UNIVERSIDAD TÉCNICA TÉCNI CA FEDERICO SANTA MARÍA SEDE CONCEPCIÓN
TECNOLOGÍA DE LA SOLDADURA PROFESOR: IGNACIO POZAS OPAZO CORR CO RREO EO :
[email protected]
Horario – Horario – Secciones Secciones Teoría
Horario
Aedo Aedo Canci Cancino no a Follert Cifuentes Cifuentes
Viernes Viernes 10:00 -11:30 -11:30
Fonseca Medina a Rios Valenzuela Valenzuela
Miércoles 15:45 -17:15 sala 402 MECATRONICA
Rivas Medina a Vidal Acuña
Miercoles1 Miercoles14:00 4:00 - 15:30 sala 402 MECATRONICA
Practico
Horario
sala 402 MECATRONICA
Aedo Aedo Canci Cancino no a Castro Castro Concha Concha
(P4) (P4)
Lunes Lunes 08:15 08:15 - 09:45 09:45 Taller Taller Estruc Estructur turas as
Chavar Chavarria ria Bravo Bravo a Grandó Grandón n Salazar Salazar
(P5) (P5)
Jueves Jueves 08:15 08:15 - 09:45 09:45 Taller Taller Estruc Estructur turas as
Guarda Si Silva a N Nu uñez Pavez
(P6)
Viernes 08 08:15 - 0 9: 9:45 Ta Tall er er Estructuras
Olivar Olivares es Molina n a a Sanhue Sanhueza za Flores Flores
(P7) (P7)
Mierc Miercoles oles 08:15 08:15 - 09:45 09:45 Taller Taller Estruc Estructur turas as
Sanh Sanhue ueza za Mart Martín ínez ez a Vid Vidal al Acu Acuña ña
(P8) P8)
Marte artess 08: 08:15 - 09:4 09:45 5 Tal Talle lerr Est Estru ruct ctur uras as
Horario – Horario – Secciones Secciones Teoría
Horario
Aedo Aedo Canci Cancino no a Follert Cifuentes Cifuentes
Viernes Viernes 10:00 -11:30 -11:30
Fonseca Medina a Rios Valenzuela Valenzuela
Miércoles 15:45 -17:15 sala 402 MECATRONICA
Rivas Medina a Vidal Acuña
Miercoles1 Miercoles14:00 4:00 - 15:30 sala 402 MECATRONICA
Practico
Horario
sala 402 MECATRONICA
Aedo Aedo Canci Cancino no a Castro Castro Concha Concha
(P4) (P4)
Lunes Lunes 08:15 08:15 - 09:45 09:45 Taller Taller Estruc Estructur turas as
Chavar Chavarria ria Bravo Bravo a Grandó Grandón n Salazar Salazar
(P5) (P5)
Jueves Jueves 08:15 08:15 - 09:45 09:45 Taller Taller Estruc Estructur turas as
Guarda Si Silva a N Nu uñez Pavez
(P6)
Viernes 08 08:15 - 0 9: 9:45 Ta Tall er er Estructuras
Olivar Olivares es Molina n a a Sanhue Sanhueza za Flores Flores
(P7) (P7)
Mierc Miercoles oles 08:15 08:15 - 09:45 09:45 Taller Taller Estruc Estructur turas as
Sanh Sanhue ueza za Mart Martín ínez ez a Vid Vidal al Acu Acuña ña
(P8) P8)
Marte artess 08: 08:15 - 09:4 09:45 5 Tal Talle lerr Est Estru ruct ctur uras as
Evaluaciones
Teoría:
Práctica:
3 Certámenes escritos
Promedio
(30% c/u)
aritmético de trabajos
“n” Trabajos escritos
prácticos
(10 %)
desarrollados
Nota de aprobación: Promedio aritmético nota teoría y nota not a prá práct ctic ica. a. Si Siem empre pre que la no nota ta te teór óric ica a y la no nota ta práct prá ctic ica a se sean an ma mayo yorr o ig igua uall a la not nota a de ap aprob robac ació ión n (55%). Nota de rep Nota reprob robaci ación: ón: La men menor or not nota a de las obtenida obtenidas s separadamente en teoría o práctica.
