11. Mencione la diferencia en color entre el latón y el bronce.

METAL PRUEBA ^¿j?

aspecto

^^z magnetismo fl '^ cincel ^^} fractura

:

hierro fundido

hierro forjado

SUPERFICIE FUNDIDA MATE

PLATEADO BRILLANTE Y TERSO

GRIS OSCURO, SEÑALES DE ARENA OEL MOLDE

GRIS CLARO TERSO

NO MAGNÉTICO

DEPENDE DEL ANÁLISIS EXACTO

FUERTEMENTE MAGNÉTICO


SUMAMENTE DURO PARA EL CINCEL

VIRUTA CONTINUA, COLOR BRILLANTE LISO

VIRUTAS PEQUEÑAS DE UNOS 3 mm. NO ES FÁCIL DE CINCELAR. QUEBRADIZO

VIRUTA CONTINUA, BORDES LISOS, BLANDO Y SE CORTA Y CINCELA CON FACILIDAD

GRANO GRUESO

ÚEPENDE DEL TIPO, BRILLANTE

QUEBRADIZO

ASPECTO FIBROSO GRIS BRILLANTE

SE FUNDE RÁPIDO, SE PONE ROJO BRILLANTE ANTES DE FUNDIRSE i i i n i

SE F'JNDE DESPACIO, SE PONE ROJO APAGADO ANTES DE FUNDIRSE

SE FUNDE RÁPIDO, SE PONE ROJO BRILLANTE ANTES DE FUNDIRSE

llama ™^

acero inoxidable

acero al manganeso

:

"•

l

1

1


Chispa 'Para mejores resultados, usar equipo de esmerilado de, cuando menos. 1 500 m/mm (Cir, * rmp "*" flfl-"" roemos/minuto)

METAL PRUEBA'

aspecto '^ magnetismo cincel

llama

Saltan en abanico blanco Intenso

1. Níquel: forma negra cerca de la piedra, 2 Molibdenp: (lechas en forma de lengua (solamente). 3, Vanadio: Lenguas largas de punta de lanza (solamente)

acero de bajo carbono

acero de mediano carbono

acero de alto carbono

acero de alto azufre

GRIS OSCURO

GRIS OSCURO

GRIS OSCURO

GRIS OSCURO





Lineas portadoras continuas (contiene muy poco carbono)

Lineas largas color paja (prácticamente libres de estallidos o ramificaciones)

VIRUTA CONTINUA, FILOS LISOS, SE CINCELA CON FACILIDAD

VIRUTA C O N T I N U A , FILOS LISOS, SE CINCELA CON FACILIDAD

DURO DE CINCELAR, PUEDE DAR VIRUTA CONTINUA

VIRUTA CONTINUA, BORDES LISOS. SE CINCELA CON FACILIDAD

GRIS ORILLANTE

GRIS MUY CLARO

GRIS MUY CLARO

GRANO FINO GRIS BRILLANTE


SE FUNDE RÁPIDO, SE PO:,E ROJO BRILLANTE ANTES DE FUNDIRSE


SE FUNDE RÁPIDO. SE PONE ROJO BRILLANTE ANTES DE FUNDIRSE

|j| Chispa' •Para mejores resultados, usar equipo de esmerilado de. cuando menos, 1 500 m/mm. (Cir. • rmp •• - * 1 000 » metros/minuto)

-*^LIneas portadoras amarillas largas (Aprox O 20% órnenos de carbono)

Lineas amarillas con ramas muy claras (Aprox. O 20% a 0.45% de carbono)

Fig. 15-8 Prueba do la chispa

Lineas amarillas, estallidos numerosos y muy claros. Estallidos en estrella (Aprox. 0.45% o más de carbono)

Lineas esponjosas-, Chispas en forma de cigarro

Cortos/u do Hofjurí Broíhors Comptmy

172

12. ¿El estaño, la plata, el cobre y el oro, son más pesados o más ligeros que el hierro? 13. Describa un método para determinar si una pieza dé metal es de aluminio o de magnesio.

4. Busque cuál es la diferencia que hay entre el metal utilizado en la carrocería de un automóvil y el utilizado en los resortes o muelles del automóvil. Explique la razón para usar dife-entes metales. 5. Explique en sus propias palabras por qué es necesario que un soldador sea capaz de identificar los metales. 6. Obtenga piezas de diversos metales. Compárelos con las siguientes pruebas: metal, imán, color, peso, llama.

Parte II 1. ¿Qué información se puede obtener al aplicar un imán a una pieza de metal? 2. ¿Qué ventaja tiene la prueba de chispa para identificar metales? 3. Averigüe qué tipo de metal es el más utilizado en la construcción de aeronaves. Explique por qué se prefiere este metal.

Lectura adicional Producción dé hierro y acero Todos los días las personas utilizan centenares de artículos hechos con acero y son pocas las que se preguntan de dónde proviene. Para producir acero, se necesitan tres materiales básicos: mineral de hierro, carbón y piedra caJiza. Para poder fundir el hierro contenido en el mineral, se necesitan temperaturas muy elevadas. El carbón, que es el combustible básico, no puede producir estas elevadas temperaturas, si primero no se lo convierte en coque, lo cual se hace en un horno de coquización. Producción del acero El primer paso para la producción del acero es en el alto horno, en donde se cargan capas alternadas de mineral de hierro, coque y piedra caliza por la parte superior de una estructura cilindrica de gran altura, revestida con ladrillos refractarios. Se insufla aire supercalentado hfacia arriba en el alto horno conforme va bajando la mezcla de mineral de hierro, coque y piedra caliza. El calor resultante separa el hierro del mineral. El hierro líquido se acumula en el fondo del alto horno y se forma una capa de escoria encima del hierro. Este proceso es continuo y la escoria y el hierro se extraen a intervalos periódicos. El hierro se envía a los hornos de aceración y la escoria se convierte en materiales utilizados en la industria de la construcción. Hay muchos tipos de hornos para producir acero, tales como el convertidor Bessemer, el horno eléctrico, el horno de hogar abierto y el horno de oxígeno. Cada uno es de construcción y características distintas, pero su producto final básico es el acero. Se controla con mucho cuidado la mezcla de hierro fundido, chatarra, piedra caliza y otros elementos para producir el tipo do acoro deseado. Cuando oí acero ya está listo, se cuela (a veces se llama vaciado) en moldes y se deja enfriar. Cuando los moldes ya están fríos, se abren y queda una pieza maciza de metal llamada lingote. Después, se recalientan los lingotes a una temperatura uniforme en un foso de recalentamiento antes de enviarlos a los tronos llamados genéricamente de laminación. En los trenes de laminación, se usan rodillos que funcionan a presiones muy nltns pnrn cnnvortir los lingotes recalentados on Jupias, tochos y planchas. Las

173

MATERIA PRIMA

MINERAL DE HIERRO

CARBÓN (COQUE)

HORNOS

ALTO HORNO PIEDRA CALIZA I ARRABIO

HORNO

HOGAR ABIERTO

LINGOTES 1 FOSOS DE RECALENTAMIENTO

ELÉCTRICO

I TRENES DE LAMINACIÓN

LUPIAS ALAMBRE Y TUBOS

PRODUCTOS TERMINADOS LAMINA DE ACERO

PERFILES

ESTRUCTURALES

TOCHOS

VARIHAS VARILLAS

PLACA

Cortesía de Stelco

FABRICANTES AUTOMÓVILES

ESTUFAS REFRIGERADORES

Fig. 15-10 Extracción del coque de uno de los 191 hornos de Stelco

BARCOS. CARROS DE FERROCARRIL. ETC.

Fig. 15-9 Producción del acero

lupias suelen ser de sección transversal cuadrada igual que los tochos, pero loa tochos son mucho máe paquoños. Laa planchas tionon forma rectangular. La siguiente operación tiene lugar en el laminador de varillas y barras o en el laminador de placas y tiras. En el laminador de varillas, la presión de los rodillos reduce a los tochos a una varilla de diámetro muy pequeño que, después se transformará en alambre, tuercas, pernos, tornillos y clavos. En el laminador de barras, se producen formas o perfiles tales como hierro angular, perfil T, perfil o barra Z, barras redondas y cuadradas. En el laminador de planchas, se producen planchas y placas de diversas anchuras y espesores para barcos, elementos estructurales, locomotoras, tubos grandes y tanques. El acero que se debe laminar a menor espesor que el de las planchas, se reduce en laminadores de tiras en caliente y se utiliza en carrocerías de camiones, carros de ferrocarril, tuberías y artefactos eléctricos y, también, se envía a laminadores en /río. En algunos de estos trenes de laminación se trabaja con presiones y velocidades sumamente elevadas. Por ejemplo, en el laminador en frío no es raro usar presiones de 20 685 mPa, velocidad de entrada de 185 m/min y velocidades de salida del laminador hasta de 1 040 m/min. En la figura 15-15 se ilustra la producción de metal galvanizado por el método de laminado ("rolado") en frío, en el cual el recubrimiento de zinc se aplica en la misma operación. Después, se forman bobinas de gran tamaño con estas tiras, ya listas para su transporte, en una sola operación. 174

Cortesía de SíeJco Fig. 15-11 Una colada en uno de los cuatro altos hornos de Stelco

Cortesía de Stelco Fíg. 15-12 Un operario elimina las impurezas de la superficie del acero en el laminador de lupias

Igual que el edificio ilustrado en la figura 15-16, la mayor parte de las empresas siderúrgicas tienen laboratorios químicos y metalúrgicos muy modernos y bien equipados. Subproductos de la producción de acero Aunque con el acero se puede manufacturar una enorme variedad de productos, hny muchos otros productos, bien conocidos y en apariencia sin reloción

Cortesía do Stelco Fig. 15-14 La placa sale del lado o acabado dal laminador do piñena do 148 pulg de Stelcc

Cortesía do Sto/co Fig. 15-13 Conformación de un lingote en el laminador do lupia» No. 2 nn la p l n n l n Hllton

175

Fig. 15-15 Galvanización de acero laminado en frío en la línea de galvanización continua

Cortesía de Stelco

alguna con la industria del hierro y el acero; estos productos tienen como ingredientes básicos algunos de los subproductos de la producción de acero. Durante el proceso de coquización, se desprenden nubes de un gas color café oscuro. Este gas contiene valiosos productos químicos que se pueden recuperar. Uno de los primeros productos de esos gases es el alquitrán bruto. Este alquitrán de hulla es un material negro, espeso y muy viscoso que se puede utilizar para el tratamiento de las redes de los pescadores o como inhibidor de coii-osión y también en materiales para techados y paneles de muros. La creosota se puede extraer del alquitrán y se usa como preservativo para la madera. El alquitrán, después, se puede separar en otros de diversas viscosidades para pavimentos en algunas zonas, materiales para techados, electrodos, recubrimientos de metales y materiales protectores para obras de albañilería y tuberías. Los ácidos del alquitrán de hulla se usan como base de las resinas para hacer plásticos, pegamentos y laminados y, también, como removedores de pintura, limpiadores de metales, soluciones antisépticas y productos farmacéuticos. La naftalina, en su estado puro, se usa como repelente de insectos como la polilla. También se puede utilizar para preparar resinas para pinturas y plásticos. Además del alquitrán y sus ácidos, también se puede recuperar un aceite delgado de los gases del coque. Este aceite, después de la destilación y tratamiento químico, produce los siguientes líquidos incoloros: Benzol. Se utiliza para hacer hule (caucho) sintético, plásticos, fibras textiles, Nylon, colorantes, detergentes, analgésicos, herbicidas y productos químicos para la fotografía. Toluol, Se utiliza en lacas de alta calidad para pintar automóviles, en preservativos para alimentos, perfumes, sabores para alimentos, ciertos colorantes, 176

Fig. 15-16 El centro de investigaciones de una importnnts empresa siderúrgica

Cortesía de SíeJco

fármacos, blanqueadores, explosivos y en ciertas gasolinas de aviación. XiJol. So utiliza como adelgazador y diluyonto para resinas plásticas, pinturas, barnices y algunas fibras sintéticas como el Dacron. Cuando el amoniaco de los gases se convierte en amoniaco anhidro, se i ''liza como fertilizante químico y acondicionador del acero. Después de extraer todos estos subproductos, el gas restante se puede volver a aprovechar como combustible en la planta siderúrgica. Incluso la escoria de los altos hornos no se desperdicia. Se tritura, clasifica por tamaño y se eliminan todas las partículas de hierro. La escoria se utiliza después para hacer materiales aislant.es para edificios, gravilla para techados, como balasto en las vías de ferrocarril y como agregado en el concreto y asfalto. El agua de desecho se recircula y se le eliminan los ácidos y partículas de hierro. Estas partículas se utilizan para cintas magnéticas y otros usos. El hierro en polvo, las escamas e incluso el acero de desperdicio se vuelven a utilizar en el proceso. Se desperdicia muy poco desde el punto de vista de concervación de recursos naturales y del económico. Clasificación del acero

Los términos do bajo, mediano y alto carbono en relación con oí acero so usan para indicar, en una forma muy general, el contenido de carbono del acero. Sin embargo, la producción de acero es ya casi una ciencia exacta y es un proceso de manufactura rigurosamente controlado. Existen diversos métodos establecidos para identificar o clasificar aceros. Algunas de las asociaciones que han intervenido son la SAE (Society of Automotive Engineers), la ASTM (American Society for Testing Metals) y el AISI (American Iron and Steel Institute) y todas tienen clasificaciones para el acerj. Como el método utilizado por cada una es 177

similar, veremos el utilizado por la SAE. Este sistema está basado en el análisis químico dol acoro y so usa un sistema de numeración de cuatro dígitos. El primer dígito indica el tipo de acero: 1. Acero al carbono • 6. Acero al cromo-vanadio 2. Acero al níquel 7. Acero al tungsteno 3. Acoro al nSquol-cromo 8. No hoy clasificación 4. Acero al molibdeno 9. Acero al silicio-manganeso 5. Acero al cromo El segundo dígito indica el porcentaje de aleación en el acero, por ejemplo 10XX. El coro indica quo no hay olomonto do nlonción, OH docir quo OH nnoro o) carbono simple. El tercero y cuarto dígitos, juntos, indican el contenido de carbono del acero: 10(10). El (10) indica que el acero tiene 10/100 de 1% de carbono. Entonces, el acero 1010 se clasificaría como acero al bajo carbono y es el que se utiliza para el núcleo de alambre en la mayoría de los electrodos de acero para soldadura. A continuación se enumeran algunos de los elementos que se agregan al acero y sus propósitos principales: ELEMENTO Aluminio Boro Carbono Cobalto Cobre Cromo Fósforo

Manganeso Molibdeno Níquel Silicio Titanio Tungsteno Vanadio

PROPÓSITO desoxidación, purificación endurecimiento endurecimiento endurecimiento, resistencia endurecimiento, resistencia, contra herrumbre endurecimiento, resistencia, contra herrumbre No se agrega al acero, pues ya está presente como impureza. Sin embargo, una pequeña cantidad mejora la resistencia, facilidad de maquinado y resistencia a la herrumbre. endurecimiento, tenacidad endurecimiento, contra oxidación, contra descargas tenacidad, resistencia, ductilidad resistencia; da calidad magnética resistencia a altas temperaturas endurecimiento, tenacidad' endurecimiento, tenacidad

PREGUNTAS PARA REPASO 1. ¿Cuáles son los tres materiales básicos necesarios para producir acero? 2. ¿Cuál es el propósito del horno de coquización? 3. ¿Cuál es el propósito del alto.horno? 4. Mencione los cuatro hornos que se utilizan en la producción de acero. 5. ;Qué significa vaciado? 6. ¿Qué es un lingote? 7. ¿Para qué se utilizan los fosos de recalentamiento? 8. Enumere, cuando menos, cinco subproductos de la producción de acero. 9. Explique el uso de algunos de estos subproductos en la industria. 10. Explique el método SAE para identificar los aceros. 11. Enumere, cuando menos, cuatro elementos utilizados en la producción de acero y mencione el propósito de cada elemento. 178

Soldadura de otros metales Todos los metales en uso comercial se pueden soldar con cualquiera de los procesos básicos mencionados en esta obra y, por supuesto, con cualquiera de los procesos más recientes. La industria está adoptando cada vez más los procesos más nuevos como el TIG (Tungsteno y gas inerte) y el MIG (Arco metálico y gas inerte) para la soldadura de metales no ferrosos. Pero muchas veces sólo están disponibles los equipos básicos de arco y oxiacetileno. Este capítulo se dedica a una descripción general de la soldadura de metales no ferrosos con los procesos básicos de arco y oxiacetileno y se destacarán algunos de los aspectos más importantes.

