soldadura ESAB procesos

PROCESOS DE SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO

Soluciones globales - para clientes locales - donde sea

Clasificación de los procesos de soldadura Procesos de Soldadura Por Fusión Arco Eléctrico Electrodo Revestido MIG - MAG

Bajo Gas

Por Por Presión Otros

Gas Resistencia Láser

• Oxiacetilénica • Puntos Puntos Arco Oxhídrica •• Costura Costura Sumergido • Oxhídrica

TIG PLASMA

• Etc.

• Etc.

• Fricción Fricción • Forja Forja • Explosión Explosión • Inducción Inducción • Ultrasonido

Soldadura por Arco Eléctrico Manual con Electrodo Revestido

SMAW – MMA – SMER Soldadura Manual Soldadura Eléctrica

Soldadura por Arco Manual con Electrodo Revestido Historia de la soldadura por arco eléctrico el éctrico

arco Inicio del 1800 : Sir Humphrey Davy realiza experiencias con arco

eléctrico y desarrolla fuentes de energía eléctrica que posibilitan el inicio de los procesos de fusión por arco.

1885: Nikolas Bernardos & Stanislav Olszewsky en Inglaterra patentan un

proceso de soldadura, basado en un arco eléctrico establecido entre un electrodo de carbón y la pieza a soldar. 1890: N.G. Slavianoff (Rússia) & Charles Coffin (EUA) desarrollaron,

independientemente, la soldadura con electrodo metálico desnudo . 1904: Oscar Kjellberg (1870-1931), ingeniero naval, experimenta con la

soldadura eléctrica, para mejorar la calidad de los trabajos de reparación en navíos y calderas en Gothenburg, lo que resultó en la invención del primer electrodo revestido; su revestimiento era constituido originalmente por una capa de material arcilloso (cal), cuya función era facilitar la apertura del arco, aumentar su estabilidad y excluir el oxígeno en el metal de soldadura para mejorar las propiedades mecánicas.

EL PROCESO Dirección de avance Revestimiento Protección Gaseosa Arco Eléctrico Cordón de soldadura y escoria

Núcleo Alambre Baño fusión

Metal base Gotas metálicas y de escoria transferidas

COMPONENTES DEL PROCESO

FUENTES DE PODER Característica CC (Corriente Constante)

TIPOS DE FUENTES DE PODER Corriente de Soldadura

Tipo de Fuente

Maquina ó Equipo

Corriente Alterna

Estática

Transformadores Rectificadores

Estática Inversores (Inverter) Corriente Contínua Electro-soldadora Generador (Rotativa) Moto-soldadora

EJEMPLOS DE FUENTES DE PODER Transformadores

EJEMPLOS DE FUENTES DE PODER Transformadores & Rectificadores OrigoArc 328 AC / DC

EJEMPLOS DE FUENTES DE PODER Rectificadores & Inversores

EJEMPLOS DE FUENTES DE PODER Moto - Soldadoras

COMO DIMENSIONAR UNA FUENTE EJEMPLO: E7018 Depósito Kg/h aprox.±10%(no incluye eficiencia aprox. 70%) Kg/h E 7018 2,44

1,85

1,18 0,75 70 100 110 0 I (A)

2,4 3,2 4,0 5,0

ELECTRODO Clasificación E-6013

Extremo porta Núcleo Metálico electrodo

Recubrimient o Fundente

Extremo para encendido arco

CARACTERISTICAS OPERATIVAS Revestimiento del electrodo El revestimiento está compuesto por una mezcla de materias primas en polvo aglutinadas & compactadas (arena de circonio, rutilo, celulosa, caolín, polvo de hierro, potasio, sodio, etc.) que:

• Facilitan apertura y estabilidad del arco • Ajusta la composición química del metal depositado • Adiciona elementos de aleación y desoxida el metal de soldadura • Protege pileta liquida y metal de soldadura de contaminación con el aire • Genera gases y escoria que ajustan velocidad de solidificación • Define características operacionales, mecánicas y metalúrgicas del electrodo Tipos de revestimientos Celulósico - Rutílico - Básico - Alto rendimiento - Oxidante

