Tema: Soldadura de Mantenimiento
EXPOSITOR: Jos Corrales
CONCEPTO
Soldadura de mantenimientoAn cuando se usan todas las tcnicas apropiadas en
soldadura, el servicio de mantenimiento ser todava un arte a requerir creatividad. El objetivo es volver a poner el equipo en funcionamiento en
las mismas condiciones originales. Principalmente en el mantenimiento de urgencia, el tiempo
de reparacin es primordial. En general los materiales son caros y el tiempo de parada
implica costos sumamente altos. Es necesario calma, prontitud y efectividad.
Conocimientos bsicos
La persona responsable de mantenimiento debe tener conocimientos avanzados sobre aplicaciones de soldadura en todo tipo de materiales El Soldador de Mantenimiento debe saber sobre el
comportamiento de los metales frente a la temperatura, debe tener conocimientos bsicos de Metalurgia.El soldador/Supervisor de mantenimiento debe conocer la
variedad de procesos de soldadura aplicables en Mantenimiento.Adems el soldador debe conocer y saber aplicar los
electrodos especiales usados en reparaciones de mantenimiento.
SOLDADURA DE REPARACION
En la industria las reparaciones se clasifican en los siguientes grupos.RoturasFisurasRefuerzos
SOLDADURA DE REPARACION
Roturas .- cuando la piezase ha dividido en 02 o maspartes como consecuenciade un esfuerzo superior asu resistencia (golpe,sobrepresin etc.)
SOLDADURA DE REPARACION
Fisuras .- cuando la piezasoporta un sobre esfuerzo las fisuras son causantes
de la mayor parte dereparacionesse debe de realizar la
reparacin antes que se
presente la rotura.
SOLDADURA DE REPARACION
Refuerzos .- es uncomponente que seaade a una piezasometida a un esfuerzosuperior a suresistencia.Con la finalidad de
aumentar el espesor dela pieza y asi mismo suresistencia
APLICACIN DE SOLDADURAS ESPECIALES
CRITERIOS DE SELECCION DE MATERIALES ESPECIALES
Propiedades
Materiales Especiales
Dureza
Tenacidad
Lmite deFluencia
Propiedades mecnicas
Para conocer las propiedades de los metales se realizan ensayos destructivos utilizando una probeta de dimensiones estandarizadas; se les aplica una carga y despus se mide la deformacin. Estos ensayos son:
Ensayo de tensin. Ensayo de impacto. Ensayo de dureza
Ensayo de tensin
Es el mtodo para conocer el comportamiento de un metal bajo una carga de estiramiento real. Esta prueba determina las siguientes propiedades:
Lmite elstico Resistencia a la tensin Elasticidad Alargamiento Fragilidad
Ensayo de tensin
Deformacin (in/in)
Esfuerzo (1,000 psi)
Lmite elstico proporcional
Lmite de cedencia superior
Lmite de cedencia inferior
Mxima resistencia a la tensin
Fractura
Ensayo de tensin
Antes de someterse a la prueba de tensin la probeta se mide, y al termino de la prueba (con la probeta rota) se juntan las partes y se miden nuevamente, la diferencia existente de la longitud es el alargamiento del metal.
Marcas a 2
Antes de la deformacin
Despus de la deformacin
Marcas a 2
Antes de la deformacin
Despus de la deformacin
Marcas a 2
Antes de la deformacin
Despus de la deformacin
Fragilidad La fragilidad es la propiedad contraria a la
ductilidad. Los metales frgiles, son materiales que fallan sin deformacin permanente apreciable.
Un metal frgil tiene tambin baja resistencia al choque o al impacto, o sea la aplicacin rpida de fuerzas.
Ductilidad
La facilidad que presenta un material para deformarse plsticamente al ser sometido a una carga.
Bsicamente, se puede expresar de dos formas: Elongacin (%E = L/Li )
Reduccin de rea.
Resistencia al Impacto
Es la habilidad de un material para absorber la energa de una carga aplicada sbitamente.
La temperatura tiene la mayor influencia sobre la resistencia al impacto.
Se grfica la energa absorbida contra la temperatura para determinar el punto de inflexin.
