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INSTITUTO PERUANO DE ENERGA NUCLEAR - IPEN
Curso : Procesos de soldadura y simbolizacin
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CONTENIDO
Procesos de soldadura Oxiacetilnica
Arco con electrodo recubierto
Arco con alambre continuo protegido con gas
Arco sumergido
Smbolo de soldadura Nomenclatura de la unin
Geometra de la unin
Smbolo AWS
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PROCESOS DE SOLDADURA
En la soldadura las partes del metal que se van a fundir son
parcialmente fundidas en la vecindad de la unin. La soldadura
incluye el metal de aporte, el cual se funde y se deposita en la
unin.
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PROCESOS DE SOLDADURA
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PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura Fuerte
En este tipo de procesos el metal de aporte se
funde, pero las partes que se unen no. La unin se
forma con mayor frecuencia por la difusin del
estado slido del metal soldado con las partes
unidas.
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PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura blanda
En este tipo de procesos no se requiere la fusin ni
la difusin de estado slido.
La unin se produce por lo general por la adhesin
de la soldadura fundida a la superficie de cada una
de las partes del metal.
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PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura por arco
elctrico
La unin se efecta por el
calor generado por un arco
elctrico con o sin aplicacin
de presin, con o sin metal
de aporte. La energa
elctrica se transforma en
energa trmica.
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PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura por arco elctrico
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PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura por arco con alambre tubular
La fusin se logra mediante un arco producido
entre un electrodo tubular (alambre consumible) y
la pieza.
La proteccin se obtiene de un flujo contenido
dentro del alambre tubular.
Proteccin de un gas suministrado externamente
no es necesario.
El proceso puede ser automtico o semi automtico
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PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura por arco sumergido.
El electrodo es reemplazado por un alambre
desnudo, que medida que se consume es
alimentado mediante un mecanismo automtico.
El arco es cubierto y protegido por un polvo
granular, conocido como fundente, el mismo que
esta compuesto de silicatos y minerales
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PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura por arco sumergido.
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PROCESOS DE SOLDADURA
Proceso de soldadura
MIG / MAG
En este proceso la
fusin es producida por
un arco que se establece
entre el extremo del
alambre aportado
continuamente y la pieza
a soldar.
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PROCESO DE SOLDADURA
Se clasifican de acuerdo al gas protector:
MIG : emplea gas de proteccin un gas puro inerte
(helio,argon).
MAG: Hace uso del dixido de carbono CO2 como
gas protector.
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PROCESO DE SOLDADURA
Proceso MIG-MAG
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PROCESOS DE SOLDADURA
Proceso de soldadura TIG
Es un proceso en el cual la fusin es producida por el
calor que se establece entre un electrodo de tungsteno
no consumible y la pieza. La proteccin se obtiene de
un gas inerte (argn o helio).
La varilla desnuda del metal de aporte es aplicada
manualmente, introducindola en el arco y en el bao
de fusin, como en el proceso oxi-acetilnico. Se puede
o no emplear metal de aporte.
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PROCESOS DE SOLDADURA
Proceso de soldadura TIG
Se usa para aluminio, magnesio, acero
inoxidable, bronce, plata, cobre, niquel y
aleaciones, hierro fundido, aceros dulces, aceros
aleados, abarcando una amplia gama de
espesores de metal.
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PROCESOS DE SOLDADURA
Proceso de soldadura TIG
se compone de mquina de soldar, pistola y los
electrodos de tungsteno, alambres para el metal
de relleno y gas protector y controles.
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PROCESO
OXIACETILENICO
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VALVULAS DE O2 y C2H2
FLASHBACK
VALVULA ANTIRETROCESO DE LLAMA
ACETILENO
OXIGENO
REGULADOR C2H2 REGULADOR OXIGENO
MANGUERAS
DE C2H2 Y O2
SOPLETE
SOLPETE DE CORTE
VALVULAS DE ACOPLE
RAPIDO
ESQUEMA DEL PROCESO
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Un Gas Combustible es un hidrocarburo o
una mezcla de diferentes hidrocarburos que
se quema en aire u oxgeno.
EXCEPCION MONOXIDO DE
CARBONO
COMBUSTIBLE
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Gases Combustibles
Gases combustibles de inters
Acetileno, C2H2 Propano, C3H8 Propileno, C3H6 Gas Natural, CH4 Hidrgeno, H2
+ Oxgeno, O2
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Combustin
Combustin slo puede llevarse a cabo si y slo si se cumplen tres condiciones a la vez:
Nota : Oxgeno no combustiona por si slo
OXIGENO
IGNICION COMBUSTIBLE
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Estructura De Una Llama
bo
qu
illa
Llama secundaria (cono exterior)
Llama primaria
(cono interior)
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La Llama
Llama primaria
1. Descomposicin del gas combustible en carbn e Hidrogeno.
2. Combustin de carbn en monxido de carbono. Con emisin
de calor.
3. Disociacin de molculas en tomos. El calor proviene de la llama.
Llama secundaria
Combustin del monxido de carbono y el hidrgeno. Emisin
de calor.
Parte del oxgeno consumido es tomado del medio ambiente.
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bo
qu
illa
Tipos de Llama
Llama secundaria
Llama carburante
Llama intermedia
O2/C2H2 : 0.8 - 0.95
Llama primaria
(cono interior)
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Tipos de Llama
bo
qu
illa
Llama secundaria
Llama Neutra
O2/C2H2 : 1.04 - 1.14
Llama primaria
(cono interior)
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Tipos de Llama
bo
qu
illa
Llama secundaria
Llama Oxidante
O2/C2H2 : 1.15 - 1.7
Llama primaria
(cono interior)
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OXICORTE
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Este proceso se basa en la gran capacidad de OXIDACION de los
productos frricos y en lo fcil que resulta la eliminacin de los xidos
formados. El hierro es el nico metal cuyo punto de oxidacin es
menor que su punto de fusin.
Para cortar una pieza de hierro o de acero se calienta hasta una
temperatura adecuada (900C aprox.) , inferior a la temperatura de
fusin y se aplica un chorro de oxgeno a presin sobre la zona
caliente. El oxgeno provoca la OXIDACION del hierro transformndola
en escorias que se eliminan por la accin mecnica del chorro.
OXICORTE
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Funciones De La Llama De Precalentamiento
Calentar el material hasta la temperatura de ignicin
Penetrar / remover la capa de escoria Mantener la temperatura sobre la temperatura
de ignicin
Proteger el flujo del O2 de corte de los contaminantes
Precalentar el flujo del O2 de corte Mantener la escoria en una condicin fundida
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Funcin Del Oxgeno De Corte
Oxidar el metal a elevada temperatura Hierro slido a xido de hierro lquido
Requerimientos Alta pureza, mnimo 99.5%
Alta velocidad para limpiar escoria lquida
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1) calentar el material a la
temperatura de ignicin
(aprox. 900 C)
Funcin Del Oxgeno De Corte
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2) Aplicar el jet de
O2 puro (> 99.5%)
Funcin Del Oxgeno De Corte
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Movimiento corte
Corte
3) Movimiento continuo
produce el corte
Escoria
Funcin Del Oxgeno De Corte
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Producir reaccin exotrmica
La escoria lquida formada debe fundir bajo la temperatura de fusin de la aleacin
No debe producir gases o estos deben ser mnimos durante la reaccin
La temperatura de ignicin debe estar bajo la temperatura de fusin.
Funcin Del Oxgeno De Corte
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EFECTOS DE BAJA PUREZA
pureza mayor que 99.5%
1 % en la baja de pureza resulta en:
reduccin de la velocidad de corte en 25%
aumento en consumo de oxgeno en un 25%
aumento en consumo del combustible
pobre calidad de corte
escoria densa
incremento en los costos
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Aluminio, cobre y acero inoxidable requieren
procesos de cortes alternativos tales como corte
por plasma.