Soldadura del hierro fundido por fusión Las piezas ilustradas en la figura 16-1 son piezas estándar de práctica para la soldadura de hiorro fundido. Se pueden preparar en el taller de soldadura o comprarlas en una fundición local. 1. Prepare u obtenga dos piezas de hierro fundido como las ilustradas en la figura 16-1. 2. Prepare el equipo de soldar y obtenga la varilla de soldadura y fundente. 3. Ponga las piezas en la posición para soldar. Los bordes deben tener una ligera separación a fin de permitir la contracción. Suelen ser suficientes alrededor de 1.5 mm.

Hierro fundido No es difícil soldar el hierro fundido. El problema principal está en la cantidad de dilatación y contracción que ocurren cuando se suelda el metal y en los efectos de ellas sobre el metal. Si no se entiende y se aplica mal la ley de la dilatación y contracción, éstas serán casi siempre las que produzcan reparaciones insatisfactorias. Se debe estudiar cada trabajo particular y aplicar los principios antes de intentar la soldadura. Si es posible, siempre es mejor precalentar el hierro fundido a un color rojo apagado antes de soldar. Se debe calentar toda la pieza de fundición y no sólo la parte que se va a soldar.

ESPACIAMIENTO 1.5 mm, MÁS 3 mm r CADA 300 mm DE LONGITUD

90- . PRINCIPIO DE LA SOLDADURA

ESPACIAMIENTO DE 1.5 mm

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 16-1 Piezas estándar para práctica

4. Caliente y suelde por puntos cada extremo del metal. 5. Precaliente las piezas a toda su longitud. Utilice el movimiento ilustrado en la figura 16-2. 6. Cuando el metal esté de un color rojo apagado, bajo la llama del soplete hacia un uxtrumo dol metal, hasta que el cono interno de la llama casi toque los bordes (Fig. 16-3).

Cortesía de MECO, St. Louis. U.S.A. Fig. 16-3 Concentración del calor

con la varilla contra el banco de soldar para desprenderle los óxidos. i El hierro fundido no se solidifica de inmediato al retirar la llama, sino que permanece líquido durante cierto tiempo. Esta condición plantea dos problemas: 1} el metal líquido de la soldadura de hierro fundido fluye sin adherirse al metal que se va a soldar; 2) la contracción o aplastamiento de la soldadura. Para eliminar el primer problema hay que observar el charco fundido con cuidado y calentar todas las partes hasta la temperatura de fusión. El segundo problema lo suelen sufrir los principiantes, dobido u su falta do experiencia o de conocimiento de los metales. La fuerza o la velocidad de la llama, cuando el metal está líquido, a veces ocasiona que se aplaste el metal. Por tanto, se necesita tener una base firme en el metal en todo momento. Esto se logra con un movimiento circular del soplete en forma parecida a la mostrada en la figura 16-2 y al no permitir que la llama permanezca demasiado tiempo en un solo lugar. Una aplicación frecuente de la soldadura en hierro fundido os para llonar agujeros en las piezas do fundición. Para ello, precaliente el metal a su temperatura de fusión. Mueva la llama y suelde despacio hacia abajo en el agujero y, al mismo tiempo, cambie el ángulo del soplete de modo que la llama se mueva en torno al interior del agujero, pero sin concentrarse demasiado tiempo en un solo lugar. Esto ayudará a mantener fluido el charco fundido y, al mismo tiempo, desviará la fuerza de la llama. Este método también se debe usar cuando se han roto o faltan secciones pequeñas (Fig. 16-4).

METAL QUE SE VA A SOLDAt.

Cnrlo.síd do MECO, Sí. I.ouis, l/.S.A. Fig, 16-2 Movimiento del soplete durante el calentamiento

7. Ponga la varilla de soldadura cerca de la llama, caliéntela ligeramente, sumerja la varilla en el fundente y póngala en la zona de soldadura, 8. Funda los lados de la V y hágalos fluir hacia el fondo. Ahora nenegue oí metal de la varilla de soldadura hasta que se forme un charco fundido. Suelde a todo lo largo de la V; no intente llenar la V i;n una sola pasuda. Sumorja la varilla do soldadura en el fuiulunte y, luego, un la zona do soldadura con un movimiento uniforme. 9. Evite el hábito de separar el soplete de la soldadura. En vez de ello, use un movimiento circular lento que asegure la fusión y no ocasiona pérdida de cnlor, 10. Algunas veces, es necesario agitar el charco fundido con la varilla de soldadura para romper el óxido. Si el metal está muy sucio, expulse los óxidos de " i zona de soldadura con la varilla de soldadura. Después, dé unos golpecitos suaves 180

usan los mismo tipos de piezas de práctica. Estudio In figurn 16-5. El ncnbndo correcto dol primor cordón se ilustra en A y el acabado incorrecto en B. En la figura 16-5 también se muestran la segunda y tercera pasadas. Observe que la segunda capa es cóncava, la tercera es convexa y sobresale de la superficie del metal. En la figura 16-6 se

Cortesía de MECO, St. Louis, U.S.A. Fig. 16-4 Relleno de agujeros en piezas do fundición

Soldadura fuerte en hierro fundido El hierro fundido se presta muy bien para la soldadura fuerte, salvo que se desee un color uniforme. Hay que tener cuidado de que el metal esté limpio y bien preparado. Si los bordes de la V se preparan por esmerilado o maquinado, se cubrirá toda el área con hojuelas o escamas de grafito y se deben remover con limado y precalentamiento antes de aplicar la soldadura fuerte. El grafito entorpece la formación correcta de la película de soldadura., Si se hace en forma correcta, el metal de la soldadura fuerte suele ser más fuerte y dúctil que el hierro fundido. La soldadura fuerte se efectúa en la forma descrita en el capítulo 8. Tampoco en este caso trate de llenar la V en una pasada si se

Cortesía de Union Carbide Canadá. Limited Fig. 16-6 Limpieza de una soldadura fuerte ilustra un buen cordón. Se usa el cincel para eliminar la escoria vidriosa qut forma el fundente durante la operación de soldadura. La pieza de hierro fundido que se ilustra en la figura 16-7 ha sido cortada a través de la soldadu-

Primera pasada Incorrecta

Pasada final Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 16-7 Aspecto de un buen cordón de bronce en una unión de hierro fundido

Cortesía do Union Carpido Canadá, Limited Fig. 16-5 Soldadura fuerte en una unión a tope

181

0.1-0.31

t/4 -» 1.5 mm DESPUÉS DE SOLDAR POR PUNTOS

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 16-8 Preparación para la soldadura fuerte Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 16-9 Unión en V recortada

ra, para mostrar la uniformidad del metal de la soldadura. Observe la ausencia de agujeros y el aspecto uniforme. En la figura 16-8 se ilustra una Catarina de hierre fundido. Se ha preparado el rayo roto para la soldadura fuerte. Observe el aspecto limpio del metal en ambos lados de la grieta. El tipo especial de unión que se muestra en la figura 16-9 se conoce como unión en V recortada y se

usa con frecuencia para la soldadura fuerte en tubos de hierro fundido. Soldadura del hierro fundido con arco El hierro fundido so puode soldar con nrco con electrodos de las clases E St y E Ni de AWS. Los

'! :'-.^-.--'':¿:'&••'.'-, í Fig. 16-10 Reparación de hierro fundido con soldadura de arco

Cortesía de Canadian Liquid Air, Ltd. 182

electrodos E St se utilizan si la pieza que se va a reparar no requiere maquinado después de soldarla. Este electrodo tiene núcleo de acero dulce y se debe usar con ce de polaridad inversa; pero se puede usar con ca. Los electrodos E Ni se utilizan si la pieza que se va a reparar requiere maquinado después de soldarla. Este electrodo tiene núcleo con alto contenido de níquel y deposita una soldadura mucho más blanda que la del electrodo E St. Este electrodo se debe usar con ce de polaridad inversa; pero se puede usar con ce de polaridad directa y con ca.

3. Taladre y machuele agujeros a lo largo de la V, del tamaño de los espárragos 4. Atornille los espárragos en los agujeros machuelados. Por lo general, se suelen introducir hasta una profundidad igual a su diámetro. Los espárragos deben sobresalir unos 6 mm de la superficie del metal. 5. Primero, se depositan uno o dos cordones alrededor de cada espárrago, los cuales producen la fusión entre el espárrago de acero y la pieza cié hierro fundido. 6. Después, se acaba de llenar toda la V con la soldadura. Cuando se suolda hierro fundido que no se puede precalentar, la soldadura se hace en cordones pequeños, de alrededor de 40 mm de longitud. La pieza de fundición nunca se debe calentar demasiado. Este tipo de reparación se llama soldadura /ría.

Entramado de una unión en hierro fundido El entramado de una unión significa atornillar en ella birlos (espárragos) metálicos pequeños en el hierro fundido y, después, soldar encima de ellos. Esto produce resistencia adicional cuando se necesita. El entramado se suele hacer cuando no se puede calentar la pieza o cuando las piezas de hierro fundido son muy gruesas y hay espacio limitado para la expansión y contracción del metal.

ACERO

Pasos para el entramado de una unión en hierro fundido

SEMIACERO

1. Preparo una V u lo largo do 1» grieta o rotura de la superficie que se va a soldar. 2. Obtenga la varilla de soldadura del tipo correcto.

HIERRO BLANCO

Corf-osíu do MECO. SI. Loii/s. t/.S.A. Fig. 16-12 Hierro mnlonbla METAL QUE SE VA A SOLDAR

I

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es el problema principal al soldar hierro fundido? 2. ¿Por qué se utiliza fundente en la soldadura en hierro fundido? 3. ¿Cómo se aplica el fundente en el área de soldadura? 4. ¿Qué procedimiento se debe seguir si el charco está muy sucio? 5. ¿Qué precauciones se deben tomar al soldar hierro fundido con soldadura fuerte? 6. Describa el aspecto correcto de la primera, segunda y tercera pasadas en una soldadura fuerte de tres pasadas. 7. Describa el aspecto de un buena soldadura fuerte.

MI TAL DI: I.ASOI DADUIIA

Kij!. 16-11 Entramado do una unión do hierro fundido

103

una soldadura que, por lo demás, hubiera resultado buena.

8. ¿Cuáles son los dos tipos de electrodos que se utilizan para soldar hierro fundido con arco eléctrico? 9. ¿Cuál es la diferencia principal entre estos electrodos? 10. ¿Qué significa el entramado de una unión en hierro fundido?

Aluminio El aluminio es un metal blando, dúctil, de alta resistencia a la tracción. Tiene uso muy extenso en piezas en dondo so roquioron ligereza y resistencia. Cuando se funde, se oxida con facilidad y ocasiona problemas para soldarlo. El aluminio se funde alrededor de 650°C, que es casi la mitad de la temperatura a la cual se funde el hierro. Conduce el calor casi tros veces más rápido que el hierro y tiene una contracción 50% mayor que la del hierro. En la tabla siguiente se presenta la conductividad térmica del aluminio por comparación con la de diversos metales comunes.

Soldadura de hierro maleable Al hacer la colada o vaciado inicial, este metal particular so vuelve un hierro fundido blanco, que es duro y quebradizo. Si se hace un recocido lento de esta fundición blanca, se convierte en otra mucho más blanda y dúctil. Si se recalienta el hierro maleable, como en la soldadura por fusión, volverá a ser fundición blanda. Por tanto, la mejor forma de soldar hierro maleable es con soldadura fuerte. La soldadura fuerte del hierro maleable se efectúa exactamente igual que en el acero. Al soldar hierro ma âble con soldadura fuerte, éste no se calienta a una temperatura como para que se vuelva otra vez fundición blanca. El hierro maleable se puede soldar por fusión igual que cualquier otro hierro fundido, pero primero hay que recalentarlo y recocerlo en un horno. Si se va a utilizar soldadura de arco en el hierro maleable, se debe usar el mismo electrodo (E Cu Sn C) que se emplea para soldar el cobre.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE LOS METALES Plata ¡ 100.00 Cobre 73.6 Oro 53.2 Aluminio 31.3 Latón 23.1 Zinc 19.0 Estaño 14.5 Hierro 11.9 Acero 11.6 Plomo 8.5 Platino 8.4 El aluminio es más blando y dúctil que el hierro fundido y puede soportar mucha más dilatación y contracción antes de que se rompa; sin embargo, tiene muy poca resistencia cuando está caliente y, al llegar a la temperatura de fusión, se aplasta si no esté bien soportado; además, no cambia de color como el acero durante la soldadura. Por ello, el soldador principiante puede tener problemas con el aluminio. Asimismo, dodo qué el aluminio tiene un punto de fusión más bajó que el acero, se piensa que ao debería usar una boquilla de medida más pequeña para soldarlo, que la requerida para el acero del mismo espesor. Pero, debido a que el aluminio conduce el calor con tanta rapidez, se utiliza una boquilla de la misma medida para soldar êspesores iguales en ambos metales.

Soldadura de los metales no ferrosos Cuando se van a soldar metales no ferrosos, se deben tener en cuenta ciertos aspectos generales. 1. El metal debe estar limpio. 2. Por lo general, se necesita precalentamiento. 3. La dilatación y la contracción desempeñan una función importante; por ello, se debe estudiar con cuidado la unión antes de soldarla. 4. Compruebo cjiío todus las pio/.n» o.stón miportadas. Los metales no ferrosos tienden a desplomarse o aplastarse durante la soldadura si no están bien soportados. 5. Si es posible, calcule un tiempo suficiente para terminar la ¡'oldadura en una sola vez. Trate de no dejar incoi .pleta la soldadura. 6. Seleccione el metal de relleno (aporte) adecuado para el metal que se va a soldar. 7. Tenga cuidado al usar el fundente. El exceso o la insuficiencia del fundente pueden inutilizar

Soldadura del aluminio Al calentar y fundir por primera vez una unión de aluminio no se corre ni funde con facilidad, en es184

agua para formar una pasta que sirva de apoyo, pero se debe tener cuidado porque el asbesto se funde, se mezcla con el metal de soldadura y produce una soldadura deficiente. Diseños de uniones de aluminio La unión de brida se utiliza para soldar lámina de aluminio de calibre 16 o menor (Fig. 16-14). También se puede usar la unión a tope sencilla en calibre 16 o menor, pero se prefiere la unión de brida. En la figura 16-15 se ilustra una unión a tope típica.

Cortesía de MECO, St. Loui's, U.S.A. Fig. 16-13 Varillas sedimentadoras

pecial si hay mugre u óxidos presentes. Se debe hacer una varilla sedimentadora con una varilla de soldadura de acero dulce de 6 mm, a la cual se le aplane un extremo con un martillo (Fig. 16-13). Estas varillas se utilizan para agregar el fundente y agitar el metal en la zona de la soldadura, para juntar el metal de )a varilla de soldadura y el metal que se va a soldar. No intente soldar'toda la unión de una sola vez. Suelde unos 50 mm cada vez, mezcle la soldadura hasta la raíz y agregue suficiente relleno (aporte) para terminar esa sección. Esto se debe hacer porque cada vez que se expone una superficie de aluminio, se forma una capa de óxido. Siempre que sea posible utilice una lámina de acero o una placa de carbón como apoyo para la parte que se va a soldar. El carbón se puede comprar on punto o sólido y lo pnslu so puodo moldear para adaptarla a cualquier superficie irregular. Se puede mezclar asbesto en polvo con

PESTAÑA

HASTA DE CALIBRE 16

Corlauíu da Unión Carhido Canadá, Limited Fig. 16-15 Unión a tope

Para lámina y placa de aluminio de calibres del 15 al 5, se utiliza una unión a tope con muescas (Fig. 16-6). Las muescas se hacen con un cincel MUESCAS DE 1.5 mm DE PROFUNDIDAD Y SEPARADAS 5 mm

HASTA DE CALIBRE 16

CALIBRES DEL 15 AL 5

Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 16-14 Unión de brida

Fig. 16-16 Unión a tope muescada

185

HOJA DÉ ALUMINIO

90° n 120°

PLACAS DE FIJACIÓN

MUESCAS DE 1.5 mm de PROFUNDIDAD Y SEPARADAS 5 mm

Fig. 16-17 Unión a tope en V y muescada

Fig. 16-19 Dispositivo para soldadura

normal, deben estar separadas unos 5 mm y su profundidad será de 1.5 mm. Para metal grueso, hasta de 11 mm de espesor, se usa una unión V sencilla con el frente muescado (Fig. 16-17). Para metal de espesor mayor de 11 mm, se debe usar una unión a tope de doble V (Fig. 16-18).

evitar las uniones traslapadas, pero si hay que soldarlas, se debe sellar a lo largo de los bordes, como se ilustra en la figura 16-20. El fundente atrapado, con el tiempo, corroerá ambas piezas del centro hacia afuera.