Resistencia al Impacto
Energa de Impacto (ft-lb)
Temperatura (oF)
Punto de Inflexin15 ft-lb
Punto de Inflexin15 ft-lb
Dureza
Penetrador Brinell
Carga 62.5 kg
De 80 a 430 HB
(Metales Blandos)
Penetrador Brinell
Carga 62.5 kg
De 80 a 430 HB
(Metales Blandos)
Penetrador Rockwell
Carga de 10 150kg
19.2 a 68Rc
(Metales Duros)
Penetrador Rockwell
Carga de 10 150kg
19.2 a 68Rc
(Metales Duros)
Tipos de Materiales
METALES FERROSOS
Aceros al carbono ( A 36, A 633, A355)
Aceros de baja aleacin (HSLA, A 514, T1, HB 400)
Aceros de alta aleacin (Ac. Inoxidables, Ac. Mn)
Hierro fundido (Fe. Fdo.: Gris, Blanco, Nodular, Maleable)
Tipos de Materiales
NO FERROSOSAluminio y aleaciones
(AA 5356, AA4340)Niquel y aleaciones
(Monel 400, Inconel 600, Hastelloy X)Cobre y aleaciones
(Bronces, Cupro aluminios, Cupro niquel con Al y Mg)Titanio y aleaciones
(Aleaciones a, aleaciones b, Ti 5 Al-2,5 Sn)Cobalto y aleaciones
(Stellite)
Cmo establecemosUna Secuencia de
Soldadura?
Pasos a seguir
1
IDENTIFICACIONDEL METAL BASE
3
SELECCIN DELMATERIAL DE APORTE
4TECNICA DE SOLDADURA
METAL BASE
1.- IDENTIFICACIN DEL METAL BASE
Composicin Qumica (anlisis qumico)
Caractersticas Mecnicas (Resistencia a traccin, elongacin, dureza)
Tratamiento Trmico (metalografa)
2.- Procesos de Soldadura
SOLDADURAPOR FUSION
ARCO ELECTRICO OXIGAS
SMAW(ARCO
ELECTRICO MANUAL)
GTAW(TIG)
FCAW Alambre tubular
SAW(ARCO
SUMERGIDO)
ELECTRODO VARILLA ALAMBRE MACIZO ALAMBRE TUBULAR
GMAW(MIG/MAG)
3. Material de Aporte
Criterio de Seleccin:
Similar al metal base Composicin Qumica
AISI 316-L = INOX BW (AWS E 316 L) Caractersticas Mecnicas
HB 400, Acero T1 = TENACITO 110 (compresin) ASTM A633 Gr E = TENACITO 80 (traccin)
Diferente al metal base Contrarrestar problemas metalrgicos del metal base
Acero T1 & Ac. Mn = INOX 309 ELC / E 309LT1-1/4
Condiciones de operaciones Contrarrestar problemas de desgaste
Abrasin de alto esfuerzo-compresion = EXSATUB MnCr-O
Tipos de Soldadura?
Soldadura de Unin :
Soldadura de Recargue :
4. Tcnica de Soldeo
Secuencia de SoldeoEntrada de CalorTemperatura de PrecalentamientoTemperatura de InterpaseAlivio de Tensiones MecnicoVelocidad de EnfriamientoPost-calentamientoTratamiento TrmicoSupervisinInspeccin Antes, Durante y Despusetc.