Alambre metálico (alma)

• Conduce la corriente eléctrica • Provee metal adicional para la junta • Provee elementos de aleación

CLASIFICACION SEGÚN EL REVESTIMIENTO RUTILICOS: • Electrodos para uso general • Contiene gran cantidad de rutilo (Ti O 2) en el recubrimiento (30 a 55%) • Penetración baja a media con muy baja salpicadura • Fácil de remover escoria luego de la soldadura • Transferencia de arco estable, soldaduras con buena apariencia

CELULOSICOS: • Contiene 25 a 40% de de material celulósico en el recubrimiento • Produce gran cantidad de gases de protección • Buena penetración, arco agresivo, rápida fusión de electrodo, enfriamiento rápido de la pileta líquida • Escoria fluida

BASICOS: • Bajo Hidrógeno • Contiene sustancias básicas como carbonato y fluoruro de calcio • Soldadura con penetración media, escoria fluida • Se utilizan en aplicaciones aplicaciones en donde existe probabilidad probabilidad de fisuración en frío

NORMAS DE CLASIFICACION AWS – American Welding Society IRAM (Argentina) EURONORM ISO DIN (Alemana) BSI (Inglesa) JIS (Japón) AWS

Tipo de Electrodo

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SFA-5.1 SFA-5.3 SFA-5.4 SFA-5.5 SFA-5.6 SFASFA-5. 5.111 SFA-5.15

Acero al Carbono Aluminio y sus Aleaciones Aceros Inoxidables Aceros de baja Aleación Cobre y sus Aleaciones Níqu Ní queel y sus Alea Aleaci cion onees Fundiciones de Hierro

NORMAS DE CLASIFICACION EJEMPLO: AWS SFA-5.1: Electrodos revestidos para aceros al carbono • Indica que es un electrodo • Mínima resistencia a la tracción del metal depositado (1000 psi) • Posición para la cual el electrodo puede ser utilizado, tipo de revestimiento del electrodo, tipo de corriente y polaridad a utilizar (ver tabla 1) • Cumple requerimientos requerimientos para fabricaciones militares • Cumple con requerimiento del test de hidrógeno difusible

E XX YY

E XX YY – M E XX YY – 1 HZ R

Z: valor promedio de mL de H 2 cada 100g de metal depositado

• Cumple con requerimiento del test de absorción de humedad del revestimiento • Cumple con requerimiento del test de impacto (Charpy) a bajas temperatura

NORMAS DE CLASIFICACION Tabla 1 AWS

Revestimiento

Posición

Tipo corriente Polaridad

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

E6010 E6011 E6012 E6013 E6019 E6020

Celulósico sódico Celulósico potásico Rutílico sódico Rutílico potásico Rutílico potásico + óxido hierro Oxido de hierro

E6022 E6027

Oxido de hierro Oxido de hierro + polvo de hierro

E7014 E7015 E7016 E70 E7018 E7018M E7024 E7027

Rutilico + polvo de hierro Bajo hidrógeno sódico Bajo hidrógeno potásico Bajo ajo hid hidróge rógeno no potá potássico ico + polv olvo de hie hierro rro Bajo hidrógeno + polvo de hierro Rutilico + polvo de hierro Oxido de hierro + polvo de hierro

E702 E70288 E704 E70488

Bajo Bajo hidr idrógen ógenoo potás otásic icoo + polv polvoo de hier hierrro Bajo Bajo hidr hidróg ógen enoo potá potási sico co + polv polvoo de hier hierro ro

F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H H-f F F, H H-f F F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H F, V, OH, H H-f, F H-f F H-f, H-f, F F, V, OH, OH, H, V-D V-D

Observaciones: F: plana, H: horizontal, H-f: filete horizontal, V-D: vertical descendente, V: vertical, OH: sobre cabeza ac: corriente alterna, dcep: corriente continua electrodo positivo, dcen: corriente continua electrodo negativo.