90° A 120"

SOLDADURA SELLADORA Fig. 16-20 Unión traslapada soldada MUESCAS DE 1 5 rnm DE PROFUNDIDAD Y SEPARADAS 5 mm 1 -5 mm -3

Soldadura de aluminio con arco

mrr

El aluminio so puedo soldar con un electrodo AWS clase Al-43 y se debe usar ce de polaridad inversa. Estos electrodos incluyen un elemento llamado silicón en el recubrimiento, que evita la oxidación excesiva y ayuda a disolver los óxidos de aluminio que se puedan formar durante la soldadura. Cuando se usan estos electrodos, se debe mantener un arco muy corto; en realidad, el recubrimiento apenas debe tocar el charco fundido. Para reiniciar la soldadura, se debe utilizar el método de raspado para romper el grueso recubrimiento de fundente que se forma en la punta del electrodo.

Fig. 1G-1Ü Unión u topo con doblo V y muoscuda

El aluminio es débil cuando está caliente; por ello, en la industria se soportan las piezas con dispositivos especiales para evitar que se pandeen y deformen al soldarlas. Observe que las placas de asbesto no suben hasta llegar a la soldadura en la figura 16-19. En cualquier unión traslapada, el fundente quedará atrapado entre las dos piezas de metal y será casi imposible eliminarlo. Por ello, se deben 186

HIERRO

COBRE

CALOR APLICADO

Fig. 16-22 Conductividad térmica del cobre y del hierro Fig. 16-21 Soldadura de aluminio con arco

25 mm y 50 mro de distancia del metal en todo momento. 4. Cuando empiecen a fundirse el metal que se va a soldar y la varilla de soldadura, sumerja la varilla en el charco fundido, con un movimiento de agitación, para asegurar una penetración completa. Se puede utilizar la varilla sedimertadora para agitar el charco y alisar la soldadura terminada. El metal blanco (fundido en molde de presión) se usa desde hace años en la industria automovilística en las parrillas (rejillas), manijas de puertas, carburadores y muchas otras piezas. También se utiliza para trofeos, ornamentos y herrajes diversos.

Metal blanco o fundido en molde de presión Algunas piezas de fundición de metal blanco no se pueden soldar. El punto de fusión promedio de estas fundiciones es de 427° C. Las piezas fundidas de aluminio y magnesio se funden a temperaturas entre 537"C y 593°C, mientras que las piezas a base de zinc, fundidas en molde de presión, se funden a 370"C. Debido a que el punto de fusión es tan bajo, se debe tener gran cuidado al soldar estas piezas para evitar quo so aplasten o desplomen. A veces, es posible soportar las piezas con una mezcla de asbesto en polvo y agua. Esta mezcla, en forma de pasta, se aplica en la parte inferior de la unión; conforme avanza la soldadura, se endurece la pasta para dar un apoyo firme a la unión. Todos los recubrimientos protectores, tales como el cromado utilizado en piezas de vehículos, se deben eliminar de la zona que se va a soldar. Salvo que las piezas sean muy gruesas, no será necesario hacerles rebajos en V. Se debe usar una vanlla de soldadura especial para metal blanco y será útil una varilla sedimentadora como la descrita para la soldadura de aluminio. No es necesario usar fundente.

Cobre El cobre conduce el calor con más rapidez que cualquier otro metal comercial (Fig. 16-22). Debido a la conducción tan rérrida del calor, el cobre se dilata y contrae con celeridad y es fácil que ocurra una grieta en la soldadura o cerca de ella. El punto de fusión del cobre es menor que el del hierro y el acero, pero el cob e conduce el calor con mucha más rapidez (casi 7 veces más). Debido a esta conductividad térmica tan rápida, se requiere una boquilla de oxiacetileno más grande que para hierro o acero del mismo espesor. El cobre frío es muy dúctil, pero cuando esté caliente es muy quebradizo. Por tanto, se debe tener cuidado al soldar este metal.

Pasos para soldar metal blanco 1. Se debe precalentar la pieza completa antes de empezar a soldar. Si la pieza es pequeña, póngala sobre una lámina metálica y caliéntela por debajo. 2. Se debe usar una boquilla muy pequeña, sin que importe el espesor del metal. 3. La llama debe ser siempre carburizante y el cono interno de la llama se debe mantener entre

Soldadura de cobre con oxiacetileno El cobre se debe preparar para soldarlo en la misma forma que los demás metales. Es decir, hay que preparar la V en forma correcta y limpiar el metal. Hay que precalentar el metal para evitar contracciones, grietas o esfuerzos internos. Es muy difícil mantener la ductilidad del cobre durante la soldadura. Se necesitan fundente y va-

187

rula de soldadura especiales y cada uno contendrá un elemento que se oponga a la acción del oxígeno sobre el cobre. Se debe usar llama neutra y el cono de la llama no debe hacer contacto con el metal en ningún momento. Para hacer una reparación, se puede utilizar soldadura fuerte con aleaciones de plata o de bronce para sóida' el cobre. Aplique las instrucciones generales part la soldadura fuerte.

práctica. Por supuesto, el latón y el bronce se pueden soldar con soldadura fuerte. Soldadura de latón y bronce con arcó Estos metales se pueden soldar con arco con los mismos electrodos (E Cu Sn C) y técnicas usadas para el cobre. Puntos que se deben recordar

• Cerciórese de que conoce el tipo de metal que va a soldar. • Los metales se funden a diferentes temperaturas. Asegúrese de conocer el punto de fusión del metal que va a soldar. • Cuanto más limpio esté el metal, mejor le resultará la soldadura. • La mayoría de las secciones delgadas requieren soporte durante la soldadura. • No deje de tener en cuenta los efectos de la dilatación y la contracción. • Trate de calcular esos efectos y tome las medidas necesarias para evitarlos o corregirlos. • La varilla de soldadura debe ser la que corresponda al metal que se va a soldar. • Use el fundente en poca cantidad. • Tenga cuidado con los vapores tóxicos. • Estudie el trabajo antes de empezar a soldar. Trate de prever los obstáculos.

Soldadura de cobre con arco El cobre se puede soldar con arco con un electrodo de la clasificación AWS correspondiente. Se debe usar el electrodo E Cu Sn C con ce de polaridad inversa. En metal delgado no se necesita precalentamiento, pero puede ser necesario reducir el amperaje conforme avanza la soldadura. Se debe mantener un arco bastante corto en todo momento, pero el recubrimiento no debe tocar el metal fundido.

Latón y bronce El latón y el bronce son una aleación de cobre con otros metales, como el zinc y el estaño. Como estos metales tienen diferentes puntos de fusión, se debo tener cuidado al soldarlos para evitar que cambien sus características. Tenga mucho cuidado al soldar latón y bronce, porque sus vapores son muy tóxicos. Uséun respirad ir y efectúe el trabajo en un lugar bien ventilauo.


precalentar entramado quebradizo soporte

Soldadura de latón y bronce con oxiacetileno El latón y el bronce se deben preparar con cuidado particular para evitar que se aplaste o desplome la parte cnlentnda. Use los mismos tipos de uniones que para el acero. No se debe permitir que la llama toque el metal fundido en ningún mo-> mentó. La varilla de soldadura debe ser de la misma composición que el metal que se va a soldar y hay que utilizar fundente. El ajuste de la llama es de máxima importancia. Una llama oxidante evitaré la ebullición o burbujeo de los elementos de aleación en el metal que se va a soldar y en la varilla de soldadura. Sin embargo, la cantidad requerida de exceso de oxígeno es diferente para cada aleación y sólo se puede determinar con la

soldadura fría maleable tóxico ductilidad

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I

1. ¿Cuál es el propósito de precalentar el metal? 2. ¿Qué precauciones se deben observar respecto al uso de fundente? 3. ¿A qué color se debe precalentar el hierro fundido? 4. ¿Se precalienta toda la pieza fundida o sólo una parte de ella? 5. Si se prepara una V en una pieza de hierro fundido ¿qué otras cosas se deben hacer antes de soldar? 188

6. ¿Cuáles son las características de una buena soldadura fuerte? 7. ¿Cuál es el mejor procedimiento para soldar hierro maleable? 8. ¿Cuáles son los siete puntos que se aplican en general a los metales no ferrosos? 9. ¿Cuál es el propósito de la varilla sedimentadora cuando se suelda aluminio? 10. ¿Cuál os oí procedimiento quo so clobo seguir para soldar aluminio con soldadura de arco? 11. ¿Qué precauciones se deben tomar al soldar metal blanco? 12. ¿Qué tipo de llama debe usar para soldar metal blanco? 13. ¿Qué efecto podrían tener la dilatación y la contracción en el cobre? 14. ¿Cuál es el riesgo de seguridad al soldar latón o bronce? 15. ¿Qué tipo de electrodo se utiliza para soldar latón y bronce?

3. ¿Por qué es necesario utilizar una boquilla de tamaño más grande para soldar cobre que para soldar acero, aunque los metales sean del mismo espesor? 4. ¿En qué condiciones no se usaría soldadura fuerte en el hierro fundido? 5. El aluminio conduce el calor con más rapidez que el hierro o el acero. ¿Qué efecto tiene esto al seleccionar el tamaño do In boquilla para soldar? 6. ¿Por quó so debo evitar una unión traslapada al soldar aluminio? 7. Al soldar una pieza delgada de cobre con arco, ¿por qué es necesario reducir el amperaje conforme avanza la soldadura? 8. Obtengo varias piezas de metales no ferrosos, más o menos del mismo tamaño y espesor. Aplíqueles la llama para soldar y anote los siguientes puntos de comparación. a. b. c. d.

Parte II 1. ¿Por qué se debe limpiar el metal antes de soldar? 2. ¿Por qué es necesario soportar el metal, en especial si las piezas son delgadas?

Velocidad con la cual se funden. Tiempo requerido para que se fundan. Cambio de color durante ei :alentamiento. Vapores que se desprenden, en su caso.

9. ¿Por qué se presta el hierro fundido para soldadura fuerte?

Lectura adicional Recubrimiento duro

C.imc en nombre lo implica, el recubrimiento duro es la aplicación, a una pieza de metaí, de un recubrimiento o superficie más duro que el metal base u original. Este recubrimiento se aplica por muchas razones: para resistir la corrosión, protección contra altas temperaturas o cambios bruscos de temperatura y para resistir el desgate causado por abrasión, erosión, fricción o impacto. Quizá la más importante de estas aplicaciones es la provisión de una superficie resistente al desgaste. Es probable que el primer uso de un proceso de endurecimiento fue cuando HO forjaban Ja» OHpndaB y dagas. El rmítodo incluía calentar Ja espada y enfriarla en una solución líquida para obtener una superficie dura con centro blando. Sin (indo, nulo rnulodo fnn n i i ü t i l n i d n cumulo oí linrrorn apliruihn un innlal duro oiicinm do un niolal má¡t blando pura huoor Implementos ayrículati. lin la actualidad, el recubrimiento fuerte es una industria en sí y se utiliza para reônstruir piezas gastadas o se aplica a una pieza nueva que estará sometida a t-iesgaste. So puedo usar cualquiera de los procedimientos de soldadura para ei recubrimiento fuerte, es decir, arco de carbón, oxiacetileno, soldadura de arco manual, semiautomática o automática. En ocasiones, el metal para recubri189

FABHAS{QN.RESISTANT A

C I ,., (.

,

J *

Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 16-24 Material para recubrimiento duro Cortesía de Union Carbide Canadá, Limited Fig. 16-23 Enfriamiento por inmersión en solución

miento duro se puede aplicar por aspersión con una pistola especial sobre una pieza de metal. Este método es muy popular para reconstruir árboles (flechas) mientras se los hace girar en un torno o una máquina similar. Hay muchos tipos disponibles de materiales para recubrimiento duro, cada uno destinado para una finalidad específica y que se pueden aplicar en forma de polvo o con una varilla de soldadura. Algunos de los metales utilizados en los materiales para recubrimiento duro son hierro, cromo, tungsteno, manganeso, silicio, cobalto, níquel y también carbón. Algunas de las ventajas del recubrimiento duro son: 1) se pueden usar metales más baratos y más blandos como metal base y aplicarles una superficie dura; 2) debido a las cualidades de resistencia al desgaste del material para recubrimiento duro, las piezas de un equipo durará más tiempo; 3) so pueden restaurar muchas piezas de los equipos. Hace algún tiempo, se llamaba "aplicación de Stellite" al recubrimiento duru. Stellite es la marca registrada de un material específico para recubrimiento duro y es una clase de aleaciones duras de cobalto con pequeñas cantidades de tungsteno y cromo. En los talleres pequeños, el recubrimiento duro se suele hacer con los procesos de soldadura de oxiacetileno o de arco. Recubrimiento duro con el proceso de ojciacetileno Para hacer el recubrimiento duro con el proceso de oxiacetileno, se utiliza el soplete normal, pero la selección del tamaño de la boquilla es un factor importante. Para encontrar la boquilla de tamaño correcto se utiliza la que tenga un orificio del tamaño inmediato mayor al que se utilizaría para soldar esa pieza si fuera de acero. Para evitar agrietamiento, es muy importante precalentar la pieza en que se va a aplicar el recubrimiento duro. 190

ftte.

TABLA 16-1

INSTRUCCIONES PARA PRECALENTAMIENTL

Metal que se va a recubrir

Precalentamiento

Piezas de acero pequeñas, que contienen hasta 0.4% de carbono

Precalentar con soplete y enfriar con lentitud, lejos de corrientes de aire

Piezas de acero grande que contiene hasta 0.4% de carbono; piezas pequeñas de aceros de alto carbono y baja aleación

Precalentar de 230 a 340 "C con fuente auxiliar de calor y con las piezas encerradas en ladrillos refractarios, etc. Enfriar con lentidud en arena, cenizas, etc.

Piezas grandes de acero dulce que requieren una parte grande de recubrimiento duro o piezas grandes de acero de alto carbono o bajo contenido de aleación

Precalentar de 400 a 490 °C con fuente auxiliar de calor y una cobertura. Enfriar despacio como antes o en un alojamiento con enfriamiento controlado

Acero de endurecimiento al aire, pero no acero inoxidable

Precalentar de 593 a 648 °C con fuente auxiliar de calor. Enfriar las piezas grandes con lentitud en un horno. Las piezas pequeñas se pueden enfriar en arena seca, etc. Nota: se debe evitar una área grande de depósito en estos metales.

Acero inoxidable austenítico (no endurecible) de calidad para soldar

Precalentar de 593 a 648 °C con fuente auxiliar de calor y enfriar con lentitud

Acero con 12.14% de manganeso (austenítico)

Usar proceso de soldadura de arco; evú flobrncnlnnlnminnlo mndinnln nnldnduraH íillnrnndnn o soldar mientras, otras piezas

Procedimiento 1. Sostenga el soplete de modo que la llama con exceso de acetileno quede entre 30° y 60° de la superficie del metal. 2. La punta del cono interno debe estar a unos 3 mm del metal. 3. Sostenga la llama en esa posición hasta que la superficie del metal empiece a tener un aspecto cristalizado, o sea que ha empezado el calentamiento o "sudado" a la temperatura para soldar. 4. Sostenga la varilla de soldadura de modo que toque la superficie del metal y que el cono interno casi toque la varilla. Nota: Si la primera gota del metal fundido de la varilla de soldadura no se extiende con uniformidad o sí tiene burbujas o espuma, es indicación de que el metal que se va a recubrir está muy frío y no se ha calentado a la temperatura correcta. 5. Extienda el metal fundido de la varilla de soldadura; para ello, retire la varilla y mueva el charco con la llama. No extienda el charco con la varilla. 6. Continúe la adición de metal; para ello sumerja la varilla de soldadura en el charco fundido y mueva el soplete hasta cubrir la zona deseada. Nota: Si aparecen impurezas o escamas en el charco, hágalas flotar a la superficie con un movimiento de la llama. Si no flotan, desalójelas con la var.-'a de soldadura. En casos extremos, puede ser necesario utilizar un buen fundente para soldar hierro fundido.