Hierros fundidos pueden ser oxicortados pero
requieren tcnicas de oscilacin
Corte por llama de otros metales
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Llama LPG Llama Acetileno
Calor concentrado Calor ancho y difuso con baja penetracin
Mxima Temp. llama 2830 0C Mxima temp. llama 3160 0C
Concentracin del calor 10 MJ/m3 Concentracin del calor 19 MJ/m3
Bajas velocidades & alta distorsin Altas velocidades & baja distorsin
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Razones Para Usar Acetileno
La llama oxiacetilnica produce la llama ms caliente, 3150 0C .
Transfiere el calor en forma eficiente.
Utiliza menos cantidad de oxgeno.
Llama ms controlable.
Naturalmente Seguro.
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Proceso
Arco
Manual
Con
Electrodo
Revestido
Shield Metal Arc Welding (SMAW) o Manual
Metal Arc Welding (MMAW)
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DEFINICION DE SOLDADURA
- ES UNA UNION LOCALIZADA DE METALES O NO
METALES, QUE SE HA PRODUCIDO POR CALENTAMIENTO DE
LOS MATERIALES HASTA LA TEMPERATURA DE SOLDADURA CON O
SIN LA APLICACIN DE PRESION Y CON O SIN EL USO DEL METAL DE
APORTE
IMPORTANCIA
- SISTEMA EFICIENTE PARA UNIR METALES.
- EN CONSTRUCCION O REPARACION DE ELEMENTOS METALICOS.
- MEJOR EFICIENCIA QUE LOS REMACHES.
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EL INTENSO CALOR PRODUCIDO POR EL ARCO (4000C) FUNDE EL EXTREMO
DEL ELECTRODO Y EL METAL BASE.
LA GOTA FUNDIDA ATRAVIESA EL ARCO Y SE DEPOSITA EN EL BAO DEL
METAL BASE FORMANDO EL CORDON DE SOLDADURA.
EL REVESTIMIENTO FORMA GASES QUE PROTEGEN AL CORDON DE
SOLDADURA DEL OXIGENO Y DEL NITROGENO DEL MEDIO AMBIENTE
EL REVESTIMIENTO PRODUCE ESCORIA QUE PROTEGE AL CORDON DE
SOLDADURA Y ADEMAS ADICIONA ELEMENTOS DE ALEACION DE LOS
METALES.
DESCRIPCION DEL PROCESO
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Funciones del Ncleo
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Funciones del Revestimiento
Aislante
Aporta elementos aleantes
Protege el bao de soldadura contra los gases del aire
Formador de escoria
Disminuye la velocidad de enfriamiento
Estabiliza el arco
otros
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SELECCIN DEL ELECTRODO ADECUADO
1.- NATURALEZA DEL METAL BASE.
2.- DIMENSIONES DE LA SECCION A SOLDAR.
3.- TIPO DE CORRIENTE QUE ENTREGA LA MAQUINA SOLDADORA.
4.- POSICIONES A SOLDAR.
5.- TIPO DE UNION Y FACILIDAD DE FIJACION DE LA PIEZA.
6.- CARACTERISTICAS ESPECIALES DEL DEPOSITO:
- RESISTENCIA A: CORROSION, TRACCION, DUCTILIDAD, ETC.
7.- SI LA SOLDADURA DEBE CUMPLIR CONDICIONES DE ALGUNA NORMA
O ESPECIFICACIONES ESPECIALES.
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ELEMENTOS DE ALEACION EN ACEROS
CARBONO - C ELEMENTO MAS IMPORTANTE E INFLUYENTE.
UN AUMENTO DEL CONTENIDO DE CARBONO PRODUCE:
INCREMENTO DE RESISTENCIA Y TEMPLABILIDAD.
DISMINUCION DE DUCTILIDAD, SOLDABILIDAD Y MAQUINABILIDAD.
MANGANESO - Mn
INCREMENTA LA TEMPLABILIDAD, RESISTENCIA Y PUNTO DE FLUENCIA.
FAVORECE LA FORJABILIDAD, SOLDABILIDAD.
SOBRE 12% Mn SON RESISTENTES AL DESGASTE POR IMPACTO.
SILICIO - Si
INCREMENTA LA RESISTENCIA Y RESISTENCIA AL DESGASTE.
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47
TUNGSTENO - W
PRODUCE CARBUROS MUY DUROS INCREMENTANDO LA RESISTENCIA AL
DESGASTE EN CONDICIONES DE ALTA TEMPERATURA.
VANADIO - V
RESISTENCIA AL DESGASTE A ALTAS TEMPERATURAS
BORO - B
PRODUCE CARBUROS DE MUY ALTA DUREZA SOBRE TODO EN CALIENTE.
REDUCE LA SOLDABILIDAD.
ELEMENTOS DE ALEACION EN ACEROS
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E X X X X
E: ELECTRODO
Sistema de Identificacin del Electrodo SMAW
para aceros al carbono y baja aleacin
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E X X X X
RESISTENCIA
Sistema de Identificacin del Electrodo SMAW
para aceros al carbono y baja aleacin
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DESCRIPCION RESISTENCIA
60 : 60000 psi
70 : 70000 psi
80 : 80000 psi
90 : 90000 psi
100 : 100000 psi
110 : 110000 psi
120 : 120000 psi
1 ksi = 1000 psi
1 ksi = 6.89 Mpa
1 Mpa = 145.13 psi
1 Kg/mm2 = 9.81 MPa
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E X X X X
POSICION
Sistema de Identificacin del Electrodo SMAW
para aceros al carbono y baja aleacin
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DESCRIPCION POSICION
1 - usado en toda posicin
2 - usado en plano u horizontal
3 - no usado actualmente
4 - usado para progresin descendente
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E X X X X
CARACTERISTICAS
OPERATIVAS - REVESTIMIENTO
Sistema de Identificacin del Electrodo SMAW
para aceros al carbono y baja aleacin
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CLASIFICACION REVESTIMIENTO
ELECTRODO
F1; EXX20, EXX24, EXX27
F2; EXXX2, EXXX3, EXXX4
F3; EXX10, EXXX1
F4; EXXX5, EXXX6, EXXX8
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EJEMPLOS TIPICOS
Celulsicos : E6010, E6011, E7010-A1
Rutlicos : E6013, E6012
Minerales : E6027, E7024
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56
Clasificacion AWS Tipo de Revestimiento
E 6010
E 6011
E 6012
E 6013
E 7014
E 7015
E 7016
E 7018
E 6020
E 7024
E 7027
Celulsico SdicoCelulsico PotsicoRutlico SdicoRutlico PotsicoRutlico Rutlico HPRutlico Sdico BHRutlico Potsico BH.Rutlico Potsico BH-HPOxido de HierroRutlico HPOxido de Hierro HP
HP: Hierro en polvo
BH: Bajo Hidrogeno
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ELECTRODOS BAJOS HIDROGENOS
Tipos 5, 6 y 8
Adquiridos en cajas selladas
Almacenar en horno una vez abierto el envase
Lmites de exposicin atmosfrica
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Almacenamiento de Electrodos
Todos los revestimientos de electrodos contienen H2O. La
humedad del revestimiento aumenta el contenido de Hidrgeno
en la soldadura y la Zona Afectada Trmicamente.
De lo anterior se puede deducir la importancia que tiene el
buen almacenamiento de los electrodos. De ello depende que
los porcentajes de humedad se mantengan dentro de los lmites
requeridos para producir soldaduras sanas y libres de defectos.
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SUFIJOS EN ELECTRODOS
A1: 0.5% Mo
B1: 0.5% Mo; 0.5% Cr
B2: 0.5% Mo; 1.25% Cr
B3: 1.0% Mo; 2.25% Cr
B4: 0.5% Mo; 2.0% Cr
B5: 1.1 % Mo; 0.5% Cr
B6: 0.5% Mo; 5.0% Cr
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60
C1: 2.5% Ni; 1.2% Mn
C2: 3.5% Ni; 1.2% Mn
C3: 1.0% Ni; 1.2% Mn
D1: 0.3% Mo; 1.5% Mn
D2: 0.3% Mo; 1.75% Mn
G : 0.2% Mo, 0.3% Cr, 0.5% Ni, 1% Mn, 0.1% V
SUFIJOS EN ELECTRODOS
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ELECTRODOS ACEROS INOXIDABLES
E308, E308L; usado en 304 , 304L, 308 y 308L
E316, E316L; usado en 316 y 316L
E309; usado en 309. Tambin para soldar acero
Inoxidable con aceros al carbono
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PROCESO ARCO MANUAL
SMAW
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Equipo SMAW
FUENTE DE PODER
GRAMPA A TIERRA
PORTA ELECTRODO
ELECTRODO O MATERIAL DE APORTE
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Fuente de Poder Corriente
Constante
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Corriente Constante
Cuando el voltaje de arco, V, cae, la corriente de soldadura, A,
aumenta.