Objetivos Al aprobar la asignatura, el alumno será capaz de:
1. Evaluar la tecnología de la soldadura atendiendo la calidad y efic ef icie ienc ncia ia de dell pr proc oces eso o em empl plea eado do en un una a un unió ión. n.
2. 3. 4. 5.
Desc De scri ribi birr el pr proc oces eso o de so sold ldad adur ura a se segú gún n no norm rmas as es esta tabl blec ecid idas as Desc De scri ribi birr té técn cnic icas as de de dete tecc cció ión n de fa fallllas as de so sold ldad adur ura a Deter De termi minar nar co cost stos os de un unio iones nes so sold ldad adas as Apl plic icar ar no norm rmas as de se segu guri rida dad d in indu dust stri rial al pr pro opi pias as de dell pr proc oces eso o
Unidades Temáticas: 1.
Solda So ldadu dura ra el eléc éctri trica ca po porr ar arco co
2.
Solda So ldadu dura ra po porr ga gase sess co comb mbus ustib tible less
3.
Proc Pr oces eso o de Me Metal taliz izad ado o
4.
Norm No rmas as de Se Segu guri ridad dad
5.
Dete De tecc cció ión n de fa fallllas as en so sold ldad adur ura a
6.
Actividade Act ividadess practic practicas as
Bibliografía: • Horwitz, H. Soldadura: Aplicaciones y practica 1990 • Piredda. Manual de Soldadura Eléctrica, 4 Tomos 1990 • Rivas, José Soldadura Eléctrica y Sistemas TIG-MAG 1988 • Indura, Manuales de Soldadura 1995 • Soltec Eutecic-Catolin. Manuales sobre sistemas y materiales de soldadura 1995
Soldadura Se denomina así a todos los procesos de unión de metales que se realizan por fusión localizada de las partes a unir, mediante la aplicación conveniente de calor o presión. Objetivo Establecer resistencia desempeñará la pieza.
mecánica
satisfactoria
al
trabajo
que
Introducción a la soldadura La soldadura es un proceso de unión entre dos o mas piezas de un material.
Fabricación y Montaje piping alimentación de agua calderas Camanchaca Coronel.
Fabricación plataforma, montaje de compresores e instalación piping alimentación de aire, Pesquera Camanchaca PHC.
Fabricación y montaje de pasarela inox. Para cocedor, pesquera Camancha PHC.
Recuperación y modificación cinta proceso jibia. Congelados Pacifico, Talcahuano.
Modificación estanque e instalación línea termofusión alimentación condensadores, Congelados Pacífico, Talcahuano
soldadura
Procesos de soldadura Soldadura eléctrica por arco Soldadura por gases combustibles
Soldadura de Arco
Como el nombre lo sugiere, es un arco eléctrico que se establece entre las partes a soldar y un electrodo metálico. La energía eléctrica, convertida en calor, genera una temperatura en el arco cerca de 5,500 grados centígrados (10,000 F), causando la fundición de los metales y después la unión.
A pesar de lo relativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la remoción de la escoria, se mantiene como una de las técnicas más flexibles y sus ventajas en áreas de acceso restringido.
"Protección por fundente“ hasta la de “Protección por gas Inerte”: son escudos protectores del oxígeno del aire.
Procesos Soldadura de Arco
MMA/SMAW (Manual Metal Arc/ Shielded Metal Arc Welding Proceso por arco eléctrico manual
GMAW (Gas Metal Arc Welding) o también conocido como MIG (Metal Inert Gas).
GTAW (gas tungsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas).
SAW (Submerged Arc Welding): Sistema de alta deposición por arco eléctrico sumergido en fundentes sólidos (en polvo).