dcep ac o dcep ac o dcen ac, dcep o dcen ac, dcep o dcen ac o dcen ac, dcep o dcen ac o dcen ac o dcen ac, dcep o dcen ac, dcep o dcen dcep ac o dcep ac o dce dcep dcep ac, dcep o dcen ac o dcen ac, dcep o dcen ac o dcep dcep ac o dcep dcep

POSICIONES DE SOLDADURA Soldadura de Filete

Soldadura a tope

Eje Sold. Horizontal

45º

2F

1F

Eje Sold. Horizontal

3F

Eje Sold. Vertical

4F

CONSERVACION DE LOS ELECRODOS Electrodo

Clase

Ti p o

E XX10 E XX11 EXX12 EXX13 E XX14 E XX24

Celulósico Celulósico Rutílico Rutílico Rutílico (Polvo Fe) Rutílico (Polvo Fe)

E XX15/16/18 E 3XX/4XX E XXX18-XX

Básico Rutílico o Básico Básico

Acondicionamiento del depósito Temperatura 10 ºC más alta que la temperatura ambiente (pero menor a 40 ºC)

Temperatura 15 ºC más alta que la temperatura ambiente (pero menor a 50 ºC) ó humedad relativa menor a 60% Temperatura 20 ºC más alta que la temperatura ambiente (pero menor a 50 ºC) ó humedad relativa menor a 50%

Observacion: Excepto que esté claramente especificado en el contrato, el período de garantía es de 6 meses después del embarque para el cliente, desde la bodega de ESAB. El período de garantía nunca va a exceder 18 meses a partir de la fecha de factura de la unidad suplidora. Las condiciones de almacenaje deben ser controladas en bodega y transporte de acuerdo a las instrucciones de ESAB .


Bajo Gas




TIG PLASMA

• Etc.

• Etc.


Soldadura por Arco Eléctrico con Protección Gaseosa

GMAW – FCAW – FCAW-S Soldadura Semiautomática Soldadura MIG-MAG

EL PROCESO Torcha

Gas de Protección

Dirección de Soldadura

Electrodo

Cordón Metal Base

Pileta líquida

COMPONENTES DEL PROCESO 1.- Carretel alambre 2.- Electrodo continuo 3.- Ruedas de tracción 4.- Ingreso de gas protector 5.- Manguera de torcha 6.- Torcha de soldadura 7.- Tubo de contacto 8.- Gas de protección 9.- Tobera 10.- Transferencia metálica 11.- Pileta liquida 12.- Fuente de poder

FUENTES DE PODER Característica CV (Voltaje Constante)

CARACTERISTICAS PRINCIPALES Ventajas:

Limitaciones:

• Alimentación contínua del material de aporte

• El equipo es relativamente más complejo y costoso

• No deja escoria

• Menos portátil

• Altas velocidades de soldadura

• El arco debe ser protegido de las corrientes de aire

• Mayor tasa de deposición • Es posible soldar en toda posición • Puede ser utilizado en la mayoría de las aleaciones comerciales • Facilidad para mecanización y automatización

• Requiere mejor limpieza del metal de base • En algunas aplicaciones puede ser más difícil el suministro comercial del material de aporte

EJEMPLOS DE EQUIPOS


Tipo de Alambre

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SFA-5.7 SFA-5.9 SFA-5.10 SFA-5.18 SFA-5.20 SFA-5.22 SFA-5.28 SFA-5.29

Cobre y sus aleaciones Aceros inoxidables (macizos) Aluminio y sus aleaciones Acero al carbono (macizos) Aceros al carbono (tubulares) Aceros inoxidables (tubulares) Aceros de baja aleación (macizos) Aceros de baja aleación (tubulares)

NORMAS DE CLASIFICACION EJEMPLO: AWS SFA-5.29: Alambres tubulares para aceros de baja aleación

EXXTX–XM JHZ

• Indica que es un electrodo • Mínima resistencia a la tracción del metal depositado(10000 psi) • Posición para la cual el electrodo puede ser utilizado 0: Plan Planaa y hori horizo zont ntal al 1: Toda Toda posi posici ción ón • Indica que se trata de alambre tubular • Define posición, gas de protección, polaridad y aplicación (Ver Tabla 2) • Indica la composición química (Ver Tabla 3) • Si la M aparece indica que el gas a utilizar debe ser mezcla, de lo contrario se utiliza solo CO 2 • Cumple con requerimiento requerimiento del test de hidrógeno difusible Z: valor promedio de mL de H 2 cada 100g de metal depositado