Voltaje de arco se encuentra relacionado con la longitud de arco.
Si el electrodo se acerca, el V arco disminuye y el A aumenta.
Si el electrodo se aleja, el V arco aumenta y el A disminuye.
Soldador controla el aporte trmico (KJ/mm).
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Ventajas SMAW
Equipamiento simple
Bajo costo
Muy portable
Suelda la mayora de las aleaciones
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Limitaciones SMAW
Relativamente lento
Remocin de escoria
Consideraciones de almacenaje
Soplo de arco
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Aspectos
magnticos
del flujo
de corriente
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Discontinuidades SMAW
Porosidades Inclusiones de escoria Salpicaduras Penetracin incompleta
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Mal Aspecto de la Soldadura
Causas Probables
Conexiones defectuosas
Recalentamientos
Electrodo inadecuado
Longitud de arco y amperaje inadecuado
Recomendaciones
Usar la longitud de arco, el ngulo (posicin) del electrodo y la
velocidad de avance adecuado
Evitar el recalentamiento
Usar oscilacin uniforme
Evitar usar corriente demasiado elevada
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Penetracin Excesiva
Causas Probables
Corriente muy elevada
Posicin inadecuada del electrodo
Recomendaciones
Disminuir la intensidad de la corriente
Mantener el electrodo en un ngulo que facilite el llenado del
bisel
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Salpicadura Excesiva
Causas Probables
Corriente muy elevada
Arco muy largo
Soplo magntico excesivo
Recomendaciones
Disminuir la intensidad de la corriente
Acortar el arco
Ver lo indicado para Arco desviado o
soplado
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73
Arco Desviado
Causas Probables
El campo magntico generado por la CC
que produce la desviacin del arco
Recomendaciones
Usar CA
Contrarrestar la desviacin del arco con la
posicin del electrodo
Cambiar de lugar la grampa a tierra
Usar un banco de trabajo no magntico
Usar barras de bronce o cobre para
separar la pieza del banco
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Soldadura Porosa
Causas Probables
Longitud del arco excesivamente largo o excesivamente corto
Corriente inadecuada
Electrodo defectuoso
Recomendaciones
Averiguar si hay impurezas en el metal base
Usar corriente adecuada
Utilizar el vaivn para evitar sopladuras
Mantener el arco ms largo
Usar electrodos de bajo contenido de hidrgeno
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Soldadura Agrietada Vertical
Causas probables Electrodo inadecuada
Falta de relacin entre el tamao de la soldadura y las piezas que se unen
falta de precalentamiento
Recomendaciones Eliminar la rigidez de la unin con un
buen proyecto de la estructura y un
procedimiento de soldadura adecuado
Precalentar las piezas
Evitar soldaduras con primeras pasadas
Seleccionar un electrodo adecuado
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Penetracin Incompleta
Causas Probables Velocidad Excesiva
Electrodo de dimetro excesivo
Corriente muy baja
Preparacin deficiente
Electrodo de dimetro pequeo
Recomendaciones Usar corriente adecuada. Soldar
con lentitud necesaria para logra
buena penetracin
Elegir Electrodo de acuerdo al tamao del bisel
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Soldadura Agrietada Transversal
Causas Probables Electrodo Inadecuado
Tratamiento trmico deficiente
Soldadura endurecida al aire
Enfriamiento brusco
Recomendaciones Usar un electrodo con bajo
contenido de hidrgeno o de tipo
austentico
Calentar antes o despus de soldar
Procurar poca penetracin
Asegurar enfriamiento lento
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Socavacin
Causas Probables Manejo defectuoso del electrodo
Seleccin inadecuada del tipo de electrodo
Corriente Elevada
Recomendaciones Usar oscilacin uniforme en las
soldaduras de tope
Usar electrodo adecuado
Sostener el electrodo a una distancia prudente del plano
vertical al soldar filetes
horizontales
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PROCESO GMAW (Gas Metal Arc Welding)
MIG/MAG
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GMAW
Gas Metal Arc Welding.
Proceso de soldadura al arco con alambre continuo y proteccin
gaseosa.
En esta categora se conocen dos procesos muy similares: MIG y MAG.
MIG: Metal Inert Gas.
MAG: Metal Active Gas.
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EQUIPOS
Para el proceso MIG / MAG, se requieren mquinas,
equipos automticos y semiautomticos, los que
requieren de un conocimiento especializado para su
correcta aplicacin.
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ESQUEMA MIG/MAG
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EXTENSIN DEL ELECTRODO
extensin del
electrodo
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FUENTES DE PODER
En la mayora de las aplicaciones MIG/MAG, se utiliza CCEP (CORRIENTE CONTNUA ELECTRODO POSITIVO).
Los tipos de mquinas son las tipo transformador-rectificador utilizadas comnmente hoy en da.
Las mquinas transformador-rectificador se conectan directamente a la red monofsica 220 V , en su interior un
transformador ajusta el voltaje y una serie de rectificadores
transforma la corriente alterna en continua.
Las mquinas MIG /MAG poseen un alimentador que empuja el alambre a travs del flexible hasta la torcha, aumentos en
la velocidad incrementan la corriente de soldadura.
Podemos resumir una fuente de poder para procesos MIG/MAG como de voltaje constante.
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VOLTAJE CONSTANTE
La mayor razn para utilizar este tipo de mquinas es que autorregulan el largo del arco.
Compensan la distancia entre la punta del electrodo y el metal base con incrementos y
disminuciones automticas de corriente
manteniendo un largo de arco constante.
El largo del arco se ajusta con la salida de voltaje de la fuente de poder.
La corriente es regulada por medio de la velocidad de alimentacin del alambre.
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FUENTES DE PODER
Voltaje Constante
Voltaje
Amperaje A
V
Variaciones de corriente
provocan muy pequeas
variaciones en el voltaje.
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REGULACIN AUTOMTICA
Largo de arco:6.4 mm
Voltaje de arco:24 V
Corriente de arco:250 A
Alimentacin de alambre:106
mm/s
Fusin instantnea:106 mm/s
Largo de arco:>6.4 mm
Voltaje de arco:>24 V
Corriente de arco:
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LA PROTECCIN GASEOSA
Se hace pasar una corriente de gas a travs de un conducto hasta
la zona donde el electrodo (metal de aporte), establece el arco
con el metal base.
El gas de proteccin puede ser gas INERTE o ACTIVO.
El tipo de gas hace la diferencia entre MIG o MAG, respectivamente.
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GAS INERTE
Un gas inerte es aquel que bajo condiciones de soldadura no
participa qumicamente con el arco o el bao fundido.
La reaccin pudiera generar la formacin de compuestos
como xidos, carburos u otros
El proceso MIG utiliza gases Inertes como son argn o helio.
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GAS ACTIVO
Un gas activo es aquel que bajo condiciones de soldadura
reacciona con elementos involucrados en la soldadura.
El proceso MAG, utiliza gases activos qumicamente como son
oxgeno, nitrgeno, hidrgeno, dixido de carbono. Participan en
la formacin del arco como en el bao fundido
Lo ms comn es utilizar combinaciones de estos gases.
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GAS / ACTIVIDAD
GAS ACTIVIDAD QUMICA
Argn
Helio
Dixido de carbono
Hidrgeno
Oxgeno
Nitrgeno
Inerte
Inerte
Oxidante
Reductor
Oxidante
Activo a elevada temperatura.
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MIG
Solo utiliza gases inertes.