191

Cortesía de DeJoro Steüite

Fig. 16-25 Calentamiento de la válvula a la temperatura para soldar Cortesía de Detoro SíeWiíe

Fijj. 10-26 Movimiento fundido

dol

charco

7. No trate de recubrir demasiado en una sola pasada. Si hay que depositar más de 3 mm, haga más de una pasada. 8. Si aparecen grietas o agujeros, precaliente la pieza y vuelva a fundir en depósito en la vecindad inmediata de la llama, arranque cualesquiera partículas de escoria u óxido del charco con la varilla de soldadura y ponga otro poco más 192

de depósito. Si persiste la falla, será necesario eliminarla por esmeril' do y, luego, volver a precalentar y a soldar. Pasos para reparar válvulas de motores de vehículos (con el proceso de oxiacetileno) Como la mayoría de las escuelas técnicas tienen talleres para vehículos automotrices y equipo de oxiacetileno, será fácil conseguir válvulas de los motores, viejas o usadas; el siguiente ejercicio servirá como introducción, a poco costo, del proceso descubrimiento duro para los estudiantes. Un fabricante dice que las válvulas a las cuales se aplica el recubrimiento duro con su material, durarán hasta seis veces más que las válvulas normales de acero. No se requiere habilidad especial. Si un estudiante puede manejar un soplete, adquirirá des» treza después de practicar con unas cuantas válvulas. Las válvulas agrietadas no presentan gran problema, porque el proceso para depositar el material del recubrimiento duro con soldadura, on la práctica suelda toda la superficie de asentamiento de la válvula. Las válvulas que ya están muy delgadas para poder rectificarlas (refrentarlas) se pueden volver a su espesor original con este método. 1. Limpie la superficie de asiento (cara) de la válvula que se va a soldar con una máquina rectificadora (refrentadora) de válvulas. 2. Ponga la válvula con el vastago arriba, en un dispositivo de carbón, si lo tienen. 3. Utilice boquilla de soplete de oxiacetileno de un tamaño equivalente al de una broca del No. 50. (1.78 mm). Ajuste la llama de modo que la pluma de acetileno tenga oí triplo do longitud que el cono interno, o sea, 32 a 38 mm de lon f 'tud. 4. Caliente la cara de la válvula hasta la temperatura de "sudado" on una circunferencia de unos 12 mm. El dispositivo de carbón absorberá parte del calor y evitará la fusión excesiva. 5. Deposite las soldaduras en la superficie delgada, fundida de la válvula. El espesor del depósito no necesita ser de más de 1.5 mm. Dirija siempre el cono interno de la llama al charco fundido. Siga dejando caer las gotas fundidas de la varilla de soldadura hacia el charco fundido en la cara de la válvula. 6. Continúe la aplicación del material de recubrimiento duro en toda la circunferencia de la válvula y compruebe que la válvula "suda" justo delante del charco fundido en todo momento. En una válvula de 38 mm de diámetro, esto requerirá más o menos 1.5 min. 7. Cuando haya llegado con la soldadura al punto de partida, vuelva a fundir el sitio en donde empezó y separe el soplete lentamente del depósito. Esto evitará las grietas ocasionadas por contracción en el punto de partida de la soldadura. 8. Haga esmerilado inicial del depósito en una máquina rectificadora de válvulas, con piedra de grano grueso. 9. Haga el esmerilado final del depósito hasta dejarle brillo de espejo en la máquina rectificadora de válvulas, con piedra de grano fino. Aunque los precios se mencionan en dólares, sirven como ejemplo de los ahorros que se pueden lograr con el recubrimiento duro de válvulas u otras piezas, en vez de reemplazarlas. Los siguientes datos se tomaron con un juego c ocho válvulas de 38 mm de diámetro.

193

OPERACIÓN Preparación con esmerilado, Menos tiempo que la rectificación normal, porque sólo hay que limpiar la cara de la válvula Deposición del materia] de recubrimiento duro. Incluye el tiempo para precalentar las válvulas hasta la temperatura para soldar, con el soplete Esmerilado inicial deJ depósito. Usar piedra de grano grueso en la máquina rectificadora Esmerilado final. Con piedra de grano fino Tiempo de preparación. Incluye cambiar la boquilla del soplete, cambiar las piedras en la máquina rectificadora, rectificar las piedras, limpiar la válvula, pulir los vastagos de las válvulas TIEMPO TOTAL COSTOS DE MATERIAL Y TIEMPO Mano de obra para un juego de válvulas a 4.00 dólares la hora . ~ôsto del material de recubrimiento (8 válvulas a 6 centavos de dólar por válvula) Costo del gas para soldar COSTO TOTAL COSTO DE 8 VÁLVULAS NUEVAS, A 1.50 Dlls. CADA UNA ' AHORRO

TIEMPO (minutos)

15

12 12 8

13 60

$ 4.00 0.48 0.20 $4.68 $12.00 $ 7.32

Recubrimiento duro con el proceso de arco metálico El proceso de arco metálico no produce un depósito puro en la primera pasada o corJún, porque siempre hay cierta dilución ocasionada por el metal que se va a recubrir. Esta dilución produce una superficie más blanda que lo normal con menor resistencia al desgaste y, en la práctica, aumentará la tenacidad del metal depositado. Procedimiento Se pueden usar corriente alterna (ca) o continua (ce). Si se usa ca, la máquina debe tener un voltaje en circuito abierto de, cuando menos, 100 amperes. Cuando se usa ce el electrodo debe estar con polaridad inversa. Se debe usar electrodo con recubrimiento de fundente en vez de un electrodo desnudo, porgue produce un cordón más liso y plano, que es menos susceptible a grietas o sopladuras. Por supuesto, igual que'con cualquier electrodo recubierto, habrá menos salpicadura y pérdida de metal depositado. Mantenga el electrodo casi vertical con la superficie. No balancee el electrodo como para hacer costura, porque esto puede ocasionar que quede atrapada la escoria. Como se mencionó antes en relación con el recubrimiento duro, se deben aplicar cordones rectos. Si la pieza requiere un depósito más ancho, se deben aplicar los cordones uno junto al otro con cada cordón traslapado más o menos 1/3 parte en el otro. También, como antes, se debe limpiar con cuidado cada cordón antes de depositar el siguiente. Para cordones delgados o 194

Fig, 16-27 Aplicación de recubrimiento duro en sinfín grande con el proceso de soldadura de arco


estrechos o cuando se reconstruye un borde, se pueden usar electrr dos pequeños. En secciones o piezas grandes, a veces, es ventajoso utilizar el i.iétodo de soldadura alternada o salteada, es decir, soldar una pieza, "saltarse" una pieza y luego soldar otra pieza, con lo cual se extiende el calor y se evitan el sobrecalentamiento y la posible fragilización del metal que se va a recubrir. El recubrimiento duro se puedo hacer con ca o ce. Igual que ni soldnr acoro, la elección dependerá del Upo de electrodo que se utilice. Ahora bien, oí amperaje se debe mantener lo más bajo que sea posible y la penetración debe ser mínima, porque se desea una soldadura de superficie en vez de una soldadura por fusión profunda como se acostumbra al soldar metales con arco. En muchos casos, la pieza que se va a recubrir, si está muy gastada, se puede rellenar casi hasta la altura correcta con electrodos normales para soldadura de arco y, después, se aplica una capa de material de recubrimiento duro. En algunos casos, se utilizan electrodos de acero inoxidable o de bajo hidrógeno como depósito final del material de recubrimiento duro. Un soldador experimentado puede usar, para una reparación temporal, varilla normal para soldadura de hierro fundido con oxiacetileno en un portaelectrodo de soldadura de arco para producir una superficie dura. Puntos que se deben recordar • Se puede usar cualquiera de los procesos de soldadura. • Hay muchos tipos de materiales para recubrimiento duro. • Es importante precalentar la pieza que se va a recubrir, para evitar agrietamiento. • El metal que se va a soldar se debe calentar a la temperatura para Svildar o "sudado". • La selección del tamaño de la boquilla es importante en el proceso de oxiacetileno. • No trate de aplicar demasiado material en una sola pasada. 195

• En la soldadura de arco, se debe evitar el movimiento de costura. • Hay que limpiar con cuidado cada cordón antes de aplicar el siguiente. • La seiección de la corriente para soldar con arco dependerá del tipo de electrodo. Palabras que se deben recordar recubrimiento duro corrosión impacto temperatura para soldar ("sudado") abrasión erosión iricción falla

PREGUNTAS PARA REPASO 1. ¿Por qué se recubren las partes del metal base con un material para recubrimiento duro? 2. Cuando se aplica recubrimiento duro con el proceso de arco eléctrico, ¿qué polaridad se utiliza al soldar con corriente continua? 3. ¿Qué significa temperatura de soldar o "sudado" cuando se aplica material para recubrimiento duro? 4. ¿Qué tipo de llama de oxiacetileno se utiliza para el proceso de recubrimiento duro? 5. ¿Cuáles son las características de a) exceso de acetileno? b) insuficiencia de acetileno? 6. ¿Por qué es aconsejable precalentar el metal que se va a recubrir antes de aplicar el material de recubrimiento duro? 7. ¿A quó distancia so dobo mantonor lu punta dol cono interno, dol motul quo se va a recubrir? < 8. ¿Qué ángulos de soplete se recomiendan en el proceso de oxiacetileno para recubrimiento duro? 9. ¿Qué defecto se puede ocasionar con el movimiento de costura en el proceso de arco eléctrico?

196

TIG, MIG y otros procesos Aunque la soldadura TIG (tugsteno y gas inerte) apareció por primera vez a finales de la década do 1020, so lu uonttlduru como procoBO nuovo. Hasta el comienzo de la II Guerra Mundial, se habían hecho pocos experimentos porque los gases inortos oran muy costosos. Poro, durante la guorra, la industria de la aviación necesitaba con ur-

Electrodo macizo Conductor eléctrico

Entrada de gas protector ,**

Dirección de soldadura

Metal de soldadura solidificado

Tubo de guia de electrodo y contacto Boquilla de gas Gas protector

Metal de soldadura fundido

Cortesía de the Lincoln EJectric Company Fig. 17-2 Principios del proceso MIG. Se alimenta un oloctrodo macizo continuo al nrco protegido con gas

• Melal do soldadura fundido

Cortesía de The LincoJn EJectric Company Fig. 17-1 Principios del proceso TIG. Si se requiere metal llenador, se agrega el charco con una varilla separada

gencia un método más rápido y fácil para loldar aluminio y magnesio. Después de la guerra aumentó la demanda de esos metales no ferrosos. Los fabricantes encontraron que era necesario precalentar los metales de 6 mm o más de espCoor antes de poder efectuar

;:. >:-..

.,,.,.. ;,....

En ambos procesos, el gas inerte protege al metal fundido mejor de lo que pueden hacerlo ya sea la llama del soplete de oxiacetileno o el recubrimiento de los electrodos normales para soldadura de arco. Adornas, no huy escoria que limpiar de la soldadura.

MANGUERA

SOPLETE

SALIDA DE AGUA

ELECTRODO

Equipo básico para soldadura TIG El equipo básico para la soldadura TIG es: 1. Una máquina para soldar con arco y sus cabios.

CABLE PARA SOLDAR SUMINISTRO DE AGUA

DI AGUA

2. Un suministro do gas inorto con mangueras, reguladores, etc,

oo

3. Un suministro de agua (para algunos tipos de sopletes). 4. Un soplete en si cual se conecta todo lo anterior y que sirve también como portaelectrodo y mango. Puede tener también un interruptor para controlar todos los sistemas conectados en el mango del soplete.

SUMINISTRO DE GAS INERTE MÁQUINA SOLDADORA

Fig. 17-3 Equino básico para TIG

la soldadura TIG. Se hicieron más investigaciones y en 1948 se creó el proceso MIG a partir del TIG. El MIG (arco metálico y gas inerte) difiere del proceso TIG en lo siguiente: en la soldadura TIG el electrodo no se consume; en la soldadura MIG el electrodo sí se consume.

Máquinas soldadoras Las máquinas soldadoras utilizadas en el proceso TIG son de diseño especial. Estas máquinas se

m™^ iSttAiwp; '.maii^,

fl

'Wl.^ Cortesía de Hobart Brothers Company

Fig. 17-4 Vistas derecha e izquierda del interior de una máquina para TIG

198

pueden utilizar también en la soldadura de arco metálico. Están equipadas con: 1. Una unidad de alta frecuencia que hace que salte una chispa desde el electrodo al metal que se va a soldar. Con esta unidad, se puede formar el arco sin tener que tocar el metal con el electrodo. La chispa de alta frecuencia se puede usar continuamente en el proceso TIG, por ejemplo, al sóida" aluminio o sólo para iniciar el arco, como cuando se suelda acero inoxidable. 2. La máquina incluye un sistema de control paraaccionar las válvulas para gas y agua. Algunas máquinas están equipadas con controles romo los accionados con interruptores do podal o de mano. Otro equipo opcional es un interruptor de contacto que cierra las válvulas paro gas y agua en un momento determinado después de lerminar la soldadura. Características eléctricas En la soldadura con arco metálico, el tipo de corriente o polaridad depende del recubrimiento del electrodo. En la soldadura TIG, el metal que se va a soldar determina la corriente o la polaridad. En In soldadurn con corrionlc continua, nunquo el 70% de calor está en la terminal positiva y 30% en la terminal negativa, se observaron los

70% DElF CALOR 1

30% DE CALOR

ELECTRODO

ELECTRODO

125 A

/ 1 ^V "V'V^V 30% DE CALOR CON CC INVERSA

V

ETAL QUE S fc " /A A SOLDA

1 'V 'W ^1 70% DE CALOR CON CC DIRECTA

Fig. 17-5 Influencia de la polaridai p" «?1 tamaño del electrodo resultados mostrados en la figura 17-5. Es decir, aunque se usó el mismo amperaje, se encontró que se podía usar un electrodo más pequeño con ce do polaridad directa y quo oslo producía mnyor penetración y un arco más estable para la soldadura (Fig. 17-6). Pero la ce con polaridad directa no tiene la capacidad para penetrar en la pe-

CCINVERSA

CC DIRECTA

Fig. 17-6 Penetración


Fig. 17-7 Aplicación de soldadura Hobert "Cyber-tig" (tungsteno y gas inerte)

199

arco más caliente y mayor penetración. Algunos fabricantes han experimento con una mezcla de estos gases, con excelentes resultados.

lícula de óxido que se forma en algunos metales, por ejemplo, el aluminio. La corriente alterna (ca) tiene capacidad para penetrar en la película de óxido, pero como el arco se extingue cada medio ciclo, se consideró inadecuada. Sin embargo, se solucionó este problema al superponer una corriente de alia frecuencia a través del arco. Esta corriente superpuesta mantuvo el arco durante el punto de cero del ciclo de ca y suministró una trayectoria para la corriente alterna. Li* c o r r i e n t e n l t o r n n do alta frecuencia (A.C.H.F.) se utiliza para mótalos que tienen una película de óxido en la superficie; se utiliza ce de polaridad directa en metales que no requieren la limpieza de la película de óxido, por ejemplo, acero, cobre y acero inoxidable.

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuál es el propósito de la protección con gas inerte? 2. Mencione los cuatro componentes básicos del equipo utilizado en la soldadura TIG. 3. ¿Qué tipo de máquina de soldar se utiliza para la soldadura TIG? 4. ¿Cuál es el propósito de la unidad de alta frecuencia? 5. ¿Cómo se determina la polaridad en la soldadura TIG? 6. ¿Qué significa inerte?

Gases protectores

Reguladores y medidores de volumen ("flowmeters")

Los dos gases inertes en uso más extenso en la soldadura TIG son el argón y el helio. Inerte significa simplement > que un gas u otro elemento no reacciona ni se combina con otros elementos. El propósito del gas es proteger la soldadura contra la contaminación por la atmósfera ambiente. Se recomienda el argón para la soldadura TIG manual porque se necesitan 2.5 veces más helio para producir los mismos efectos que el argón. Sin embargo, so profiero (¡1 liolio pura In soldadura TIG automática y semiautomática porque produce un

El control exacto del volumen o circulación de gas es de máxima importancia en la soldadura TIG. Los reguladores combinados para argón y helio están calibrados en litros por hora. Cuando es deseable determinar el volumen de gas durante 1^ soldadura, se utiliza un medidor de volumen (jlowmeter) con el regulador. El medidor de volumen consisto on un tubo de vidrio graduado en litros por hora y una bola o esfera pequeña dentro del tubo. Cuando se gradúa la presión del gas en el regulador, pasa una corriente de gas por el medidor de volumen y levanta la esfera hasta la presión exacta que llega al soplete.

MANÓMETRO Y REGULADOR

Cortesía (fo Union Carbido Ganado. JJmitod

Coríosíd do Union Carbide Cannila. LimHatl F¡H. 17-9 Manómetro y rotulador

Fig. 17-8 Medidor de volumen ("Flowmotor")

200

El regulador y medidor es similar al tipo utilizado para la soldadura de oxiacetileno. Un manómetro indica la presión en el cilindro; el otro indicador registra el paso de gas a un volumen constante en litros por hora. Se utilizan un cuadrante calibrado y una aguja, en vez del sistema de esfera del medidor de volumen.