• Cumple con requerimiento del test de impacto (Charpy) a bajas temperatura

NORMAS DE CLASIFICACION Tabla 2 AWS

Posición de Soldadura

Tipo de protección

Tipo corriente Polaridad

Aplicación

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

EX0T1-X EX0T1-XM EX1T1-X EX1T1-XM EX0T4-X EX0T5-X EX0T5-XM EX1T5-X EX1T5-XM EX0T6-X EX0T7-X EX1T7-X EX0T8-X EX1T8-X EXXT1-K9 EXXT1-K9M EX0T11-X EX1T11-X EX0TG-X EX1TG-X

H, F H, F H, F, VU, OH H, F, VU, OH H, F H, F H, F H, F, VU, OH H, F, VU, OH H, F H, F H, F, VU, OH H, F H, F, VU, o VD, OH VU, H, F, OH VU, H, F, OH H, F H, F, VD, OH H, F H, F, VU o VD, OH

CO2 75–80%Ar / bal CO2 CO2 75–80%Ar / bal CO2 Ninguno CO2 75–80%Ar / bal CO2 CO2 75–80%Ar / bal CO2 Ninguno Ninguno Ninguno Ninguno Ninguno CO2 75–80%Ar/bal CO2 Ninguno Ninguno  

Observaciones: F: plana, H: horizontal, VU: vertical ascendente, VD: vertical descendente, OH: sobre cabeza dcep: corriente continua electrodo positivo, dcen: corriente continua electrodo negativo M: multipases

DCEP DCEP DCEP DCEP DCEP DCEP DCEP DCEP o DCEN DCEP o DCEN DCEP DCEN DCEN DCEN DCEN DCEP DCEP DCEN DCEN No especificado No especificado

M M M M M M M M M M M M M M M M M M  

NORMAS DE CLASIFICACION Tabla 3

NORMAS DE CLASIFICACION Tabla 3 (Continuación)

NORMAS DE CLASIFICACION Tabla 3 (Final)

VARIABLES DEL PROCESO • Tensión de soldadura • Velocidad de alambre (Corriente Soldadura) • Material de aporte • Tipo de gas • Tipos de transferencia • Inductancia

VARIABLES DEL PROCESO

Gas de protección Funciones:

• Proteger el arco eléctrico, el metal fundido y el baño de fusión, de los efectos dañinos del aire circundante • Brindar una correcta transferencia de energía • Proporcionar un arco estable


Gas de protección Afecta sobre:

• Velocidad de soldadura • Proyecciones • Transferencia de metal de aporte • Geometría del cordón y Penetración • Estabilidad de arco • Resistencia mecánica • Generación de humos y gases de soldadura • Uniformidad y apariencia superficial


Gas de protección MIG: Metal Inert Gas

Sólo utiliza Gases Inertes Se utiliza en la soldadura de metales No Ferrosos Aluminio, níquel, cobre, magnesio, titanio y Argón (Ar) sus respectivas aleaciones

Helio (He) Aluminio y cobre He + Ar

Aluminio, cobre, magnesio, níquel y sus aleaciones


Gas de protección MAG: Metal Active Gas

Sólo utiliza Gases Activos Se utiliza en la soldadura de metales Ferrosos CO2 Ar + CO2 (10 a 25% CO2)

Ac. al carbono, transferencia corto circuito Ac. al carbono y baja aleación, transferencia corto circuito y spray

Ar + CO2

Ac. Inoxidable, transferencia corto circuito y spray

(1 a 4% CO2)

Ar + O2 (1 a 5% O2)

Ar + O2 + CO2 Ar + He + CO2

Ac. al carbono y baja aleación Ac. Inoxidables (con bajo % O 2) Ac. al carbono y baja aleación Ac. Inoxidables (Muy alta productividad)