Se utiliza en la soldadura de No Ferrosos
Solo se puede soldar con transferencia spray
Metales y aleaciones soldados con este proceso:
Argn (Ar) Aluminio, Nquel, Cobre, Magnesio, Titanio y
las respectivas aleaciones de estos metales.
Helio (He) Aluminio, Cobre.
Aluminio, Cobre, Nquel y sus aleaciones,
Magnesio.
He + Ar
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MAG
Podemos soldar metales Ferrosos como
tambin No Ferrosos.
A diferencia del proceso MIG donde solo
podemos soldar con transferencia spray, en
MAG podemos soldar con los tres tipos de
transferencia.
Ar + 0.15% O2 Aluminio y magnesio
Ar + 1% O2 Cobre
MAG: SOLDADURA DE NO FERROSOS
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MAG: SOLDADURA DE FERROSOS
Aceros inoxidables, baja
aleacin, alta resistencia.
Aceros inoxidables, baja
aleacin, medio carbono.
Aceros inoxidables.
78%Ar + 20%CO2 + 2% O2 Acero al carbono.
80%Ar + 15%CO2 + 5% O2
Ar + 1% O2
Ar + 1% O2
90%He + 7.5%Ar + 2.5%CO2
61%He + 35%Ar + 4%CO2 Alta aleacin.
Baja aleacin. 60-70%He + 25-35%Ar + 4-5% CO2
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 95
MAG: SOLDADURA DE FERROSOS
Inoxidables, medio
carbono, acero 347. 96%Ar + 3%N2 + 1%O2
Alta resistencia. 61%He + 35%Ar + 4% CO2
Ar + 3-10% CO2 Al carbono y baja
aleacin. Ar + 20-30% CO2
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 96
MAG: ACEROS INOXIDABLES
ROCO O SPRAY CORTOCIRCUITO
Ar + 0.5 O2
Ar + 1.0 O2
Ar + 2.0 O2
Ar + 3.0 O2
Ar + 2.0 CO2
90%He + 7.5%Ar + 2.5%CO2
75%He + 22.5%Ar + 1.5%CO2 + 1%O2
96%He + 3.0%Ar + 1.0%CO2
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 97
MAG: ACEROS AL CARBONO Y BAJA ALEACIN
ROCO O SPRAY CORTOCIRCUITO
Ar + 1.0%O2
Ar + 2.0%O2
Ar + 3.0 A 5%O2
CO2 (TRANSFERENCIA GLOBULAR)
Ar + 3.0%CO2
Ar + 3.0 A 10%CO2
Ar + 3.0%N + 1%O2
80%Ar + 15%CO2 + 5%O2
Ar + 20-30%CO2
Ar + He + O2
CO2 + 10-20%O2
90%Ar + 5%CO2 + 5%O2
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 98
APORTES
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 99
APORTES
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 100
DESIGNACION DEL ELECTRODO
ER-70S-6 E: electrodo (electrode)
R: varilla (rod)
70: resistencia a la traccin del depsito en libras/pulgada (x 1000)
S: alambre slido
6: composicin qumica particular del electrodo
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 101
PARMETROS DE SOLDADURA: TIPO DE GAS
EL TIPO DE GAS TIENE INFLUENCIA SOBRE:
Velocidad de soldeo
Chisporroteo
Transferencia de metal a travs del arco
Penetracin
Resistencia mecnica
Generacin de humos y vapores
Porosidad y otros defectos
Uniformidad de la superficie y forma de la soldadura
Otros...
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 102
EFECTOS DEL TIPO DE GAS
ARGN ARGN-HELIO HELIO CO2
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 103
EFECTOS DEL TIPO DE GAS
Argn-O2
Argn-CO2
CO2
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 104
TRANSFERENCIA METLICA
El metal es transferido desde el electrodo (aporte), a
la plancha base de tres formas diferentes.
El proceso MAG permite soldar con estos tres tipos
de transferencia: spray, globular y cortocircuito
Cada tipo de transferencia tiene caractersticas
particulares en el tipo de cordn, la penetracin,
espesor de plancha, materiales a soldar.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 105
ESTRECHAMIENTO
Como un cuello o estrechamiento se
describe el efecto que permite a la
gota de metal fundido separarse
del electrodo, producto del
electromagnetismo inducido por la
corriente
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 106
TRANSFERENCIA POR CORTOCIRCUITO
CORTO CIRCUITO: la gota antes
de separarse del electrodo
crece varias veces el dimetro
del mismo. Sucede a valores
bajos de amperaje.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 107
TIPOS DE TRANSFERENCIA POR CORTOCIRCUITO
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 108
TRANSFERENCIA GLOBULAR
GLOBULAR: el tamao de las gotas
disminuye rpidamente a un
tamao igual o menor que el del
electrodo. Esto sucede a valores
intermedios de amperaje.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 109
TRANSFERENCIA SPRAY
ROCO O SPRAY: las gotas
disminuyen bastante de dimetro
y la velocidad de separacin de
las gotas desde el electrodo es
alta. Este tipo de transferencia se
registra con valores altos de
corriente.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 110
TIPOS DE TRANSFERENCIA POR CORTOCIRCUITO
Spray / Globular
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 111
ALGUNOS PROBLEMAS EN
MIG / MAG
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 112
VELOCIDAD INADECUADA
VELOCIDAD MUY ALTA:
Provoca falta de penetracin, cordones estrechos, todo esto
debido al tiempo insuficiente que tiene el arco para entregar
una cantidad de calor suficiente.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 113
VELOCIDAD MUY BAJA:
Provoca aumento de la cantidad de material depositado, aumenta
el ancho del cordn y un refuerzo excesivo.
VELOCIDAD INADECUADA
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 114
CHISPORROTEO
El tipo de arco que se genera depende fuertemente
de las propiedades del gas utilizado, como es la
ionizacin y conductividad.
En el caso del CO2, genera un arco delgado, con
una alta densidad de corriente y tensin elevada.
El CO2, genera fuerzas electromagnticas elevadas y fuerzas radiales que actan perpendicular al
arco, incrementando el chisporroteo.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 115
MAL MAL
BIEN
Corto circuito: 20 l/min
Arco spray: 30 l/min
Corto circuito: 10 l/min
Arco spray: 15 - 30 l/min
Corto circuito: 5 l/min
Arco spray: 8 - 30 l/min
POROS POR CAUDAL INCORRECTO
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 116
MAL BIEN BIEN
30 10
POROS POR POSICIN INCORRECTO
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 117
Correcto en pasadas de
raz y posiciones forzadas
0 - 2 mm
10
mm
2 mm
PLANCHA BASE
Arco corto
Correcto en posicin
de llenado y normal
PLANCHA BASE
Arco spray
5 - 10 mm
12 mm
POROS POR AJUSTE DE BOQUILLA
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 118
Se produce un flujo no uniforme de gas, perdiendo
efectividad la proteccin sobre el cordn.
POROS POR BOQUILLA EXCNTRICA
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 119
Produce turbulencia o disminucin en el flujo de gas,
empobreciendo la proteccin de la pileta lquida.
POROS POR OBSTRUCCIN
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 120
El alambre tomar una forma inadecuada y
perder el cobrizado superficial, afectando
la traccin del alambre y su recorrido a
travs del flexible y la boquilla.
RODILLOS DE ARRASTRE INADEACUADOS
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 121
Alineacin incorrecta de las guas del alambre y dimetros de gua
inadecuados para el alambre provocan distorsiones en el alambre
afectando la alimentacin de este.
TUBO GUA
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 122
Flexible por donde es
transportado el alambre y el gas
Cable switch
Alambre MIG
Conducto
para el gas
PARTES DE CABLE DE PODER
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 123
El flexible esta cubierto de un plstico
en gran parte de su extensin.
Si el recubrimiento falta o esta
perforado, se produce una perdida
del gas, el que retrocede
escapando por el extremo del
flexible, disminuyendo el gas de
proteccin. Lo que finalmente
permite la contaminacin del metal
depositado por bajo flujo de gas.
FLEXIBLE
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 124
EFECTO VENTURI
El efecto venturi se
produce en ductos con
reduccin de su
seccin, como se
observa en la figura.