Proceso por arco plasma
Soldadura por arco eléctrico manual SMAW
Descripción del proceso
Electrodo
El electrodo consiste en un núcleo o varilla metálica, rodeado por una capa de revestimiento, donde el núcleo es transferido hacia el metal base a través de una zona eléctrica generada por la corriente de soldadura.
ELECTRODO Tiene un núcleo metálico, un revestimiento a base de sustancias químicas y un extremo no revestido para fijarlo en el porta electrodo.
Funciones a)
Dirige el arco conduciendo a una fusión equilibrada y uniforme.
b)
Crea gases que actúan como protección evitando el acceso del Oxígeno y el Nitrógeno.
c)
Produce una escoria que cubre el metal de aporte, evitando el enfriamiento brusco y también el contacto del Oxígeno y del Nitrógeno.
d)
Contiene determinados elementos para obtener una buena fusión con los distintos tipos de materiales.
e)
Aporta al baño de fusión elementos químicos que darán al metal depositado las distintas características para las cuáles fue formulado
f)
Estabiliza el arco eléctrico.
Propiedades del Revestimiento El revestimiento del electrodo, determina las características mecánicas y químicas de la unión, está constituido por un conjunto de componentes minerales y orgánicos que cumplen las siguientes funciones: Producir gases protectores para evitar la contaminación atmosférica y gases ionizantes para dirigir y mantener el arco. Producir escoria para proteger el metal ya depositado hasta su solidificación. materiales desoxidantes, elementos de Suministrar aleación e hierro en polvo.
Clasificación AWS A5.1 (aceros al carbono)
Propiedades Mecánicas
Posiciones
Recubrimiento
Los códigos para designación que aparecen después del guion son opcionales e indican lo siguiente: • •
HZ, indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 ó 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de bajo hidrógeno). R, indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad
Clasificación AWS A5.4 (aceros inoxidables) La especificación AWS A5.4 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificación de estos electrodos también es numérico. Como muestras de clasificación de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, ó E 310-16
E XXX Y Z
Indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco Indica la numeración que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable, para el cual está destinado el electrodo. Indica la posición en que puede utilizarse Señala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la polaridad a utilizarse
Selección del electrodo La medida del electrodo a utilizar depende de los siguientes factores: 1) 2) 3) 4) 5) 6)
Naturaleza del metal base. Dimensiones de la sección a soldar. Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora. En qué posición o posiciones se soldará. Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza. Si el depósito debe poseer alguna característica especial, como son: resistencia a la corrosión, gran resistencia a la tracción, ductilidad, etc. 7) Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma o especificaciones especiales.
Equipo Básico
Fuente de Poder
Transforma la corriente eléctrica de la línea de alimentación a valores de amperaje y voltaje adecuados para establecer y mantener el arco de soldadura.
Se prefiere del tipo de corriente constante y la característica más importante es la capacidad.
Porta Electrodo
Transfiere la corriente eléctrica del cable al electrodo.
Está aislado para permitir la manipulación por el operador.
Disponible en varias capacidades.
Pinza de Tierra
Es el medio de conexión del cable de fuerza a la pieza de trabajo.
Están disponibles en varios tamaños y configuraciones para diferentes aplicaciones.
Clasificación de equipos para soldadura por Para lograr buenos resultados, es necesario disponer de un equipo de soldadura que posea regulación de corriente, que sea capaz de controlar la potencia y que resulte de un manejo sencillo y seguro. Podemos clasificar los equipos para soldadura por arco en tres tipos básicos: 1. Equipo de Corriente Alterna (CA). 2. Equipo de Corriente Continua (CC). 3. Equipo de Corriente Alterna y Corriente Continua combinadas.
Amperaje Es la variable de mayor importancia en el proceso, determina: 1.
La profundidad de penetración.
2.
La tasa depósito.
3.
El volumen del cordón.
4.
Depende del tipo y diámetro del electrodo, posición y diseño de la junta.