Gas de protección

Ar + CO2

CO2


Tipos de transferencia Transferencia Spray Transferencia Globular

Transferencia Corto Circuito


Tipos de transferencia CORTOCIRCUITO

• Generalmente se emplean alambres sólidos y de diámetro pequeño

• Se utilizan con bajos valores de voltaje y de corriente • Esto ocasiona un bajo aporte de calor • Utilizada en espesores finos y pasadas de raíz • Soldadura en toda posición • Mejor control de la operación de soldadura


Tipos de transferencia CORTOCIRCUITO


Tipos de transferencia GLOBULAR

• Esta transferencia esta presente cuando se utiliza CO2 como gas de protección • Buena penetración y mayor velocidad • Excesivas salpicaduras • Incrementa el costo de limpieza


Tipos de transferencia GLOBULAR


Tipos de transferencia SPRAY

• Voltaje de arco suficientemente alto: no cortocircuita • El gas debe tener un contenido de Ar > 80% • Alta corriente y alto voltage: alto calor aportado • Posición: Plana y horizontal (espesores gruesos) • Buena penetración y alta tasa de deposición • Sin salpicaduras


Tipos de transferencia SPRAY


Tipos de transferencia PULSADO

•Requiere una fuente especial que posea corriente de soldadura pulsada y que proporcione una transferencia de características similares al spray pero a menores valores de corriente •Se utilizan gases con mayor proporción de Argón (>85%) •Posee un aporte calórico más bajo que el spray •Permite soldar en toda posición •Excelente terminación y no deja salpicaduras •Muy buen mojado de la pileta líquida


Tipos de transferencia PULSADO

) s e r e p m a ( e t n e ir r o C

Tiempo (segundos) El tiempo del pulso pueden variar


Tipos de transferencia SUPERPULSO

PULSO CORTOCIRCUITO

PULSO PULSO

SPRAY PULSO


Inductancia

• Reduce las salpicadura salpicadurass • Aplana la soldadura • Menor limpieza y amolado

• Mejora la fluidez del baño

Menos Inductancia

Mas Inductancia


Bajo Gas




TIG PLASMA

• Etc.

• Etc.


Soldadura por Arco Eléctrico con Electrodo de Tungsteno bajo protección gaseosa

GTAW – TIG Soldadura de Argón

EL PROCESO Torcha TIG

Dirección Conductor eléctrico Electrodo de Tungsteno

Metal

Pasaje de gas

Aporte

Gas de protección Arco

Pieza Pileta líquida

Metal de soldadura

COMPONENTES DEL PROCESO

AC DCep DCen

+

-

CARACTERISTICAS PRINCIPALES Ventajas: • Suelda la mayoría de los material metálicos • Siempre deposita un metal de soldadura de alta calidad

Limitaciones: • Baja productividad • Utilizado generalmente para mantenimiento o en raíz de tubería

• Terminación suave sin salpicaduras

• Limitada aplicación al aire libre

• No requiere limpieza posterior del cordón

• Alto costo de la soldadura

• Suelda espesores finos • Puede ser utilizado con o sin material de aporte • Suelda en toda posición • Fácil automatización

• Puede provocar inclusiones de W

EJEMPLOS DE EQUIPOS


Tipo de Varilla

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SFA-5.7 SFA-5.9 SFA-5.10

Cobre y sus aleaciones Aceros inoxidables (macizos) Aluminio y sus aleaciones

SFA-5.12 SFA-5. 12 Electro Electrodos dos de tungsteno y aleacione aleacioness SFASFA-5. 5.14 14 SFA-5.18 SFASFA-5. 5.22 22 SFA-5.28

Níquel Níqu el y sus sus alea aleaci cion ones es Acero al carbono (macizos) Acer Aceroo Inox Inoxid idab able le (tub (tubul ular ares es)) Aceros de baja aleación (macizos)

NORMAS DE CLASIFICACION EJEMPLO: AWS SFA-5.18: Varillas para aceros al carbono • Indica que es un alambre o varilla • Mínima resistencia a la tracción del metal depositado (1000 psi) • Indica si se trata de un material sólido o tubular S: Sólido C: Tubular • Indica composición química • Si la M aparece indica que el gas a utilizar debe ser mezcla, de lo contrario se utiliza solo CO 2 • Cumple con requerimiento del test de hidrógeno difusible