La velocidad aumenta y
la presin disminuye,
hasta el vaco.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 125
INGRESO DE AIRE
Si el O Ring se encuentra
defectuoso se producir un
efecto venturi e ingresara aire
al sistema, contaminando el
gas de proteccin.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 126
Un flexible daado por torcedura, rotura o suciedad,
impedir el libre paso del alambre por su interior.
FLEXIBLE DAADO O SUCIO
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 127
PRUEBA DE ALIMENTACIN
Se toma el alambre
presionando con los
dedos suavemente,
luego se aprieta el
gatillo, si se detiene,
hay problemas de
alimentacin.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 128
FRENO DEL CARRETE
Un adecuado ajuste del freno del carrete nos permite mantener en su
debida posicin al alambre, impidiendo que se desenrolle,
soltndose las espiras.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 129
CURVATURA DEL ALAMBRE
Para verificar la curvatura final, se
hace pasar el suficiente alambre
como se muestra en la fotografa.
Esta debe ser mayor a 800 mm de
dimetro. En caso que sea
inferior se debe verificar la
curvatura en el rollo, si esta es
superior, se debe revisar el
sistema, pues en algn punto se
esta modificando esta
caracterstica del alambre.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 130
MIG/MAG V/S ARCO MANUAL
VENTAJAS MIG/MAG :
Se puede soldar en toda posicin
Virtualmente no hay escoria que remover
El entrenamiento es menor que el necesario para arco manual
No se pierden colillas de electrodos
Adaptable a sistemas semiautomticos y automticos
Procesos bajo hidrgeno
Velocidades de soldadura mayores que en arco manual
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 131
DESVENTAJAS MIG/MAG :
Los equipos son ms costosos, complejos y menos porttiles
Debe protegerse en el momento de soldar de corrientes de aire
Las velocidades de enfriamiento del cordn son mayores que los
procesos con generacin de escoria
Las pistolas son grandes evitando la fcil accesibilidad a lugares
estrechos
El metal base debe ser limpiado muy bien por que el proceso no
tolera contaminacin como en arco manual
MIG/MAG V/S ARCO MANUAL
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 132
PROCESO TIG
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 133
SOLDADURA TIG
.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 134
INTRODUCCION
DEFINICION
PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO CON GAS INERTE Y ELECTRODO DE
TUNGSTENO.
EN USA SE LE CONOCE COMO GTAW.
EN ALEMANIA SE LE CONOCE COMO WIG.
LA CORRIENTE PUEDE SER : AC O CC DEPENDIENDO DEL MATERIAL BASE
Y PULSADA (AC) O DC.
HISTORIA
- DESARROLLADO ENTRE 1920 - 1940 EN USA (DC- HELIARC).
- EN 1940 EN EUROPA Y USA (DC - ARGONARC).
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 135
CARACTERISTICAS Y BENEFICIOS
BUENA VISIBILIDAD DE LA POZA DE SOLDADURA. SIN INTERFERENCIA DE HUMOS O DE ESCORIA. SOLDADURA DE MATERIALES DELGADOS. ES POSIBLE SOLDAR SIN MATERIAL DE APORTE PROCESO PARA SOLDAR MATERIALES ESPECIALES: TITANIO, DUPLEX. FORMA DEL ARCO ANGOSTO Y CONCENTRADO. PROCESO DE USO VERSATIL (ALIMENTACION COMO EN MIG). FUNCIONES ESPECIALES:
SOLDADURA POR PUNTOS
MINILOG, PULSADA.
RELLENO DE CRATER, DESCENSO DE CORRIENTE.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 136
CARACTERISTICAS DE FUENTES TIG
FUENTES DE PODER: CORRIENTE CONTI NUA (CC)
ESTO SIGNIFICA QUE LA CORRIENTE DE SOLDADURA Y LA LONGITUD DE ARCO DETERMINAN EL VOLTAJE DE ARCO.
LA VARIACION DE LA LONGITUD DE ARCO NO AFECTA MAYORMENTE A LA CORRIENTE POR LA CARACTERISTICA
DE CC.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 137
IGNICION POR RASPADO (SCRATCH IGNITION)
EL ARCO SE INICIA RASPANDO EL ELECTRODO SOBRE EL METAL BASE, TAL COMO EL ELECTRODO DE ARCO MANUAL.
ESTE PROCESO NO SE RECOMIENDA PARA SOLDADURAS DE ALTA CALIDAD RADIOGRAFICA POR LAS SIGUIENTES RAZONES:
- INCLUSIONES DEL ELECTRODO DE TUNGSTENO EN EL METAL BASE.
- CONTAMINACION DEL METAL BASE EN EL ELECTRODO.
- NO SE PUEDE APLICAR FUNCIONES DOWN SLOPE, MINILOG, ETC.
- CONTROL MANUAL DE POS-FLUJO DE GAS DESDE LA PISTOLA.
- NO SE USA PARA TIG - AC.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 138
IGNICION POR RASPADO (SCRATCH IGNITION)
APLICACIONES
EL PROCESO ESTA DISEADO PARA AMBIENTES EN DONDE LA IGNICIN POR ALTA FRECUENCIA DIFICULTA EL USO DE
EQUIPOS NUCLEARES, COMPUTADORES, ROBOTS, ETC.
SE PUEDE USAR UNA PISTOLA TIG CONVENCIONAL.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 139
IGNICION POR CONTACTO (CONTACT IGNITION)
EL ARCO SE INICIA CONTACTANDO EL ELECTRODO DE TUNGSTENO CON EL METAL BASE Y LUEGO LEVANTANDOLO.
EL ARCO SE INICIA A UN NIVEL DE CORRIENTE BAJO DE MODO QUE LA CABEZA EN PUNTA DEL ELECTRODO NO SE DAA Y DESPUES DE MENOS DE
0,5 SEG. SE ALCANZA EL VALOR DE CORRIENTE PROGRAMADO.
NO ES APTO PARA TIG - AC.
I
t
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 140
IGNICION POR CONTACTO (CONTACT IGNITION)
APLICACIONES
MAQUINAS DE BAJO, FUENTES DE PODER CC (-), GAS ARGON Y PISTOLA.
UTIL PARA TRABAJOS QUE NO REQUIEREN ALTA CALIDAD.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 141
IGNICION POR ALTA FRECUENCIA
EL ARCO SE INICIA POR MEDIO DE UNA CHISPA DE ALTA FRECUENCIA SIN CONTACTO ENTRE EL ELECTRODO Y EL METAL
BASE.
LA CHISPA DE ALTA FRECUENCIA SE GENERA A PARTIR DE LA IONIZACION DEL GAS DE PROTECCION QUE ES ELECTRICAMENTE
CONDUCTIVO Y PRODUCE LA IGNICION DEL ARCO.
EL VOLTAJE DE LA ALTA FRECUENCIA ES DE 10 kV.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 142
IGNICION POR ALTA FRECUENCIA
APLICACIONES
SOLDADURA TIG DE ALTA CALIDAD RADIOGRAFICA EN CA Y CC
TODOS LOS PARAMETROS REQUERIDOS PARA SOLDADURA TIG PUEDEN UBICARSE EN LA UNIDAD DE ALTA FRECUENCIA.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 143
RELACION PUNTA DEL TUNGSTENO - PENETRACION
EN TIG - CC PARA SOLDADURAS DE MENOS DE 150 A, LA PENETRACION SE INCREMENTA CUANDO LA PUNTA DEL
TUNGSTENO ES AGUDA.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 144
RELACION PUNTA DEL TUNGSTENO - PENETRACION
EN TIG - CC PARA SOLDADURAS CON CORRIENTES SUPERIORES A LOS 150 A, LA PENETRACION AUMENTA CUANDO LA CABEZA
DEL ELECTRODO ES MAS PLANA.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 145
FORMA DE LA CABEZA DEL TUNGSTENO
EN SOLDADURA TIG - CC EL TUNGSTENO SIEMPRE SE ESMERILA EN
FORMA CONICA. NOTAR LA DIRECCION DEL ESMERILADO.
L
d
L = 1-6xd
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 146
FORMA DE LA CABEZA DEL TUNGSTENO.