TAPA DEL COLLAR PARA ELECTRODOS

BOMBA

CUERPO (MANGO) DEL SOPLETE

BOQUILLA NORMAL DE ALUMINA |

Fig. 17-12 Partes básicas del soplete para TIG

El soplete para TIG 1ANOUU DE ENFRIAMIENTO

Como el proceso básico TIG es de soldadura de arco, es interesante mencionar que el primer soplete para TIG era un portaelectrodo normal, que llevaba además un electrodo de tungsteno y un tubo de cobre para el suministro del gas inerte. El soplólo TIG ncliuil consln do un mango, un conjunto de collar para °1 electrodo y una boquilla o tobera (Fig. 17-12). El collar está disponible en diámetros de acuerdo con los de los electrodos. Su finalidad principal

Fig. 17-10 Sistema de enfriamiento

El sistema de enfriamiento Cuando se usan amperajes mayores a 150 A en la soldadura TIG, el soplólo tiene enfriamiento por agua para evitar el sobrecalentamiento. Cuando se utiliza soplete enfriado por agua, las man^ güeras o tubos para agua se conectan a una llave de toma y el retorno se envía al drenaje. Si no es posible, se puede utilizar un tanque para enfriamiento en el cual se recircula el agua.

• TAPA DE COLLAR

SAUDADE AGUA. CABLE DE CORRIENTE -

SELLO ANULAR

INTERRUPTOR

ELECTRODO

CUERPO DEL SOPLETE

Fig. 17-13 Conjunto de collar

Fig. 17-11 Soplete para TIG

201

es alojar y lijar el electrodo y permitir el paso de la corriente para soldar. La tapa del collar protege al electrodo contra daños o contaminación y se hace en tamaños adecuados a la longitud del electrodo (Pig. 17-13). Las boquillas (toberas) para la soldadura TIG son de dos tipos generales: cerámica y metal. Las boquillas de cerámica se utilizan con sopletes enfriados por aire; las de metal, con sopletes enfriados por agua. El propósito principal de la boquilla es proteger oí tnoctrodo y dirigir el gas protector (Fig. 17-14).

COLOR

Fig. 17-15 Electrodos pura TIG

que se dice que estos electrodos no se consumen, se desgastan por la limpieza, pulimento y el uso continuo. Los electrodos vienen en su envase lo más limpios que es posible. Se limpian químicamente o se pulen o esmerilan (los electrodos pulidos son más costosos). Se deben mantener siempre bien limpios. SOPLETE

ANTES DE SOLDAR

DURANTE LA SOLDADURA

INCORRECTO AMPERAJE MUY ALTO

Fig. 17-16 Características de los electrodos BOQUILLA

Se acostumbra esmerilar el electrodo para hacerlo puntiagudo antes de empezar a soldar. Después dü comenzar la soldadura, la punta afilada se redondeará poco n poco. Si se empieza n formur unu bola on vez del extremo redondeado, indica que el amperaje es demasiado alto. Si ocurre esto, deténgase, ajuste el amperaje, rompa la punta en forma de bola, vuelva a afilar el electrodo y empiece de nuevo (Fig. 17-16).

Fig. 17-14 Boquilla (tobera) para TIG

Electrodos A diferencia de los electrodos normales para soldadura de arco, los electrodos de tungsteno todavía no tienen un código oficial de colores; pero la industria utilizo los siguientes colores: PUNTA Verde Amarilla Roja Café

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Cuándo se usa sistema de enfriamiento? 2. ¿Cuál es el propósito del collar? 3. ¿Qué se debe hacer si la punta del electrodo toma la forma de una bola?

DESIGNACIÓN Tungsteno Tungsteno más 1% de torio Tungsteno más 2% de torio Tungsteno y zirconio

Fundamentos de la soldadura TIG Los electrodos de tungsteno y zirconio se utilizan con ca; los de aleación de torio con ce. Aun-

Aunque la soldadura TIG es un proceso de soldadura 1 de arco, se parece en algunos aspectos al proceso 202

TABLA 17-1 CARACTERÍSTICAS DE LOS ARCOS PARA SOLDADURA TIG Características del arco

Proceso de soldadura TIG ca alta frecuencia o ca equilibrada

ce con polaridad directa

ce, inversa

Formación y operación del arco

Con alta frecuencia, el arco se forma sin tocar el metal de trabajo. Formarlo en el bloque para arranque; cuando el electrodo esté bien caliente, volver a formar el arco en la unión. Esto reduce la inclusión de tungsteno al comienzo de la soldadura. Mantener, en el punto inicial hasta que se estableco el choreo de soldadura. Agregar metal do relleno en el bordo delantero del charco, pero en un lado do la línea de centro.

El arco caliente forma el charco de inmediato. Formar el arco en el metal de trabajo dentro de la anchura de la soldadura para no dejar marcas en el metal. A veces son deseables placas contra escurrimiento o para formar oí arco. Se recomienda el uso do alia frecuencia pnrn formar el arco.

Igual que con ca, pero hay que tocar el metal de trabajo con el ele ^trodo.

Estabilidad

Arco suave; no hay traqueteo ni chasquidos (argón).

Establo en holio.

lis labio un argón.

Inestabilidad; contaminación del electrodo

Los óxidos resultantes del contacto del electrodo caliente con el aire o del contacto con los óxidos o el metal en el charco, producen inestabilidad del arco. Afilar o cortar la punta o momplfr/.nr oí olortrodo.

Igual que con ca.

Igual que con ca.

Electrodo demasiado grande

Puede producir arco inestable y anchura excesiva del cordón. Usar el electrodo más pequeño que pueda conducir la corriente.

Igual que con ca.

Igual que con ca.

Longitud excesiva del arco

El resultado es arco inestable; reducir la longitud del arco.

Igual que con ca.

Igual que con ca.

Uniones estrechas

Pueden ocasionar que el arco salte de un lado a otro. Ensanchar las ranuras cuando sea posible o poner el electrodo más cerca del metal de trabajo.

Longitud

Mantener un arco corto (más o menos igual al diámetro del electrodo, o sea, unos 3 mm). Si el arco es muy largo no habrá penetración completa hasta la raíz, en particular en soldaduras de filote; también hay posibilidad de socavado; anchura excesiva del cordón, y contorno deficiente de la soldadura.

Corto, de unos 1.5 mm.

Una longitud de 5 mm a 6 mm.

Reducir gradualmente la longitud del arco o la corriente para minimizar la formación de cráteres. Seguir agregando metal de relleno al mismo tiempo, en su caso. Mover el soplete a la posición horizontal para extinguir e! nrno.

Igual que con ca.

Igual que con ca.

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Extinción ^ruptura) del arco

Cortesía de The LincoJn EJecíric Company

.

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v

VARILLA DE SOLDADURA

SOLDADURA

SOPLETE PARA TIG


Fig. 17-17 Para correr un cordón con varilla de soldadura

de oxiacetileno; por ejemplo, en ocasiones se utiliza una varilla de relleno (aporte) para suministrar metal adicional (Figs. 17-17 y 17-18). Antes de empezar a soldar, recuerde los siguientes puntos básicos: 1. Compruebe siempre que el gas y el agua (si se usan) estén conectados y ajustados correctamente. 2. Si el soplete está equipado con interruptor de arranque en el mango, se debe tener oprimido siempre durante la soldadura. 3. Compruebe la distancia que sobresale el electrodo. Debe s 'bresalir unos 3 mm de la boquilla para formor cordonos; poro puodo vnrinr onlro 3 mm y 6 mm cuando se suelden diferentes uniones. 4. Si se usa ca, no es necesario tocar el metal para formar el arco.

Fig. 17-19 Técnica para formar el arco

5. Compruebe la polaridad antes de empezar. La polaridad inversa produce un arco mucho más caliente que la directa, al mismo amperaje.

Formación del arco 1. Ponga las manos como se muestra en la figura 17-19. Luego, mueva el soplete hacia abajo con un ligero movimiento do vaivén. 2. Cuando se trabaja con ca, el arco empezará cuando el electrodo esté unos 3 mm escima del metal que se va a soldar. 3. Con ce, será necesario tocar el metal que se va a soldar o un bloque de cobre para formación de arco, provisto para este 'efecto. Después, hay que rolirar oí electrodo pnrn oslablooor una longitud de arco de 3 mm, después de que se formó. 4. Cuando so luí formado oí iirco, no dubu girar oí soplete con un movimiento circular para formar el charco. ' • Observe todas las precauciones de seguridad * para la soldadura de arco. •;. . • ' •• • ' - ' •• •

ELECTRODO OE TUNGSTENO

NOSE REQUIERE FUNDENTE

METAL QUE SE VA ASOLDAR

lAntes de comenzar los'siguientes ejercicios, practique la formación del arco y estudie con cuidado la tabla 17-1. La práctica y la obser. vación en este momento elírninarántmuchós problemas que pueden ocurrir cuando empiece la soldadura, . •. .'"..-.•-.;"*'. •'•" "

GAS INERTE

Fig. 17-18 El proceso TIG

204

TABLA 17-2 CAUSAS Y CORRECCIONES DE POROSIDAD Y GRIETAS EN SOLDADURAS TIG Causa

1

Factores contribuyentes

Medidas correctivas

Hidrógeno

Mugre que contenga aceites u otros hidrocarburos; humedad en la atmósfera o en el metal o una película de óxido hidratado en el metal; humedad en las tuberías para gas o en el gas. El metal de trabajo puede ser la fuente del hidrógeno atrapado (cuanto más grueso sea el metal, mayor es la posibilidad de que haya hidrógeno). Salpicaduras.

Desengrasar y eliminar el óxido, mecánica o ... úmicamente, de la zona de soldadura. Evitar la humedad; usar metal seco o secarlo con trapos. Reducir el contenido de humedad del gas. Ver si los tubos de gas y agua tienen fugas. Aumentar el flujo de gas para compensar el hidrógeno adicional en las secciones gruesas. Ajustar las condiciones de soldadura para minimizar salpicaduras.

Impurezas

Compuestos limpiadores o de otras clases, en especial los quo contienen calcio.

Usar los compuestos limpiadores recomendados1 mantener el metal de trabajo libre de contaminantes.

Penetración incompleta en la raíz

La penetración incompleta en las secciones gruesas aumenta la porosidad en la soldadura.

Precalentar; usar corriente más alta para soldar o modificar la geometría de las uniones.

Temperatura

Si se corre muy fría tiende a aumentar la porosidad debido a la solidificación prematura del metal fundido.

Mantener la relación correcta entre corriente, longitud de arco y velocidad del soplete.

Velocidad de soldadura

Una velocidad muy alta en la soldadura puede aumentar la porosidad.

Disminuir la velocidad de soldadura; establece • y mantener la relación correcta entre longitud de arco y corriente.

Tiempo de solidificación

La solidificación rápida del charco fundido atrapa cualesquiera gases presentes y ocasiona porosidad.

Establecer la corriente y velocidad correcta para soldar, Si el metal de trabajo esté mucho más frío que la temperatura ambiente, usar calentamiento suplementario.

Composición química del metal de soldadura

El metal para soldadura de aluminio puro es más susceptible a la porosidad que el de aleación.

Si hay porosidad excesiva, probar con un metal de aleación para relleno.

Agrietamiento

Las causas de porosidad, como la temperatura, tiempo de soldadura y solidificación también pueden •contribuir al agrietamiento. Otras causas pueden ser soldaduras discontinuas, cruzadas, soldaduras para reparación, trabajo en frío antes y después de de soldar y la composición a las grietas son las que contienen 0.4 a 0.6% de Si, o 1.5 a 3.0% de Mg o 1.0% de Cu.

La corriente mas baja y mayor velocidad suelen evitar las grietas. Pero se recomienda, cuando sea posible, cambiar a un metal de aleación para relleno que haga que la composición del metal de soldadura quede fuera de la gama de agrietamiento.


1 205

3. Retire la varilla a una distancia corta (6 mm) y mueva el soplete al frente del charco. Vuelva a calentar el metal y cuando esté otra vez brillante y fluido, agregue más varilla de soldadura. 4. El ángulo de la varilla con el metal que se va a soldar debe ser de unos 15" y el ángulo del soplete debe ser entre 75° y 80° en todo momento. 5. Repita estos movimientos a lo largo de todo el metal. Igual que en la soldadura de oxiacetileno, la altura y la anchura del cordón dependerán de la velocidad y de la cantidad de varilla de soldadura que se agregue. Una vez que haya dominado estos ejercicios, es decir, correr un cordón con y sin varilla de soldadura, forme las uniones básicas y practique con ellas.

Para correr un cordón sin varilla de soldadura 1. Forme el arco y produzca un charco fundido. 2. Cuando el charco esté brillante y líquido, mueva el soplete a lo largo del metal que se va a soldar a una velocidad lenta y constante. 3. Mantenga el soplete entre 75° y 80° como se muestra en h figura 17-20.

fí

SOPLETE

DIRECCIÓN -DE LA SOLDADURA

75-80°

y

METAL PARA SOLDAR

Fig. 17-20 Para correr un cordón sin varilla de soldadura.

Ventajas de la soldadura TIG El metal fundido de la soldadura tiene máxima protección contra la contaminación por la atmósfera circundante. Como no se usa fundente, no hay riesgo de que quede atrapado en el área de la soldadura. Las soldaduras TIG bien hechas son muy lisas, por lo cual este proceso es conveniente para soldar recipientes para alimentos o medicinas, en donde los residuos de material orgánico en descomposición en las irregularidades podrían tener serias consecuencias. Como no hay salpicaduras de soldadura, se reduce mucho tiempo para la limpieza. Por comparación con la soldadura de oxiacetileno, la TIG se puede trabajar a velocidades más altas y con menos deformación.

4. Esto es semejante a correr un cordón con soldadura de oxiacetileno y aparecerán las mismas fallas. Es decir, si el movimiento es muy lento se producirán agujeros, etc.

Para correr un cordón con varilla de soldadura 1. Forme el arco y produzca un charco fundido. 2. Cuando esté establecido el charco, mueva el soplete hacia la parte trasera del charco y agregue la varilla de soldadura. ADENTRO

Pruebe sus conocimientos 1. ¿Para quó se usa el bloque du cobru puru formnr oí arco? 2. En la soldadura TIG, ¿cuál es la longitud correcta del arco? 3. Despuós do formar oí arco, ¿cuál es el propósito de mover el soplete en 'círculos pequeños? 4. ¿Qué determinará la altura y la anchura del cordón en la soldadura TIG?

Problemas con la soldadura TIG

UNIÓN A TOPE

Dos de los problemas que encontrarán los principiantes con la soldadura TIG son la porosidad y el agrietamiento de la soldadura depositada. Estudie las causas posibles y las correcciones recomendadas presentadas en la tabla 17-2.

Fig. 17-21 Soldadura de una unión a tope

206

La observación cuidadosa de los pfocedi..;:-cuentos de-soldadura TIG durante las sóida-"; duras 4e práctica, eliminará muchos proble,• mas y produciré soldaduras .buenas, limpias •i y correctas, lo cual facilitará formar las cinccTunipñes básicas para soldadura.' J , . , ' '

El proceso de soldadura MIG Hay muchos procesos que recaen en la clasificación de soldadura MIG. En algunos se utiliza un electrodo desnudo protegido con gas inerte. En otros, se utiliza un electrodo revestido con fundente, similar al electrodo normal para soldadura de arco. Hay otros en que se emplea un electrodo hueco con núcleo de fundente. En algunos procesos, se usa una combinación de electrodo con fundente y gas protector. También se utilizan difernnlnfi mólodofl pora Irnrwforir oí motnl fundido a través del arco. El mólodo puodu sor automático o semiautomético.

Fig. 17-23 Equipo básico para MIG

Debido a 1& gran variedad de procesos, las descrípcionoB on cato capítulo HO concretaran a comentarios generales aplicables a la mayoría de los procesos, aunque ivo en forma exacta a algunos de ellos.

Equipo básico para la soldadura MIG El equipo básico para la soldadura MIG es: 1. Una máquina para soldar con arco y sus cables.