El amperaje a utilizar para realizar la soldadura dependerá de: 1.
Tamaño del electrodo seleccionado.
2.
El tipo de recubrimiento que el electrodo posea.
3.
El tipo de equipo de soldadura utilizado (CA; CC directa e inversa).
Velocidad de Avance
Depende del operador y es la rapidez con la que el charco se desplaza a lo largo de la junta.
Al aumentar la velocidad de avance.
Se reduce el tamaño del cordón.
Se incrementa ligeramente la penetración.
El Voltaje esta determinado por la longitud de arco (distancia de la punta del electrodo al charco).
A mayor voltaje se obtiene un cordón mas plano y ancho.
Efectos de las Variables
Calidad de Soldadura
Inclusiones de Escoria:
Velocidad de avance errática. Oscilación demasiado amplia. Escoria del cordón anterior.
Porosidad:
Corriente excesiva. Metal base sucio, aceite, grasa. Demasiado óxido. Alta humedad en el recubrimiento.
Fusión Incompleta:
Socavado:
Velocidad de avance muy alta. Mayor diámetro de electrodo del necesario.
Excesivo amperaje de soldadura. Voltaje demasiado alto. Velocidad de oscilación alta.
Porosidad de agujero de gusano:
Causado por humedad o azufre en el acero. Superficie de la junta sucia. Demasiada humedad en la junta.
La soldadura eléctrica resulta indispensable para un gran número de industrias.
Es un sistema de reducido coste, de fácil y rápida utilización, resultados perfectos y aplicable a toda clase de metales
relativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la remoción de la escoria, Luminosos, Infrarrojos y Ultravioleta, los cuáles producen trastornos orgánicos
Tipos de soldadura •Soldadura de cordón •Soldadura ondeada •Soldadura de tapón y agujero alargado o muesca •Soldadura de filete •Soldadura de ranura
Soldadura de cordón •
Reconstrucción de superficies
•
Realizadas de una sola pasada
•
Metal aportante en línea
•
Muy poco uso en uniones
Soldadura ondeada •
Reconstrucción de superficies
•
Cordón con algo de movimiento
•
Ancho del cordón acorde al diseño o necesidad
•
Tipo: zig-zag, circular, oscilante, etc.
Soldadura de tapón y agujero alargado o muesca
•
Función remachadora
•
Perforaciones previas
•
Diversos usos
•
Poca resistencia a tracciones perpendiculares a la superficie
Tipos de Juntas
•
Junta a tope.
•
Junta en esquina.
•
Junta en “t”.
•
Junta a traslape.
•
Junta de borde
La geometría de una junta consiste únicamente del perfil de su sección transversal, antes de realizar la soldadura.
Tipos básicos de unión La junta debe prepararse (ranurarse) para poder soldarla, existen 19 tipos básicos, los mas importantes son: •
Ranura a escuadra.
•
Ranura en bisel sencillo.
•
Ranura en v.
•
Ranura en j.
•
Ranura en u.
•
Filete.
Ranura a escuadra
se emplea para espesores delgados.
Las dos caras son paralelas.
Es fácil de aplicar.
ZONA A SOLDAR
Ranura en bisel sencillo Se emplea para economizar soldadura. •
solo se bisela uno de los miembros a soldar.
ZONA A SOLDAR
Soldadura de ranura o Bisel •
Miembros conectados en un mismo plano
•
Implica ensamble perfecto de las piezas
•
Más resistencia que las de filete
•
Pueden ser reforzados
Ranura en “V”
ZONA A SOLDAR
Ranura en J Es similar al bisel sencillo pero tiene un radio en la zona de la raiz.
ZONA A SOLDAR
Ranura en “U” Se emplea para grandes espesores. •
ayuda a reducir la cantidad de soldadura a depositar.
ZONA A SOLDAR
Filete No es propiamente una ranura. •
Se emplea para la soldadura de elementos estructurales.
•
No se recomienda para esfuerzos cortantes.
ZONA A SOLDAR