LA CORRIENTE DE SOLDADURA DETERMINA EL ANGULO DE DESGASTE.
FOR SMALL CURRENT
L = 1 : 6 - 1 : 3
NORMAL CURRENT
L = > 1 : 3
MECHANIZED WELDING
L = 1 : 1 - 1 : 2
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 147
DISTANCIA DEL ELECTRODO
LA DISTANCIA DE SALIDA DEL TUNGSTENO DEPENDE DEL TIPO DE CORRIENTE (AC/CC) Y DEL DIAMETRO DEL ELECTRODO.
d
L
AC - CURRENT
L = d - 1,5 d
DC - CURRENT
L = 2 d
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 148
VENTAJAS
NO REQUIERE FUNDENTE Y LIMPIEZA POSTERIOR EN LA SOLDADURA.
NO PRODUCE SALPICADURAS, CHISPAS NI EMANACIONES AL NO CIRCULAR METAL DE APORTE A TRAVES DEL ARCO.
BRINDA SOLDADURAS DE ALTA CALIDAD EN TODAS LAS POSICIONES.
EL AREA DE SOLDADURA ES CLARAMENTE VISIBLE.
EL SISTEMA PUEDE SER AUTOMATIZADO, CONTROLANDO MECANICAMENTE LA PISTOLA Y/O EL METAL DE APORTE.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 149
EQUIPO
FUENTE DE PODER.
UNIDAD DE ALTA FRECUENCIA.
PISTOLA.
SUMINISTRO GAS DE PROTECCION.
SUMINISTRO AGUA DE ENFRIAMIENTO.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 150
PISTOLA TIG
ELEMENTO IMPORTANTE DEL EQUIPO.
ES UNA PRENSA CONICA QUE ASEGURA AL ELECTRODO DETUNGSTENO QUE CONDUCE LA CORRIENTE ELECTRICA.
EXISTE DOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO: PISTOLAS REFRIGERADAS POR AIRE.
PISTOLAS REFRIGERADAS POR AGUA.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 151
PROPIEDADES DE LOS ELECTRODOS
- BAJA RESISTENCIA ELECTRICA.
- ALTO PUNTO DE FUSION.
- FACIL EMISION DE ELECTRONES.
- BUENA CONDUCTIVIDAD TERMICA.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 152
TIPOS DE ELECTRODOS
AWS TIPO COLOR PUNTO
EWP TUNGSTENO PURO. VERDE.
EWTh1 TUNGSTENO - TORIO (1% Th). AMARILLO.
EWTh2 TUNGSTENO - TORIO ( 2% Th). ROJO.
EWZr TUNGSTENO - ZIRCONIO 0,5%. CAF.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 153
APLICACIONES DE ELECTRODOS
ELECTRODO CORRIENTE-POLARIDAD USO IDEAL
TUNGSTENO PURO CCEN-CCEP ALUMINIO
TUNGSTENO-TORIO CCEN-CCEP MATERIALES FERROSOS
TUNGSTENO-CIRCONIO CA+HF ALUMINIO, MAGNESIO.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 154
GASES DE PROTECCION
CARACTERISTICA PRINCIPAL: DEBE SER GAS INERTE
DEBE CUMPLIR LAS SIGUIENTES FUNCIONES:
- ENTREGAR UNA ATMOSFERA IONIZABLE PARA EL ARCO.
- PROTEGER AL BAO DE SOLDADURA DEL OXIGENO Y NITROGENO.
GAS INERTE: ARGON
SE EMPLEA MAYORITARIAMENTE DEBIDO A:
- PRODUCE ARCO SUAVE Y SILENCIOSO.
- INICIACION DE ARCO MAS FACIL.
- COSTO MENOR Y MAYOR DISPONIBILIDAD
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 155
VARILLAS PARA SISTEMA TIG
- VARILLAS DE ALUMINIO.
- VARILLAS DE ACERO INOXIDABLE.
- VARILLAS DE ACERO AL CARBONO.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 156
ENCENDIDO DEL ARCO
EXISTEN DOS METODOS BASICOS DE ESTABLECER EL ARCO:
- ENCENDIDO POR CONTACTO
- ENCENDIDO POR ALTA FRECUENCIA
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 157
ENCENDIDO POR CONTACTO
VENTAJAS
- USO SIMPLE.
- NO MECANICO.
DESVENTAJAS
- CONTAMINACION POR TUNGSTENO DE LA PIEZA.
- EROSION O DESGASTE DEL ELECTRODO.
- CORRIENTE INICIAL DEL ARCO ALTA.
- TIEMPO NO EXACTO DE ENCENDIDO.
- NO ASEGURA UN 100% DE ENCENDIDO.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 158
ENCENDIDO POR ALTA FRECUENCIA
VENTAJAS
- EXACTO, SEGURO Y SIMPLE.
- NO HAY CONTAMINACION DE ELECTRODO O PIEZA.
- NO EXISTE CORRIENTE DE ENCENDIDO POR CORTOCIRCUITO.
- SE PUEDE EMPLEAR POR CONTROL REMOTO.
DESVENTAJAS
- PUEDE PROVOCAR INTERFERENCIAS EN EQUIPOS DE RADIO.
- REQUIERE MANTENCION.
- AUMENTA LEVEMENTE EL COSTO DEL EQUIPO.
- EL CORTOCIRCUITO REQUIERE DE BUENA AISLACION.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 159
SAW (Submerged Arc Welding)
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 160
Principales Aplicaciones
Para fabricacin de calderas, estanques,
plataformas de base,
Industria naviera.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 161
Recuperacin de piezas mediante el relleno a
equipos cilndricos o
recubrimientos duros.
Principales Aplicaciones
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 162
Caractersticas del proceso
Fuente de Energa. Fuente de proteccin Metal de aporte
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 163
Arco Sumergido SAW
El arco y metal fundido se encuentran sumergidos en
capa de fundente granular ubicada sobre la pieza de
trabajo.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 164
Clasificacin de Electrodos Fundentes
Se basa en su composicin qumica y propiedades
mecnicas.
Los requerimientos se especifican en la norma
ANSI/AWS A5.17 Electrodos de acero carbono y
fundentes para Soldadura por arco sumergido
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 165
Fundentes y sus funciones
Estabilizar arco elctrico
Formar escoria para proteger metal fundido
Acta como desoxidante, limpiando metal de soldadura liquido durante soldeo.
Isolante trmico o concentrador de calor.
Adiciona elementos aleantes.
Controla la geometra y acabado del cordn.
Podemos encontrar Aglomerados y fundidos.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 166
Tipos de Fundentes
Aglomerados:
Permite uso de desoxidantes y elementos aleantes Escoria sale fcilmente Bajo costo de fabricacin Son hidroscpicos La posa de soldadura puede formar gases. Fundidos
Homogeneidad qumica excelente No son Hidroscpicos No se puede adicionar elementos aleantes Limpieza debe ser absoluta para evitar defectos.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 167
Ventajas
Alta taza de deposito
Alta penetracin
Proceso mecanizado
Bueno para recubrimiento de grandes reas
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 168
Limitaciones
Solo posiciones horizontales o planos
arco no es visible para el operador
remocin de escoria
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 169
Discontinuidades
Inclusiones de escoria
Porosidades
Falta de fusin
Agrietamiento (razn ancho/profundidad)
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 170
Variables de Soldadura
Amperaje
Tipo de fundente y distribucin de partculas
Voltaje
Velocidad de avance
Dimetro del electrodo
Tipo de electrodo
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 171
PROCESO
FCAW (Flux Cored Arc Welding )
(soldadura de arco con ncleo de fundente)
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 172
Proceso FCAW
Alambre tubular con ncleo de fundente.
El arco se forma entre un electrodo con forma tubular, que es
consumible y se alimenta continuamente y la pieza de trabajo.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 173
Alambre tubular
Los alambres tubulares estn formados por:
Forro metlico.
Ncleo: Fundente.
Elementos de aleacin.
Formadores de escoria.