Electrodo macizo

Entrada de gas protector

Conductor eléctrico

Tubo de guia de electrodo y contacto

<— Metal de soldadura fundido


Cortesía de The Lincoln Electric Company Fig. 17-24 Principios del proceso MIG

Fig. 17-22 Soldadura MIG

207

-

MOTOR CAJA DE ENGRANES TORNILLO AJUSTADOR DE PRESIÓN


INSERTO DE GUÍA DE ENTRADA RODILLOS i ALIMENTADORES

DE ALAMBRE

ELECTRODO

ALIMENTACIÓN ÜL: ALAMBRE Y CABLE DE CORRIENTE

GUÍA DE ENTRADA GUIA DE SALIDA INSERTO DE GUIA DE SALIDA INSERTO DE GUÍA CENTRAL

ENGRANÉ LOCO

Fig. 17-25 Mecanismo típico alimentador de electrodo

Máquina soldadora

2. Un suministro de gas inerte con mangueras, reguladores, etc. 3. Mecanismo de alimentación de electrodo. 4. Electrodo (rollo o carrete). 5. Pistola para soldadura con mangueras y cable (determinados por el tipo de proceso que se va a usan).

Para la soldadura MIG se necesita una máquina soldadora de diseño especial. En lugar del ciclo usual de trabajo de 60%, funciona con un ciclo de trabajo de 100%. Se utilizan ya sea generador o rectificador para tener ce. Al contrario de la máquina normal para soldadura de arco, el voltaje permanece igual. Este tipo de máquina se llama

Mecanismo alimentador de electrodo En este proceso, el amperaje se controla con el mecanismo alimentador de electrodo (Fig. 17-25). Cuando se gira el cuadrante en el alimentador de electrodo para aumentar la cantidad de electrodo ( d c ' l t i p o quu í i i ü i ) ii ln y.ona do soldadura, s<¡ aumenta en forma automática el amperaje requerido para fundir la cantidad adicional de electrodo.

Electrodos Los electrodos para la soldadura MIG. igual que los nlnclrotlos nórmalos para noldadiira do arco, se fabrican para quo coincidan con oí tipo do metal que se va a soldar. Según sea el proceso que seutilice, los electrodos pueden ser de alambre desnudo, alambre con recubrimiento de fundente o alambre con núcleo de fundente (alambre hueco con el fundente en su interior). El diámetro de estos electrodos varía de 0.020 pulg hasta 1/8 pulg y están disponibles en rollos o carretes de 50, 20. 2 y 1 libras. En el alambre macizo desnudo, se agregan desoxidantes para ayudar a proteger la soldadura.

Cortesía de Hobnrl Brothers Company Fig. 17-26 Rectificador de voltaje constante

208

máquina do voltaje conslonto (CVJ. Como OH(U mi'iquina no tiene control del amperaje no se puede utilizar para la soldadura normal.

Pislolas pera soldadura MIG Hay muchos tipos y marcas de pistolas para MIG, pero todas recaen en dos categorías básicas: el tipo de empuje y el tipo de tracción (Fig. 17-27). En la pistola de empuje, las ruedas motrices están contenidas en la unidad alimentadora de electrodo; este tipo de pistola se utiliza con electrodos de diámetro grande (Fig. 17-28). En la pistola de tracción, los rodillos de alimentaciór ^stán contenidos en la pistola y ésta se suele usar para electrodos de diámetro pequeño (Fig. 17-29). En la figura 17-30 se ilustra un tipo especial de pistola, que es muy ligera y portátil. El rollo de electrodo está colocado en el mango de la pistola (suele ser un rollo de 1 o de 2 libras).

Gases protectores Ya se han mencionado dos gases protectores: el argón y el helio. El dióxido de carbono (CO2) es un gas protector, aunque no es inerte, pero tiene ciertas ventajas para la soldadura MIG. Además, se han usado con buenos resultados mezclas de gases, tales como argón y oxígeno, argón y helio, oxígeno y dióxido de carbono y otros. De lo que se trata es producir la combinación óptima y de menor costo que sea posible. Recuerde que el argón y el helio son muy costosos y no se deben desperdiciar.

TABLA 17-3 GASES Y MEZCLAS DE GASES PROTECTORES PARA SOLDADURA MIG Gas protector

Acción química

Usos; observaciones

Argón (A)

Inerte

Para soldar la mayoría da metales, axoepto acero,

Helio (He)

Inerte

En aleaciones de Al y Cu para máximo calor y minimizar la porosidad.

A y Ho (20-flO n BO-flO'Mi)

huirlo

Aloucionoa do Al y Cu para mayor aplicación do calor y minimizar la porosidad. Arco más silencioso y estable que sólo con He.

A y Cl (luiolliifl do 01)

F.Honcialmonto inerte

Todas lo» aloacionoH, para rninimi/ar la porosidad.

N2

Reductora

En el Cu, permite un arco muy potente; se usa más en Europa.

A + 25-30% N 2

Reductora

En Cu, un arco más potente y suave, de control más fácil que sólo con N2; se usa mucho en Europa.

A + 1-2% O2

Oxidante

Aceros inoxidables y de aleación; también para algunas aleaciones de cobre desoxidadas.

A + 3-5% CO2

Oxidante

Aceros al carbono, aleaciones de acero y acero inoxidable, se requiere electrodo desoxidado.

A + 20-30% CU2

Oxidante

Diversos aceros; se usa principalmente con arco en corto circuito.

A + 5% 02 + 15% C02

Oxidante

Diversos aceros; requiere electrodo desoxidado; se usa mucho en Europa.

Co2

Oxidante

Aceros al carbono y de baja aleación; el electrodo desoxidado es esencial. Cortesía de The Lincoin EJectric Company

209

OPERACIÓN CON PISTOLA DE EMPUJE Y TRACCIÓN

ELECTRODO

Fig. 17-29 Pistola de tracción Fig. 17-27 Pistolas de empuje y tracción

Mangueras y cables Igual que en la soldadura TIG se necesitan cables para conducir la corriente para soldadura y mangueras para llevar el gas y el agua. También se necesitan reguladores o medidores de volumen ("flowmotors") para medir ni paso do gas y son del mismo tipo que para las máquinas TIG. Se debe prestar particular atención ul tamaño del cable qiio si! va u usar puos no os raro qu.n so trabajo con 600 amperes en este proceso. Pruebe sus conocimientos 1. Describa algunos de los diversos procesos MIG que se pueden usar.

2. Mencione los tres tipos principales de electro-, do utilizados en el proceso MIG. "3. ¿Cuáles son los dos tipos básicos de pistolas para la soldadura MIG? 4. ¿Cuál es la diferencia esencial entre estos dos tipos? 5. ¿Qué tiene de especial la máquina soldadora utilizada para la soldadura MIG? 6. ¿Por qué no so utiliza usía máquina pura la soldadura normal con arco? 7. ¿Por quñ so (lobo prostar ospocial atención al tamaño de los cables utilizados para osla soldadura?

Fundamentos de la soldadura MIG La soldadura MIG es similar a la soldadura normal con arco. Sin embargo, el electrodo viene en un rollo o carrete y es continuo. Esto reduce ELECTRODO

CABLE CABLES

Fig. 17-30 Pistola portátil, pequeña para MIG

Fig. 17-28 Pistola de empuje

210

CAMISAS 0030H37SOfln.730rr ver 17BOB9-; 33" 37BOB9 B 3 7 m 37BOil9.1l fi,,.

í9m 3 7B573- a únicamente para acero 0.035 y 0.045

Corresía de Hobart Brothers Company Fig. 17-31 Pistolas y cables para soldadura MIG

mucho los paros y arranques para cambiar electrodos. Una persona que ha soldado con arco con electrodos nórmalos no tendrá dificultades para aprender el proceso MIG. Una vez que se ha formado el arco, muchas de las técnicas aprendidas con la soldadura de arco se aplicarán a la soldadura MIG. Un ejemplo es mover el electrodo con mayor velocidad a fin de producir un charco más pequeño, evitar quemaduras pasadas o disminuir la penetración. Otro ejemplo es escuchar el sonido del arco, que dará una idea de la calidad de la soldadura. Igual que en la soldadura normal con arco, es preferible tener un arco suave.

Corlesío do Hoburt üroíhors Company

BOQUILLA

Fig. 17-33 Soldadura con arco metálico y gas

Formación del arco, pasos preliminares 1. Póngase la ropa y equipo protectores. 2. Compruebe que las conexiones de los cables estén apretadas y ponga a funcionar la máquina soldadora.


Fig. 17-32 Para correr un cordón

211

BOQUILLA

POSICIÓN INICIAL

POSICIÓN PARA SOLDADURA DISTANCIA QUE SOBRESALE

y

Fig. 17-34 Distancia que sobresale el electrodo 3. Ponga a funcionar el sistema de enfriamiento. 4. Gradúe el mecanismo alimentador de electrodo a la velocidad deseada y póngalo a funcionar. 5. Oprima el gatillo de la pistola y deje que avance el electrodo hasta que sobresalga unos 6 mm de la boquilla o tobera (Fig. 17-34*). Para detener el avance del electrodo suelte el gatillo u oprímalo otra vez, según el tipo de pistola. 6. Examine la. conexiones del cilindro de gas y abra lentamente la válvula. 7. Oprima el gatillo de la pistola para que empiece a circular el gas y ajuste el regulador o el medidor de volumen a la presión deseada. Suelte o vuelva a oprimir el gatillo para detener el paso. 8. Corte el exceso de electrodo que sobresalga de la boquilla con pinzas cortadoras de alambre. 9. Gradúe el voltaje de acuerdo con las necesidades del trabajo. 10. La cantidad de electrodo que sobresalga de la boquilla dependerá del proceso que se esté usando, pero se puede corregir, en la mayor parte de las pistolas, con un botón o control de avance lento.

Fig. 17-35 Formación del arco

8. Practique hasta que cada vez que lo intente, pueda formar el arco.

Formación del arco 1. Obtenga una pieza de metal y póngala en el banco do tiolduduru, 2. Ajusto la máquina soldadora, volumen de gns, etc., de acuerdo con el espesor del metal y las instrucciones anteriores. 3. Sostenga la pistola encima del metal y bájese la careta del c ^sco. 4. Oprima el gatillo de la pistola para iniciar el, paso de gas y la alimentación de electrodo. 5. Utilice el método de rayado para formar el arco (Fig. 17-35). 6. Para extinguir el arco, separe la pistola del metal o bien, suelte y vuelva a oprimir el gatillo. 7. Si el electrodo se pega al metal, accione el ga•'tillo para interrumpir la corriente de soldadura y corte el electrodo con pinzas. 212

Para correr un cordón 1. Póngase la ropa y equipo protectores e inspeccione las condiciones de seguridad del equipo. 2. Obtenga una pieza de metal y póngala en el banco de soldadura. 3. Ajuste la máquina soldadora, volumen de gas, etc. 4. Oprima el gatillo, forme el arco y forme un charco en el metal que se va a soldar. 5. Una vez establecido el charco, mueva la pistola a lo largo del metal a una velocidad uniforme para producir una soldadura lisa y pareja. 6. Mantenga el electrodo en el borde delantero del charco conforme avanza la soldadura. ÁNGULO DE 5" a 10'


Fig. 17-36 Ángulo del electrodo

t¡3

• • • • • Cortesía de Hobart Brothers Company Fig'. 17-37 Soldadura con arco metálico y gas

•

7. El ángulo al cual se sostiene la pistola es de máxima importancia. La pistola debe estar inclinada 5° a 10° de la vertical (Fig. 17-36). Un ángulo excesivo de la pistola ocasionará una protección deficiente rio la soldndurn con B! gas. Una VM. qii(! haya practicado oí arco y corrido los cordones, el siguiente paso es preparar y soldar los diversos tipos de uniones.

•

• •

Ventajas de la soldadura MIG

•

Cuando se utilizan electrodo desnudo y gas protector, hay muy poco que limpiar. En las uniones en V, la soldadura MIG requiere una V y más pequeña que en la soldadura normal con arco; con esto, se necesita menos metal de soldadura para llenar la V. Con la MIG manual se pueden obtener velocidades hasta de 1 m/min. Debido a que la soldadura es más rápida, ocurre menos deformación en el metal que se va a soldar. Debido al gran número de procesos diferentes quo quednn dnntro do In clasificación do MIG, no os posible dar las presiones y velocidades de electrodo exactas, etc., pero los comentarios anteriores se aplican a todos los procesos.

•

• •

hacen el recubrimiento del electrodo y la llama del soplete oxiacetilénico. Una máquina de soldadura TIG se puede usar para soldadura normal de a 'co; la máquina de soldadura MIG no se puede usar. En la soldadura TIG la unidad de alta frecuencia se emplea sólo para formar el arco cuando se trabaja con ce. En la soldadura TIG con ca se debe usar una unidad de alta frecuencia para tener mejores resultados. Los gases inertes son muy costosos y no se deben desperdiciar. Recuerde revisar el gas y el agua [si se usa). Compruebe que estén conectados y debidamente graduados antes de empezar a soldar. Si se utiliza ca en la soldadura TIG, no es necesario tocar el metal que se va a soldar con el electrodo para formar el arco. Si se utiliza ce, sí es necesario tocar el metal con el electrodo. Se debe mantener el ángulo correcto del soplete a fin de dar una buena cobertura con gas en la zonn do soldndurn. Las máquinas para soldadura MIG están especificadas para ciclos de trabajo de 100%. En la soldadura MIG, el aim. eraje se controla con la velocidad de alimentación del electrodo. La pistola de presión y empuje son los dos tipos de pistolas para soldar. Si ambos procesos se aplican en la forma correcta, son más limpios y rápidos que la soldadura normal con arco. El método usual para soldar es de derecha a izquierda, a menos que usted sea zurdo. Al correr un cordón o una línea recta por fusión, se suele mantener el electrodo en la parte delantera del charco. Esto le permite ver el charco con más claridad.


tungsteno inerte no consumible frecuencia torio

Puntos quo se deben recordar

• TIG y MIG se deben considerar como ampliaciones de la soldadura básica con arco y oxiacetilénica. • El gas inerte actúa como una barrera para el metal de la soldadura, en la misma forma que lo

zirconio 213

collar dióxido de carbono carretes pistola soldadora

vollnjo constante alimentador de electrodo núcleo de fundente ruedas motrices gatillo


12. ¿Cuál es el propósito del medidor de volumen ("flowmeter")? 13. ¿Cómo se controla el amperaje en un máquina para soldadura MIG? 14. ¿Qué significa "con núcleo de fundente"? 15. ¿Describa algunas de l'as ventajas de las soldaduras TIG y MIG?

Parte 1 1. ¿Qué significan las siglas TIG y MIG? 2. ¿Para cuál industria se desarrolló la soldadura TÍG? 3. ¿Qué aspecto tenía el primer soplete para soldadura TIG? 4. ¿Cuál es la diferencia básica entre TIG y MIG? 5. ¿Cuál es el ciclo de trabajo de una máquina soldadora para MIG? 6. Hay un código de colores establecido para los electrodos TIG? 7. ¿Cuál es el propósito de la unidad de alta frecuencia que se utiliza en la soldadura TIG? 8. ¿Qué se debe hacer con un electrodo para TIG al cual se le forma una bola en la punta? 9. ¿Cuál es el propósito del collar? 10. ¿Cuál es el propósito de la tapa del collar? 11. ¿Cuál es la Distancia usual que debe sobresalir el electrodo?

Parte II 1. ¿Por qué se usa ca para soldar aluminio con TIG? 2. ¿Por qué se recomienda el gas argón para la soldadura TIG? 3. ¿Por qué no se usa ce de polaridad inversa en el proceso TIG? 4. ¿Por qué es necesario eliminar la película de óxido que aparece en la superficie de algunos metales? 5. ¿Por qué se considera que la soldadura TIG es adecuada en recipientes para alimentos o medicinas?

Lectura adicional El proceso de arco sumergido El desarrollo do oslo procoso so debió n la preocupación por parte de la industria de la soldadura, por proteger el metal de soldadura depositado contra la contaminación atmosférica. Al mismo tiempo, se hicieron esfuerzos por obtener un procedimiento que se pudiera adaptar para soldadura automática.

Cortesía de The LincoJn EJectric Company

Fig. 17-38 Unión de las planchas de cubierta de un buque con el proceso de arco sumergido 214

ELECTRODO... AIRE

SOLIDIFICADO'ENDURECIENDO.