ER XX X – X M HZ

Z: valor promedio de mL de H 2 cada 100g de metal depositado

NORMAS DE CLASIFICACION EJEMPLO: AWS SFA-5.12: Electrodos de Tungsteno AWS

Color

Elemento Aleante

Oxido

% de Oxido

EWP EWCe-2 EWLa-1 EWLa-1.5 EWLa-2 EWTh-1 EWTh-2 EWZr-1 EWG

Verde Naranja Negro Oro Azul Amarillo Rojo Marron Gris

Cerio Lantano Lantano Lantano Torio Torio Zirconio

CeO2 La2O3 La2O3 La2O3 ThO2 ThO2 ZrO2

1,8-2,2 0,8-1,2 1,3-1,7 1,8-2,2 0,8-1,2 1,7-2,2 0,15-0,40

No especificado

No especificado

No especificado

VARIABLES DEL PROCESO Corriente - Polaridad

Variable

CCEN

CCEP

CA

Limpieza óxido

NO

SI

En ½ ciclo

Balance de calor

70% Pieza 30% Electrodo



Penetración

Elevada

Poca

Media

Capacidad electrodo

3,2mm @ 400A

6,4mm @ 120A

3,2mm @ 225A


Gas de protección

Muy buena estabilidad de arco Argón (Ar) Protección muy eficiente Muy buena acción de limpieza Mayor calor generado Helio (He) Mayor penetración Mayor velocidad de soldadura

He + Ar (75-80% He)

Combina los beneficios de ambos gases


Técnica de la soldadura


Bajo Gas




TIG PLASMA

• Etc.

• Etc.


Soldadura por Arco Sumergido

SAW

EL PROCESO

COMPONENTES DEL PROCESO Tolva de fundente

Devanador

Controlador

Posicionador

FUENTES DC y AC Deposito fundente Tubo de contacto

CARACTERISTICAS PRINCIPALES Ventajas:

Limitaciones:

• Alta calidad de soldadura

• Elevada inversión inicial

• Alta productividad

• Limitación de posiciones de soldadura, solo posición plana y filete horizontal

• Bajo costo por kilo de soldadura depositada • Simple, requiero poco entrenamiento • Arco no visible, no requiere protección • Mínimo nivel de humos

• Requiere mayor precisión en preparación de juntas

• Alto rango de aplicación

• Requiere cuidados en las condiciones de manipulación de flux

• Versatilidad

• Limitación en espesores finos

EJEMPLOS DE EQUIPOS


Tipo de Alambre

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SFA-5.17 SFA-5.23

Aceros al carbono y fluxes Aceros de baja aleación y fluxes

NORMAS DE CLASIFICACION EJEMPLO: AWS SFA-5.17: Acero al carbono y fluxes • Indica que es un flux para arco sumergido • Mínima resistencia a tracción del metal depositado (10000 psi) • Indica condición de obtención de los resultados: A: Como soldado P: Con tra tratamiento térmico • Temperatura a la que se realiza el ensayo de impacto y debe dar mayor o igual a 27J: Z= sin requerimiento 0=-18° 0=-18°C C 2=-29° 2=-29 °C 4=-40° 4=-40°C C 5=-46° 5=-46°C C 6=-51° 6=-51 °C 8=-62° 8=-6 2°C C

F XXX – XXXX • Define la clasificación del alambre utilizado


Corriente de soldadura • Un aumento de la corriente aumenta la profundidad de penetración, la tasa de deposición y el refuerzo del cordón • Demasiada corriente produce un cordón muy estrecho y alto • Una baja corriente produce un arco inestable y un cordón irregular


Tensión de soldadura Un aumento de la tensión produce

• Un cordón mas plano y ancho • Aumenta el consumo de fundente • Aumenta el contenido de elementos aleantes provenientes del fundente • Reduce porosidad causada por oxido y cascarilla • Dificulta la remoción de escoria

soldadura ESAB procesos

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