SOLIDO TUBULAR
2 1
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 174
PROCESO DE FABRICACION
Fleje metlico
A trefilado
Polvos del ncleo
Rodillos de
cerrado
Rodillos de
conformado
Forma U
Tolva
Cada de fundente
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 175
PROCESO DE FABRICACION
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 176
Alambres tubulares
El forro tiene la funcin de contener el fundente del ncleo y conducir la corriente elctrica.
Los elementos formadores del ncleo tienen las siguientes funciones:
Formar una capa de escoria que
proteja al depsito durante la
solidificacin.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 177
Alambres tubulares
Proporcionar elementos desoxidantes y refinadores para
incrementar las propiedades mecnicas del depsito.
Proporcionar elementos estabilizadores de arco que
incrementen su suavidad y reduzcan la salpicadura.
Adicionar elementos de aleacin que incrementen la
resistencia del depsito y mejoren otra propiedad especfica.
Producir la atmsfera de gas que proteja al arco, la
transferencia de metal y la zona de metal lquido (slo
autoprotegidos).
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 178
Tipos de alambres tubulares
Con proteccin de gas.
Requieren de un gas de proteccin que es suministrado
externamente.
Auto-protegidos.
En el ncleo se encuentran elementos que al descomponerse
qumicamente producen una atmsfera rica en CO2 y CO.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 179
Depsito
solidificado Escoria
lquida
Depsito lquido
Escoria
solidificada
Gas de proteccin
Punta de contacto (conductora de
corriente)
Boquilla
Tobera Electrodo
Tubular con
Proteccin de Gas
Polvos metlicos,
fundentes y materiales
formadores de escoria
Arco y metal
transferido
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 180
Polvos metlicos,
materiales formadores de
vapor, desoxidantes y
refinadores
Punta de contacto
(conductora de corriente)
Gas de proteccin,
formado de los
materiales del ncleo Arco y metal
transferido
Depsito
solidificado
Depsito
lquido
Escoria lquida Escoria
solidificada
Electrodo Tubular Autoprotegido
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 181
Caractersticas principales
Alta productividad debido a la alimentacin continua de alambre.
Beneficios metalrgicos derivados de la presencia de fundente.
La formacin de escoria soporta y conforma el perfil de los cordones de soldadura.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 182
Aplicaciones
Estructuras.
La aplicacin de mayor volumen de consumo del proceso.
Trabajo en taller y/o en campo.
Gran cantidad de uniones a tope o tipo filete, de un solo
paso.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 183
Aplicaciones
Astilleros.
Gran variedad de materiales y espesores.
Facilidad de empleo en fuera de posicin.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 184
Aplicaciones
Tubera industrial.
En ocasiones se emplea para depositar el paso de relleno.
Ms fcil de aplicar que el alambre slido.
Mejores propiedades mecnicas.
Reduccin de defectos como porosidades.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 185
Aplicaciones
Ferrocarriles.
Se emplea en grandes cordones donde el uso del arco sumergido es imprctico.
Se puede aplicar sobre placas oxidadas.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 186
Aplicaciones Mineras
Equipo pesado.
Grandes espesores de placa.
Grandes cordones en filetes se pueden aplicar en un solo paso.
La facilidad de remocin de escoria reduce el tiempo de limpieza.
Mantenimiento y reparacin.
- Aplicacin de recubrimientos protectores
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 187
Aplicaciones Mineras
Transporte
Alta productividad para relleno de grandes espesores.
Cordones de gran longitud.
Facilidad de mecanizacin.
Menos sensible a un pobre ajuste de la junta.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 188
Equipo necesario
Fuente de poder.
Sistema de alimentacin de alambre.
Fuente de gas de proteccin y sistema de regulacin de gas (Autoprotegidos).
Antorcha.
Pinza de tierra.
Cables de conexin.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 189
Equipo necesario
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Fuente de poder
Proporciona la energa elctrica con las caractersticas adecuadas
para establecer y mantener el arco.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 191
Fuente de poder
Las ms populares son las de corriente directa voltaje constante (CV).
Se recomienda que la capacidad sea de 300 A mnimo y un ciclo de trabajo 100%.
Debe ser capaz de incrementos unitarios de voltaje.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 192
Alimentadores
Tienen la funcin de proporcionar una alimentacin continua y
uniforme de alambre a una velocidad previamente seleccionada.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 193
Alimentadores
Se prefieren los de velocidad constante en conjunto con las
mquinas CV.
La velocidad de alimentacin de alambre determina el amperaje
aplicado al electrodo.
Es preferido el uso de rodillos (estriados) moleteados.
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Antorcha
Tiene la funcin de conducir la corriente elctrica, el gas de
proteccin y el electrodo.
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Antorcha
Se recomienda una capacidad mnima de 400 A.
Existen modelos enfriados por aire y por agua.
Lo que busca un operador es la fcil manipulacin, comodidad, poco peso y durabilidad.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 196
Gas de proteccin
Puede ser suministrado a partir de cilindros o tubera proveniente
de un manifold.
Se emplean reguladores flujmetros para ajustar el volumen
de gas necesario para una adecuada proteccin.
Es importante que el regulador flujmetro tenga la capacidad
suficiente para manejar el gasto requerido.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 197
Polaridad
Determina el sentido de flujo del fluido elctrico.
La mayora de los alambres protegidos por gas emplean
DCEP (Invertida o DC+), produce una mejor penetracin.
La polaridad directa (DCEN o DC-) se utiliza con algunos
alambres autoprotegidos.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 198
Amperaje
La cantidad de corriente aplicada a un electrodo es proporcional a
la velocidad de alambre seleccionada.
Determina la tasa de depsito, la penetracin, el tamao y la forma
del cordn.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 199
Amperaje
Un alto amperaje produce una alta penetracin y un cordn de
perfil de gran convexidad.
Una insuficiente cantidad de alambre produce una
transferencia globular con excesiva salpicadura y pobre
penetracin.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 200
Voltaje
Determina la longitud de arco. Est en funcin del amperaje deseado.
Para un valor de corriente determinado, produce el mejor arco.
Afecta principalmente la altura del refuerzo de soldadura y el ancho del cordn.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 201
Velocidad de avance
Est controlada por el operador y determina en gran medida el tamao
del cordn de soldadura.
Afecta la penetracin y la forma del cordn.
Determina la cantidad de calor suministrado a la pieza de trabajo:
Q = A * V / TS
Q es calor.
A es Amperaje.
V es Voltaje.
TS es velocidad de avance.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 202
A Boquilla
B Punta de contacto
C SO visible
D Stickout elctrico
E Distancia punta de contacto-
Trabajo
F Longitud de Arco
Stickout elctrico
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 203
Stickout elctrico
El stickout elctrico determina el calentamiento por resistencia
del electrodo.
Vara el amperaje de soldadura (CV).
Afecta el desempeo del electrodo.
Puede producir discontinuidades.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 204
E70T-1MJ H8
Clasificacin de electrodos (AWS A5.20-95)
E Electrodo.
7 Resistencia a la tensin (psi/10, 000).
0 Posicin.
T Tubular.
1 Desempeo y uso.
M Mezcla de gas.
J Resistencia al impacto 20 ft/lb @ - 40 oF.
H8 Nivel de hidrgeno.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 205
Propiedades mecnicas
Valores mnimos
AWS Resistencia a
la Tensin (ksi)
Lmite de Cedencia
(ksi)
% Elongacin en 2
Resistencia al impacto
ft-lbs @ oF
E7XT-1 60 22 20 @ 0
E7XT-2 --- --- ---
E7XT-3 --- --- ---
E7XT-4 60 22 ---
E7XT-5 60 22 20 @ -20
E7XT-6 60 22 20 @ -20
E7XT-7 60 22 ---
E7XT-8 60 22 20 @ -20
E7XT-10 --- --- ---
E7XT-11 60 22 ---
E7XT-G 60 22 ---
E7XT-GS
72
--- --- ---
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 206
Desempeo y uso
AWS Corriente de
soldadura Gas de
proteccin Nmero
de pasos
E7XT-1 DCEP CO2 Mltiples E7XT-2 DCEP CO2 1
E7XT-3 DCEP --- 1
E7XT-4 DCEP --- Mltiples
E7XT-5 DCEP CO2 Mltiples E7XT-6 DCEP --- Mltiples
E7XT-7 DCEN --- Mltiples
E7XT-8 DCEN --- Mltiples
E7XT-10 DCEN --- 1 E7XT-11 DCEN --- Mltiples
E7XT-G a a Mltiples
E7XT-GS a a 1
a. Informacin proporcionada por el fabricante
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 207
Posiciones y nivel de hidrgeno
Posiciones.