ESCORIA! METAL DE ', (FUNDIDAI SOLDADURA ' """ENDURECIENDO

METAL DE SOLDADURA SOLIDIFICADO

'BAJA HASTA EL ARCO: SE MUEVE A '.A DERECHA

i-V.CHARCO FUNDÍDO DE ELECTRODO FUNDENTE Y METAL DOLIESE VA A SOLDAR

METAL QUE SÉ VA A SOLDAR

/isla en corte transversal del proceso cíe soldadura con.arco sumergido, con una cobertura de (undenl

Cortesía do Tho LincoJn Eloctric Company . Fig. 17-39 Fases del proceso de arco sumergido

Cortesía do Tho Lincoln Electric Compnny Fig. 17-40 Ejecución de soldaduras circulares por el proceso de arco sumergido

Los experimentos en que se usaron electrodos recubiertos normales y un carro motorizado en el cual estaba montado un portaelectrodo normal, no tuvieron éxito por muchas razones. Se hicieron patentes dos problemas: 1) el recubrimiento del electrodo era susceptible de dañarse; 2) la longitud del electrodo sólo, permitía hacer soldaduras cortas antes de tener que cambiarlo. El proceso de arco sumergido eliminó ambos problemas. Se utiliza fundente pulvnmndo on hiîir dol rocubrimionlo y un cnrrnlo cnn nlonlrorlo conlinuo nn lugar de electrodo individual. La calidad'del metal de relleno (aporte) depositado mejoró considerablemente porque se podía controlar con mes exactitud la composición química del fundente. En este proceso se forma el arco entre el metal que se va a soldar y el electrodo, pero el arco está sumergido por completo en el fundente y no son visibles los rayos de luz de alta intensidad que ocurren en la soldadura de r reo. El proceso puede ser semiautomático, en el cual el soldador guía la pistola a mano, pero hay alimentación mecánica del electrodo a la zona de soldadura. También es posible con un mecanismo mover ya sea la cabeza soldadora de la máquina o el metal que se va a soldar, para que el proceso sea totalmente automático. El electrodo desempeña la misma función que en otros procesos de soldadura de arco, es decir, conduce la corriente a la unión, suministra el metal de relleno, etc. El fundente hace la misma función que el recubrimiento, o sea, protege la soldadura contra la contaminación atmosférica, forma una escoria protectora sobre la soldadura y puede agregar aleaciones a la soldadura. El fundente sobrante, nuevo, en la zona de soldadura se recoge con un sistema de vacío y se devuelve a su recipiente para volver a usarlo. El proceso de arco sumergido que se utiliza en la actualidad es muy complejo e incluye controles electrónicos que mantienen o ajustan en forma automática el voltaje del arco, la longitud del arco y la velocidad y distancia de alimeiâción del electrodo. En ocasiones, se usan dos, tres y hasta seis electrodos a la vez en lugar de uno solo, pero el principio básico es el mismo. El proceso de arco sumergido se suele utilizar con placas metálicas gruesas y es muy común utilizar amperajes muy elevados (500 A o más). Debido a estos elevados amperajes, se aumenta mucho la velocidad de la soldadura, lo cual produce menos

215

Coríesía de The LincoJn Electric Company Fig 17-41 Diagrama de los diversos alimentadores de electrodo para soldadura de arco sumergido automática

deformación, menos contracción y casi ninguna salpicadura en la zona de la soldadura, sin sacrificar la profundidad de la penetración. Este proceso, a veces, se llama también proceso de arco protegido o proceso UníomeJt. El proceso de arco sumergido se utiliza en la posición plana u horizontal. Los bordes del material rara vez necesitan mucha preparación. Una preparación a tope con bordes escuadrados suele ser suficiente en muchas operaciones. El equipo básico consta de una fuente de corriente, rollo o carrete de electrodo, dupósilo o lolvu para oí fundente, tubloro do control y los cabios y mangu ^ras necesarios, etc. Se pueden utilizar ca o ce y la capacidad de la máquina dependerá de la aplicación. Es posible utilizar máquina soldadora con generador o transformador de trabajo pesado del tipo para soldadura de arco en el proceso de arco sumergido. Si se van a utilizar corrientes muy altas, se pueden conectar dos o más máquinas (que sean del mismo tipo) en paralelo. Debido a la elevada velocidad de deposición con este proceso, que puede ser hasta do 5 m/min on algunos trabajos, so necesitan un carrete de electrodo y sistema automático de alimentación y control. El recipiente o tolva para el fundente descarga la cantidad necesaria conforme se hace la soldadura; la composición de este fundente se controla cuidadosamente. Igual que en el proceso básico de soldadura de arco, ocurren las mismas fallas con los mismos resultados, por ejemplo, amperaje muy alto o muy bajo o avance muy rápido o muy lento. Además, hay otra posible falla: el exceso o la insuficiencia de fundente pueden ocasionar una soldadura áspera y dispareja o.porosidades. Aunque el arco está sumergido u oculto y no se,requiere careta dur.anté la operación dé soldadura, se debe tener'cuidado,-igual que en la soldadura 1 normal de arcó, para evitar la. formación accidental del arco el cual, debido al alto amperaje, puede producir uri deslumbramiento peligroso. Por lo'

216

5 i \v •• ••;• . • .v .i-;,.•: wi'M' ?,¡! ,-y ;-• •.;') ,.;• ; *•?:•"•' .•••* • : . r; v?; ,general, el extremo del electrodo esté cubierto completamente con el fundente antes de formar el arco. Dado que el fundente no es conductor, un 1 método muy usual para formar el arcó es poner una pieza de lana (fibra) de acero entre la punta del electrodo "y la pieza de trabajo; con esto, no', hay necesidad de tocar el metal que se va a soldar con eUeléctrodo. Ce de-, be mencionar una precaución adicional! debido a los amperajes tan eleva- ' dos (1 000 A en algunas operaciones) se debe tener más cuidadp al trabajar con este equipo, pues puede producir una descarga mortal.' Aunque ya se mencionó que este proceso es excelente para soldar metales gruesos, es muy adaptable y el siguiento-bjomplo muestra el nlcanco y adaptabilidad de este proceso. ESPESOR DE DE LA PLACA Calibre 16 12.5 mm

AMPERAJE 450 A 1 000 A

VOLTAJE 25 V 35 V

ELECTRODO 1/8 pulg 3/16 pulg

VELOCID/ D 2 800 mm/mín 430 mm/min

Estos ejemplos se prepararon en una unión a tope con bordes escuadrados, con separación y barra de apoyo y se utilizó un solo electrodo. Diagnóstico del equipo alimentador de electrodo y fundente En la tabla 17-4 se incluyen algunos de los problemas más comunes con los alimentadores de electrodo y fundente, sus causas y correcciones. Estudióla bien.

Cortesía de Hobart Brothers Company Fig. 17-42 Cabeza para soldadura de arco sumergido

217

TAi.'.A 17-4

GUÍA TÍPICA PARA DIAGNÓSTICO DEL EQUD70 ALIMENTADOR DEL ELECTRODO Y FUNDENTE Causas

Correcciones

La camisa del cable puede estar sucia. El electrodo puedo estar sucio o tener herrumbro.

Limpiar el cable. Ponor un oloclroilo limpio. Si oí lugar osla muy sucio o el electrodo está viejo (sólo alambre desnudo) poner un rascador en el electrodo antes do que entre ni tubo de guía. Usar un poda/.o do tolo o fioltro Roturados con "Pyroil ü" puostos ai-rodador del electrodo con una abrazadora pequeña. Instalar punta nueva. Limpiar la punta con broca, como sigue: Electrodo de 1/B: Broca No. 28 Electrodo do 0.120: Broca No. 29 Electrodo do 3/32: Broca No. 36 Electrodo de 5/64: Broca No. 40

Problema Alimentación del electrodo Alimentación de electrodo brusca o con tirones o la alimentación de electrodo se detiene por completo.

La punta de contacto de la boquilla puede estar quemada o parcialmente fundida y hace que el orificio esté de menor tamaño.

Alimentación de fundente (arco sumergido) El paso de fundente se detiene por completo durante la soldadura. Si hay fundente en la manguera justo detrás de la pistola (oprima la manguera para probar), la interrupción es en la pistola.

El tubo para fundente en la pistola puede estar obstruido.

Separar la pistola del cable. Revisar el tubo en la pistola y en el mango del cable.

Las partículas magnéticas pueden ocasionar puenteo de la punta de la boquilla. El puenteo sólo ocurre durante la soldadura.

Pasar el fundente sobre un separador magnético al Henar el depósito del fundente.

Interrupción del fund nte que no es en la pistola. (Comprobar q e no hay terceduras o contracción de la manguera.)

Puede haber un pedazo de escoria en la manguera.

Oprimir a lo largo de la manguera hasta sentir el fundente. Sacudir la manguera para determinar si hay escoria en ese punto. Soplar la manguera con aire, si es necesario.

Interrupción riel fundente que no es en la pistola. (Comprobar que ñu hay torcedurns o contracción en la manguera.)

La salida del depósito de fundente puede estar obstruida.

Si no hay flujo en la manguera, revise la salida riol tanque pura ver si existen grandes trozos do escoria o papel. Graduar el regulador de presión de 180 a 205 kPa. Graduar presión de 380 a 415 kPa cuando HO usn oxtonHÍón do] cabio do la pistola.

La presión del depósito está mal ajustada.

Soplo oxcosivo do niri! y oirtMilnción dispareja de fúndenlo on la pistola.

F,l dopÓHilo pundo OHtíir cnHÍ vnnío. (Pnodo pnrnrnr I.lonnr oí dop6»¡to íi su ñivo] corróelo. llonu en los lados, puro habrá llogudo ni fondo en el centro.) El fundente so separa de la soldadura con mas Variar el procedimiento o lincor una roprosa rapidez que la alimentación, de fundente. La presión en el depósito puede estar muy alta. Graduar el regulador de presión de 180 a 205 kPn. Grmlmir prnninn do 300 n 415 kPii cuando so usa extensión del uible do la pistola.

Se ha mojado el fundente en el depósito.

Puede haber agua en e! tubo de aire. Kt purflador dü cobro puedo estar obstruido.

Es posible que salga agua de los tubos de aire al ompo/.nr on lo mnñnna. Purgar el agua do Ion tubos nnlo.i di) ftonafí torios al dopófíito. Compruebe que escapa un poco de aire por el extremo comprimido del tubo do cobro debajo del depósito de fundente.


Soldadura por electroescoría LÍ soldadura por electroescoria es un proceso creado a partir del de arco sume, gido. Su uso principal es en la posición vertical para soldar placas gruesas y la unión suele ser a tope con bordes escuadrados. El proceso de electroescoria se ha mejorado y, al igual que en el de arco sumergido, se puede usar más de 218

Cortnsín do Hohnrí Brot/iors Gmipunv Fig. 17-43 Diagrama de la soldadura por electroescoria: 1) tubo de güín del electrodo; 2) oloolrodo; 3) zapatos do cobre enfriados por agua; 4) soldadura terminada; 5) metal que se va a soldar; 6) escoria fundida; 7) metal de soldadura fundido; 8) metal de soldadura solidificado

un oluclrodo u In voz y ÚHlos so puudun inuvur do un ludo n otro (juando iivanx.fin a lo largo de la unión. La soldadura con electroescoria ha tenido otra mejora con la adición de gas inerte protector durante la soldadura; cuando se utiliza la protección con gas inerte, el proceso se liorna soldadura con electropás. Otros procesos Otros procesos nuevos en el campo de la soldadura son la soldadura con Jáser y soldadura con arco de plasma.

219

..

Símbolos de soldadura Tenemos muchos símbolos en nuestra sociedad tecnológica. Tenemos señales y rótulos que nos dicen lo que debemos hacer y dónde ir o lo que no debemos hacer o dónde no ir. Las señales de tránsito son un buen ejemplo. Muchas de estas señales ya son de uso internacional porque no requieren largas expiraciones y, con ellas, no hay la barrera del idioma, porque cualquier persona los puede interpretar aunque no conozca ese idioma. En la soldadura, se utilizan ciertos signos en los planos se ingeniería para indicar al soldador ciertas reglas que debe seguir, aunque no tenga conocimientos do ¡ngonioría. Estos signas gráficos se llaman símbolos de soldadura. Una vez que se entiende el lenguaje de estos símbolos, es muy fácil leerlos.

Símbolos de soldadura Los símbolos de soldadura se utilizan en la industria para n -«resentar detalles de diseño que ocuparían demasiado espacio en el dibujo si estu12 mm E6CM4

Fig. 18-1 Símbolo de soldadura

vieran escritos con todas sus letras. Por ejemplo, el ingeniero o el diseñador desea hacer llegar la siguiente información al taller de soldadura: 1. El punto en donde se debe hacer la soldadura. 2. Que la soldadura va a ser de filete en ambos lados de la unión. 3. Un lado será una soldadura de filete de 12 mm; el otro, una soldadura de filete de 6 mm. 4. Ambas soldaduras so harán con un oloctrodo E6014. 5. Ln soldadura do filote do 12 mm so osmorilará con máquina hasta que desaparezcan todas las acumulaciones y exceso de metal de la soldadura. Para dar toda esta información, el ingeniero o diseñador sólo pone el símbolo en el lugar correspondiente en el plano para transmitir la información al taller de soldadura (Fig. 18-1). Los símbolos de soldadura son tan esenciales en el trabajo del soldador como correr un cordón o llenar una unión. La American Welding Society (AWS) ha establecido un grupo de símbolos estándar utilizados en la industria para indicar e ilustrar toda la información para soldadura en los dibujos y planos de ingeniería.

Ángulo de la ranura; ángulo incluso del avellanado para soldaduras de tapón Longitud de la soldadura Paso (espaciamiento entre centros ) de las soldaduras

Símbolo del acabado Símbolo del contorno Apertura de la raíz; profundidad de relie no para soldaduras de tapón y ranura Garganta efectiva Tamaño: tamaño o resistencia para ciertas soldaduras

Símbolo de soldadura en él campo

Flecha que conecta la linea de referencia con el lado de la flecha o componente de la unión en el lado de la (locha Soldar alrededor de todo el símbolo

Especificación, procoso u\a referencia) Cola (se puede omitir cuando no se usa referencia) Símbolo básico de soldadura o referencia de detalle

Los elementos en esta área permanecen como se ¡lustran cuando se invierten la cola y la flecha

Número de soldaduras por puntos o por proyección Línea de referencia

Cortesía de American Welding Socíety

Y\g. 10-2 Posición do I OH olomonlow do un símbolo do «oídadura

Partes del símbolo de soldadura 1. La línea de referencia siempre será la misma en todos los símbolos. Sin embargo, si el símbolo de soldadura está debajo (Fig. 18-4) de la línea de referencia, 1a soldadura se hará en el lado de la unión hacia el cual apunta la flecha. Si el símbolo de soldadura está encima de la línea de referencia, la soldadura se hará en el lado de la unión, opuesto al lado en que apunta la flecha. 2. La /lecha puede apuntar en diferentes direcciones y, a veces, puede ser quebrada (Fig. 18-6).

Fig. 18-5 La flecha indica la posición de la soldadura

F¡K. 10-0 Dirocciftn do la fincha I'Mg. 1B-3 Línoa do roforonolíi

v

Fig. 18-7 El símbolo de soldar indica el tipo de soldadura y otra información relacionada con la unión.

Fig. 18-4 La información completa se da en la línea de referencia

221

.12 mm SÍMBOLO DE LA SOL-

A DURA DE

Fig. 18-8 Las dimensiones de esa soldadura particular se ponen a la u ¡uierda del símbolo de soldar

FILETE

12 mm

CHAFLÁN

DOBLE

12 mm

7

3. Hay muchos símbolos de soldadura, cada uno correspondiente a una soldadura en particular. 4. Se agregan acotaciones (dimensiones) adicionales a la derecha del símbolo si la unión se va a soldar por puntos, como en el caso de la soldadura de filete. La primera acotación adicional en la figura 18-9 indica la longitud de la soldadura; la segunda dimensión adicional indica la distancia entre centros de la soldadura.

Fig. 18-12 El símbolo completo

mm [/75-150 mm DISTANCIA ENTRE CENTROS • DE LA SOLDADURA "LONGITUD DE LA SOLDADURA

Fig. 18-9 Dimensiones (acotaciones) adicionales Fig. 18-13 Pieza vertical achaflanada E6014

12 mm

te del símbolo que indica doble chaflán (bisel) o doble V. Los chaflanes dobles, o doble V, se preparan en una sola de las piezas de metal, de modo que el trabajo se hará como se muestra en la figura 18-13. A continuación está el símbolo de soldadura de filote en ambos lados de la línea de referencia. Pero, antes de poder aplicar una soldadura do filote, debo haber una superficie vertical. Por tanto, se rellena el chaflán con soldadura como so vo on In figura 18-14. Después de rellenar los chaflanes, se aplica la soldadura do filote como so indica en la figura

V

I'iy. 18-10 La i ''la UOVM dutallcs cío inforrnuciórt o instrucciones especiales

5. La co/a quizá no contenga información especial y, a veces, so puedo omitir. 6. Hay una gran variedad de símbolos complementarios, cada uno con un significado diferente.