0 Plano y horizontal.
1 Todas posiciones.
Nivel de hidrgeno.
H4 menos de 4 ml/100 gr.
H8 menos de 8 ml/100 gr.
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Gases comnmente empleados
Dixido de Carbono (CO2).
Menor costo.
Alta profundidad de penetracin.
Produce una transferencia globular, aunque con algunas
formulaciones la transferencia puede ser tipo spray axial.
Tendencia a oxidar los metales presentes en el arco.
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Gases comnmente empleados
Mezclas de Argn y CO2.
75-25 y 80-20 son las ms empleadas, no se recomienda
mayor contenido de argn ya que se pierde la capa de escoria.
Incrementan la eficiencia de los desoxidantes del fundente.
Se obtiene mayor resistencia a la tensin y lmite de fluencia
que con CO2.
Es ms cmodo para el soldador en posiciones difciles..
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Ventajas del proceso
Produce uniones de alta calidad a bajo costo y menor esfuerzo que el proceso SMAW.
Es ms indulgente que el proceso GMAW.
Ms flexible que el proceso de arco sumergido.
Depsitos de soldadura de excelente calidad.
Cordones tersos y uniformes, excelente apariencia.
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Ventajas del proceso
Excelente contorno de cordones de filete horizontal.
En algunos aceros se puede soldar sobre un amplio rango de espesores.
Elevado factor de operacin.
Alta tasa de depsito.
Relativamente alta eficiencia del electrodo.
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Ventajas del proceso
Se requiere menor limpieza inicial que con proceso GMAW.
Se reduce la distorsin en relacin con el proceso SMAW.
Se puede aplicar sobre juntas de preparacin econmica.
Arco visible, fcil de usar.
Alta tolerancia a contaminantes que pueden causar agrietamiento.
Alta resistencia al agrietamiento bajo el cordn.
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Limitaciones del proceso
Est limitado a materiales ferrosos y base nquel.
Produce una capa de escoria que debe ser removida.
En base peso, los electrodos tubulares son ms costosos que los slidos.
El equipo es ms costoso y complicado que el de proceso SMAW; sin embargo, el incremento en la productividad lo
compensa.
La proteccin del gas puede afectarse por las corrientes de aire.
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COSTOS
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 215
Estimacin de costos
Costos de soldadura
Mano de obra
Indirectos
Materiales Electrodos
Gas de proteccin
Electricidad
Accesorios
Indirectos. Incluyen gastos como: administrativos, servicios,
depreciacin, mantenimiento de instalaciones e impuestos.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 216
Estimacin de costos
- Eficiencia de aportacin.-
. Es la relacin entre el metal efectivamente depositado y la
cantidad en peso de electrodos requeridos para efectuar ese
depsito
Eficiencias tpicas de
diferentes procesos
GMAW 92 - 97%
FCAW 80 - 90%
SAW 98 - 100%
SMAW 60 - 70%
GTAW 95 98%
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Estimacin de costos
Factor de operacin.
Es el porcentaje de tiempo efectivo de arco sobre el tiempo
total de una operacin de fabricacin.
Factor de operacin tpico
GMAW 40 - 65%
FCAW 40 - 50%
SAW 60 - 80%
SMAW 25 - 35%
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Estimacin de costos
Tasa de depsito.
Es la cantidad de metal del electrodo que pasa a formar parte
del depsito por unidad de tiempo.
Tasas tpicas de diferentes procesos ( Kg./h)
GMAW 4.0
FCAW - G 6.0
FCAW A 8.0
SAW 8.0
SMAW 2.0
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Estimacin de costos
. Flujo de gas
Cantidad de gas necesario para proteccin por unidad de tiempo
Proceso m3/hr
GMAW 0.8 1.2
FCAW 1.0 1.4
GTAW 0.5 1.0
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SIMBOLOGA DE LA
SOLDADURA
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Juntas a tope bisel simple
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IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 233
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IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 235
INTRODUCCIN:
Mtodo resumido para la informacin de
soldadura.
El ms conocido: sistema AWS
Simple, es una herramienta para la
transmisin de la informacin
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SMBOLO DE SOLDADURA y SIMBOLOGA DE SOLDADURA:
Indica tipo de soldadura y puede ser parte de la SIMBOLOGA DE LA
SOLDADURA, corresponde a la informacin completa necesaria que
se debe comunicar a los involucrados.
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SMBOLO DE SOLDADURA
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SIMBOLOGA
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REPRESENTACIN DE JUNTAS
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Otros tipos de Soldadura:
Filete
Tapn
Esprrago
Punto
Cordn
Reverso
Recubrimiento
Borde
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SIMBOLOGA DE SOLDADURA
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 242
SIMBOLOS DE SOLDADURA REGLAS:
Smbolos con una lnea perpendicular debern ser
dibujado sobre el lado izquierdo del smbolo (filete, bisel,
simple, J y flare bisel)
Los smbolos para esprrago y recubrimiento debern ser
siempre dibujado bajo la lnea de referencia
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NOTACIN DE LA FLECHA:
Cuando se desea realizar la soldadura en el lado de la unin, la flecha se ubica bajo la lnea de referencia.
Cuando se desea realizar la soldadura al otro lado de la unin, la flecha se ubica sobre la lnea de
referencia.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 245
QUIEBRE DE LA FLECHA:
Un quiebre en la flecha significa que el miembro que es sealado
por el punto de flecha corresponde al miembro que recibe la
preparacin de borde:
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COMBINACIN DE SMBOLOS:
Para uniones que requieren ms de un tipo de soldadura se
debe especificar mediante smbolos cada una de ellas
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 247
DIMENSIONES EN SIMBOLOGA:
Si se requieren tolerancias, stas deben ir en la cola.
La simbologa en soldadura generalmente son dibujadas sin
unidades de dimensin tales como milmetros o pulgadas
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 248
DIMENSIONES DE SOLDADURA EN CANAL (BISEL):
La profundidad del bisel, S, y el tamao de soldadura, (E) son
puestos a la izquierda del smbolo
6 mm de bisel con 10 mm de tamao de soldadura
Si no se coloca dimensiones, se sobreentiende que corresponde
a penetracin completa
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 249
DIMENSIONES DE SOLDADURA EN CANAL (BISEL):
El ngulo de la unin es puesto justo fuera del smbolo de
soldadura
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SOLDADURA DE REFUERZO:
Los smbolos para ambos tipos de soldadura son dnticos. La secuencia de soldadura determina cual designacin se
aplica.
Soldadura de refuerzo es realizada despus de la soldadura en bisel.
Soldadura de respaldo es realizada antes de la soldadura.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 251
UNION CON RESPALDO:
El smbolo de respaldo es puesto sobre la lnea de
referencia opuesto al smbolo de soldadura. La letra R se
refiere a que se debe remover el respaldo antes que la
soldadura sea completada.
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 252
DIMENSIONES EN SOLDADURA FILETES:
El tamao de la soldadura filete es mostrada a la izquierda del
smbolo
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 253
SMBOLOS PARA BRAZING:
Aplicacin del smbolo de soldadura para Brazing con dimensiones
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 254
LONGITUD Y SEPARACIN DE LAS SOLDADURAS
INTERMITENTES - SIMBOLOGA
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 255
SIMBOLO DE LA SOLDADURA ATOPE SIN
CHAFLAN
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 256
SIMBOLO DE LA SOLDADURA ATOPE CON
CHAFLAN
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 257
ACOTADO
IPEN : Ciencia y tecnologa para la competitividad Diapositiva 258
INSTITUTO PERUANO DE ENERGA NUCLEAR - IPEN
Gracias.
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