E60I4

12 mm

Fig. ü-11 Los símbolos complementarios dan la informa: ción adicional requerida para efectuar el trabajo completo.

Combinación de símbolos y resultados Algunos símbolos son muy complicados o parecen serlo a primera vista; pero, si se estudian punto por punto, no son difíciles de entender. El primer punto que se observa en la figura 18-12 es la par-

Fig. 18-14 El chaflán ya relleno

222

SÍMBOLO

RESULTADO

Fig. 18-15 Soldadura terminada

18-15. Esta combinación os poco común y rnra vez. se usa. Sólo so aplico en dónelo so roquioron resistencia y penetración del 100%. Sin embargo, se ha utilizado como ejemplo para mostrar los pasos en la lectura de símbolos. Hay gran número de combinaciones que se pueden utilizar, pero los símbolos básicos de soldadura y los símbolos complementarios mostrados en la figura 18-16 abarcan la mayor parte de ellas.

Aplicación do los símbolos do soldadura En las fisuras anlorioros so muoslran los símbolos muy básicos parn soldadura y sus aplicacionos. Pero so debo recordar quo son simples ilustraciones y que probablemente incluirían mucha más información si fueran parte de un plano real.

f

l

CORDÓN

TAPÓN

V

FILETE

V V O

BORDES

K V


1. ¿Cuál es la diferencia entre un símbolo de soldar y un símbolo de soldadur 7 2. ¿Cuál es el propósito de los símbolos de soldadura? 3. ¿Cuál es el propósito de la línea de referencia? 4. ¿Qué parte muestra la posición de la soldadura? 5. Si el símbolo de soldar está debajo de la línea de referencia, ¿en qué lado de la unión se debe hacer la soldadura?

EN J

EN U

SÍMBOLO

SOLDAR TODO ALREDEDOR

ALBAS

SOLDADURA EN EL CAMPO

RECTOS

CHAFLÁN ENV

F¡K. IH-17 Uniónos T

•v

CONTORNEAR

Fig. 18-18 Uniones traslapadas

Fig. 18-16 Símbolos básicos

223

RESULTADO

SÍMBOLO

• Hay muchos símbolos, dimensiones (acotaciones) y símbolos complementarios. • Los símbolos no son complicados si se estudian punto por punto.

RESULTADO

Palabras que se deben recordar dimensiones cola (acotaciones) l jne a de referencia símbolos flecha símbolos complementarios

PREGUNTAS PARA REPASO Parte I 1. ¿Por qué se utilizan los símbolos de soldadura en la industria? 2. ¿Cuál es el propósito de la flecha? 3. ¿Qué. indica el símbolo de soldar? 4. ¿Dónde sé pone la información especial? 5. Describa la información que se suministra si el símbolo de soldar está: a. encima de la línea de referencia b. debajo de la línea de referencia 6. ¿Dónde se ponen normalmente las dimensiones (acotaciones) en el símbolo de soldadura? 7. Si se ponuii las dimuiisionus a ln dorucha dol símbolo de soldadura, ¿qué indican? Parte II 1. Dibuje cualquiera de cinco uniones completa con Ion HÍinlioloit do i i o l i l i u l i m i i p i i i imlod fmcnjn y explique cada uno de ellos. 2. Aplique las soldaduras correctas en las siguientes uniones, según lo indica el símbolo de soldadura.

III ni UniíinnM u lii|Mi

Puntos que se deben recordar

• I,os símbolos cío soliluduní on los dibujos y planos du ingeniería ruprusuntan detalles do diseño. • Los símbolos de soldadura se utilizan en lugar de repetir instrucciones normales. • La línea de referencia no cambia. • La flecha puede apuntar en diferentes direcciones. • En ocasiones, se puede omitir la cola del símbolo. 224

Âplicar soldaduras en extremos de la unión;;

V

\0

soldadura *

Soldadura deseada

Símbolo Soldadura continua de (Hete

Símbolo

Soldadura deseada Longitud y paso de secciones de soldadura Intermitente

Soldadura descada Aplicar soldaduras en extremos de la unión

50 j

). 50 t

[\50-1 '•12S/ 1/50-125 \ de soldadura

Símbolo

Longitud de soldadura de (líete

I 50

\

-125—•*-—125 ~12 .'Símbolo, Soldadura dosoaria Tamaño de soldadura de filete sencilla

Símbolo

Soldadura deseada Longitud y.paso de secciones de soldadura Inlermllonlo do cadena

Aplicar soldaduras en extremos de la unión • Soldadura deseada Slmbol° Tamaño de soldaduras de (Hete dobles, iguales

. do soldadura Símbolos

Soldaduras deseadas

Soldadura deseada

Longitud y paso de soldadura Intermitente

Símbolo

Tamaño de soldaduras de filete dobles, desiguales

alterada

e x 12'/

- 150 -f- «-+-125+125-H 25-t-l 25-J-i -|-150-|

Orientación indicada Soldaduras deseadas 710 ££7 7

JÜJ/150-125

S|mbni0 e" el Plano Soldadura deseada ." Tamaño de soldadura de filete con piernas desiguales

-150-^

\2^r

Hl-

Símbolos Soldadura Intermitente y continua combinadas (Un lado de la unión) •

Símbolo

Soldadura deseada

Soldadura intermitente y continua combinadas (Lado opuesto de la unióo)

Soldaduras deseadas

(Las soldaduras se pueden aplicar en cualquier sitio a lo largo de la unión) Símbolos

Soldaduras en su posición aproximada

Soldadura deseada Soldaduras en su posición definitiva

Fig. 18-20 Ejemplos típicos de símbolos para soldaduras de filete


225

índice Acción capilar, 103 Acero(s), 168, 171-177 al medio carbono, 168, 170 clasificación, 177, 178 do alto carbono, 168, 170 do bajo carbono, 168, 170 dulce, 168 elementos, 178 fundidos, 168 inoxidable, 168 subproductos, 176, 177 Acetileno, 23, 24 cilindros, 23-25 llama en aire, 146 manguera, 28, 43 regulador, 43 válvula de cilindro, 45, 46 válvula de soplete, 47, 80 Acetona, 24 Achnflnniulo (blsoliulo). 07, lili Aditamentos para corte, 80 Aisladores, 114 Aislamiento, 114 A)nnto por contracción, 14 Aleaciones), 167 de aceros, 168 Aluminio, 168, 169, 184-186 diseño de uniones, 185, 186 Amperaje, 113, 124 electrodo, 136 Aplicación de corte, 88 Arco, soldadura eléctrica con, (véase Soldadura de arco) Arco protegido, 132, 133 Argón, 198, 203 Boquillas para corte, 80 Brida, 18 Bronce, 170 recubrimiento con soldadura, 101 soldadura de, 99-101 Cabeza mezcladora, 29 Cables para MIG, 209 Cabos de electrodos, 109

Calibradores, 27, 36-38 Características de los arcos de TIG, 203 Carburo de calcio, 23 Cilindros, 22-24, 34 acetileno, 23, 24 oxígeno, 23 Circonio, 170 Cobre, 170, 187, 188 Código de colores NEMA, 133 Columbio, 170 Combustión, 22 Comparación de corriente, 83, 84 Concentración de calor, 16, 180 Conductor, 114 Conectores, 115 Conjunto de collar del soplete TIG, 201 Contaminación, 133 Conlrnooiftn, 10, 02 Contrafuertes (retenes), 12, 13 Cordón(os): de soldadura, 50-52, 94, 125, 127, 120, 100-165, 202-204, 212 paralelos, 127, 128 sencillo, 50-53 Corrido de un cordón, 50-54, 94, 125, 203, 212 Corte: con oxiacetileno, 77-92 equipo, 79 seguridad, 78, 79 de círculos, 86 de hierro fundido, 90-92 en pila o múltiple de planchas, 89 'Curvatura por arrugas, 14 Davey, Edmund, 8, 23 Defectos, 72, 73 en la unión 06-65 Deformación, 11-18 angular, 11-19 lateral, 11 longitudinal, 11, 18 Deslumbramiento, 108

Destilación, 21 ' i Dióxido de carbono, 209 Diseño de uniones, 58 aluminio, 185, 186 Ductilidad, 71, 138 Dureza, 72

Electricidad, 116, 117 Eloctrodos, 132-145 amperaje, 136 ángulo, 122, 124 características, 132, 133 con polvo de hierro, 137, 138 consumo, 143, 145 datos de costo, 141-144 de baja aleación, 139 de bajo hidrógeno, 138, 139 de tungsteno, 201, 202 fabricación, 141 identificación, 133-134 para MIG, 208 recubrimientos, 133 sistema do numeración, 133 tamaño, 136, 144 Encendedores de fricción, 32 Enfriamiento por inmersión, 190 Entramado de LU 'ones de hierro fundido, 183, 184 Equipo para oxiacetileno, 79 mantenimiento, 33-41 Escoria, 109, 127, 128 Esfuerzo, 18 Espesor de metales, 52 Estañado, 93 Estaño, 169 Expansión, 10-19

Fallas: de corte, 83, 84 en la soldadura, 128, 129 Fluviómetro, (véase Medidores de volumen) Forjado, 2-4 Formación del arco, 124 Fugas de gases, 45

Galas do Hügurídad, ;J2 Gas(es): inerte de arco metélico, 206 (véase (amblen TIG) protectores: para MIG, 209 para TIG, 198, 200 Graduaciones de color de lentes, 15 Generadores, 118, 119 Gradiente de temperatura, 17 Grapas para tierra, 1J5 Guantes, 32

Helio 198, 209 Hierro, 73, 171-176 forjado, 168 fundido, 168, 170, 179-184 puro, 168 soldadura de hierro maleable, 184 Historia, 7

Identificación de metales, 170, 171 Lanza de poder, 88 Latón, 169, 170, 184, 188 Lava, 124 Limpiadores de boquilla, 32 Longitud de arce 122, 125

Llama (flama): cnrburizanto, 48 curi OXCCIBO do üüütllcino, 4U

en retroceso, 41, 49, 50 nmitrn. 41)

oxiacetilénica, 48, 81 central, 46-48, 81 tipos, 48 oxidante, 48 Llaves de tuercas, 32 Magnesio, 169 Mangueras, 28, 43 para MIG, 207 Máquinas de corriente alterna y alta frecuencia (AC, HF), 198 de voltaje constante, 118, 208 para soldadura de arco, 112, 113, 118

¡toldadura Ml(j, 20U soldadura TIG, 198 Medidores de volumen (F/owmetor), 200, 208 Metal(es), 167-178 base, 167 blanco, 187 ferrosos, 168 fundido a presión, 187 monel, 169 no ferrosos, 169, 170 soldadura de, 179-205 puntos de fusión de, 170 puros, 167 Método: de golpe, 124 de rayado, 124 Molibdeno, 170, 178 Movimientos de costura, 127, 149, 153. 162, 165

['oiiloaluiilmniuiilu, lü Precalentamiento, 18 Presiones de corte, 81 Priostly, JoHoph, O, 21 Proceso: de aire líquido, 21 de arco protegido, 216 de arco sumergido, 214-218 electrolítico, 22 UnionmeJt, 216 Producción de hierro y acero, 171-176 Pruebas, 69-72, 74-76 con estetoscopio, 67 con rayón gamma, 09 de sonido, 67 destructivas, 67, 69, 70 magnéticas, 69 no destructivas, 67-69 Quemaduras de arco, 109

Níquel, 169 Núcleo de alambre, 132, 133, 141

Oro, 169 Oxidación, 22, 78 Oxígeno, 21, 22 cilindro de, 22 líquido, 22 mangueras, 28, 43 regulador, 44 válvula de cilindro, 23-27 válvula do soplete, 50 Penetración, 51, 52, 60, 73 l'miilim dn UülÜUÜuru do filólo, 73 Personajes, 8, 9 1'inloliiH puní (toldadura MIG, 200, 210 Placa de carbón, 129 Plata, 16, 168-169 fina (sterJing), 169 Plomo, 169, 170 Polaridad, 114 • Porosidad, 73 en las soldaduras TIG, 206 Portaelectrodo, 114, 115 Posiciones: para soldadura de arco sobre la cabeza, 163 vertical, 164 " para soldadura oxiacetilénica sobre la cabeza, 163 vertical, 159-163 228

Rayos: infrarrojos 108, 109 ultravioletas, 108 Reconstrucción, 53, 97, 128, 129 Recubrimiento, 132, 141 duro, 189-196 con proceso de arco metálico, 194 con proceso de oxiacetileno, 191 datos do costo, 194 válvulas do automóviles, 193 líofuor/.o, 52 Reglas de seguridad, ix, x

Rogtilfidorofi, 25-27, :)5.:ifl, 200. 201 do argón-holio, 200, 201 de etapa sencilla, 20 Relleno, 128, 129 Reparación de volantes o poleas, 14 Resistencia a la tracción, 71

Seguridad en soldadura de arco, 107-112 Símbolos: de la American Welding Sociery, 220, 224 de soldadura, 220-224 • Sistema: de enfriamiento, soldadura TIG, 201

métrico, ix-xi múltiple, 27, 28 acetileno, 28 Socavado, 73, 75, 165 Soldadura: alternada, 14 a tope, 4 boquillas, 30, 31 características, 113 con gas inerte y tungsteno (TIG), 197 con llama, 3 con salientes, (véase Soldadura con salientes) de arco, 2, 3, 106-130 do bronco pnrn reconstrucción, 100, 101 de circuito, 115, 116 de costura, 4 de filete, 146-152 cóncavo, 148, 151 convexo, 148, 151 luida nbnjo, H7-14Í) horizontal, 146-148 de tres pasadas, 148 plano, de tres pnmuliiH, 140, 150 de hierro maleable, 184 de plata, 103-105 con llama, 104 de proyección, 4, 5 de retroceso, 13 dentro y fuera de posición 158-165 dura, 3, 5, 93-101 en hierro fundido, 181, 182 varillas para, 94 electrodos, 132-145 electroescoria, 218 en posición, horizontal, 162 plana, 147, 150 sobre la cabeza, 163, 165 vertical, 169, 160-163 fuerte, 103-105 a baja temperatura, 103 con llama, 94 MIG, 206-213 diagnóstico de problemas, 218

oxiacetilénica, cobre, 187 latón y bronce, 188 en metal blanco o fundido a presión, 187 patente para una méquina, 9 por fusión, 2, 3, 72 hierro fundido, 148, 149 por puntos, 4, 57, 59 por resistencia, 4, 5 por vaciado, 1, 20 posiciones, 76, 158 problemas con las máquinas, 119, 120 procesos, símbolos, 220-224 sin fusión, 3-5 sopletes, 29, 30, 35-41 Sopladuras, 73 Soplete(s), 29, 30, 35-41 de presión equilibrada (balanceada), 29 do prosión igual, 2!), ,')0 de presión media, 29 inyectar, 29 para corte, oxiacetilénico,

7n-m

Tornillo para ajuste de presiones, 26, 45 Transformadores, 117, 118 Tungsteno, 170 Unión(es), 56-65, 146-156, 163-165, 179-188 a escuadra con pasadas múltiples, 153 a tope, 12, 56-59, 62, 70, 73, 74, 153-155 en doble V mueacadas, 185 en V muescadas, 185 on V. 96 con soldadura do arco, 146-155 con soldadura fuerte, 96 de brida, 61-185 de canto, 161 enT, 13, 57, 64, 65, 223 153 escuadra, 57, 60, 69, 152, 153 pruebas, 67-76 traslapadas, 57, 63, 70, 104, 105, 115

para soldadura, 29 Tabla poro corle, 81 Tántalo, 170 Tapones: de seguridad (fusibles), 24, 25 y dispositivos de seguriüad, 23, 24 Temperaturas: de llama, 20 de soldadura fuerte, 94 de soldadura de plata, 104 Términos: de soldadura, 72 eléctricos, 112-121 TIG: arcos, 203 electrodos, 201, 202 soldadura, 197-206 soplete, 201 Titanio, 170 Toberas: para soldadura, 204 para soldadura TIG, 201

229

Válvulas: apertura inicial, 32 de aguja, 47 de cilindros, 23, 34 en cilindro de acetileno, 45, 46 en cilindr de oxigeno, 23-34 en soplete, de acetileno, 45, 46 en soplete, de oxígeno, 23-34 Vanadio, 170 Varillas: de soldadura de plata, 104 de soldadura fuerte, 94 Velocidad de corte, 82 Wilson, Thomas L., 9, 23 Zinc, 74

So-JAPe-88

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