Soldadura de aceros de media y alta Resistencia
ACEROS DULCES BAJO CONTENIDO DE CARBONO
Son los aceros de menor dificultad para reparar, fcil de soldar.No se necesita precalentamiento a
menos que tenga un espesor considerable, si la pieza tiene menos de 25 mm. de espesor nicamente se debe calentarla a una T de 25C.Si la pieza tiene mas espesor,
calentar unos 25C por cada 25 mm. de espesor.Consumibles para reparar estos
aceros AWS E 7018AWS ER 70S-6Alambres tubulares
ACEROS DE MEDIANO CARBONO
Son aceros que contienen entre 0.25 a 0.45 %C y el Mn. hasta 0.9 % sin elementos aleantes adicionales.Ejemplo: SAE 1030, SAE 1040,
SAE 1045SOLDABILIDAD:Son Fcilmente Soldables, si se
toman las precauciones siguientes:
Seleccin del procedimiento Seleccin del Electrodo Temperaturas de
precalentamiento
TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO PARA ACEROS DE BAJA ALEACION
METODO DE ZEFERIAN
Tp = 350 ct - 0.25
Donde:
ct = Cq + Ce
Cq = C + Mn + Cr + Ni + Mo .........................C. Qumico 9 18 13 Ce = 0.005 x e (mm) x Cq.....................................C. Espesor
Calculo de Temperaturade Precalentamiento
Precalentamientoa. Formula para determinar la T de precalentamiento
Formula de SEFERIANTP = 350 ct - 0.25ct = Cq + CeCq = %C + Mn/6 + Si/4Ce = 0.005 x e (mm) x Cq
Donde:TP= Temperatura de precalentamientoCt= Carbono totalCq = Carbono qumicoCe = Carbono espesor
ACEROS DE ALTO CONTENIDO DE C
Cuando el Cq sobrepasa el 0.50 de %Son aceros de muy rpida
templabilidad, su soldabilidad resulta de gran dificultad si no se toman las precauciones necesarias. Precalentarse a altas
temperaturas.Consumibles para reparar
estos acerosAWS E 307, AWS E 312AWS ER 307
Aceros de Aleacin
Son aquellos que en su composicin tienen elementos de aleacin como el Cr, Ni. Mo. V. Mn. Etc.Clasificacin
ACEROS DE BAJA ALEACIONa.Aquellos que tienen hasta 5% de elementos
aleantes. ACEROSDE MEDIA ALEACIN
a.Son los aceros que tienen hasta 10% de aleacin ACEROS DE ALTA ALEACIN
a.Son aquellos que superan en 10% de elementos aleantes.
Electrodos Bsicos de Bajo HidrgenoPARA ACEROS DE BAJA ALEACION
Supercito E 7018
Univers CR E 9016 B3
Tenacito 80 E 8018 C3
Tenacito 110 E11018 G
Tenacito 65 E 9018 G
Alambres tubularesPARA ACEROS DE BAJA ALEACION
EXATUB 71 E 71 T1/ 1M
EXATUB 70 E 70 T1
EXATUB 711 E 71 T11
EXATUB 74 E 70 T4
EXATUB 81 Ni1 E 81 T1 Ni1 H4
EXATUB 81 Ni2 E 81 T1 Ni2 H4
EXATUB 110 E110 T1 K3 H4
Qu es Soldadura de Recargue?
Es la tcnica que consiste en la aplicacin dedepsitos de una o varias capas de soldadura decaractersticas muy especiales en las superficies depiezas desgastadas o piezasPara tal fin se emplean diversos procesos de
soldadura con la finalidad de otorgarle mejorresistencia al desgaste y/o recuperar dimensionesdeseadas
Tipos de Recargues Protectores
Existen 4 tipos de recubrimientos: Cladding Hardfacing ( recubrimiento duro) Buildup Buttering ( enmantequillado)
Agentes de Desgaste
Erosin
FriccinImpacto
MaterialesEspeciales
1.- ABRASION
Causado por el movimiento relativo de partculas duras en la superficie
El grado de abrasin depende de la naturaleza de las partculas abrasivas, (morfologa, granulometra, concentracin, ngulo incidencia y la velocidad relativa)
1. Abrasin pura o de bajo esfuerzo2. Abrasin de alto esfuerzo3. Abrasin por desgarramiento
AbrasinABRASION PURA O DE BAJO ESFUERZO Abrasivo de granulometra fina/media, ausencia
de impacto, angulos de incidencia pequeos, presiones bajas (abrasivo sobre metal)
ABRASION DE ALTO ESFUERZO Abrasin de tres cuerpos Constituido por partculas pequeas y que
no impactan sobre la superficie de desgaste
ABRASION POR DESGARRAMIENTO Abrasin por penetracion abrasin
cortante Difiere al anterior en cuanto a que el
elemento abrasivo es de mayor tamao y muchas veces existe impacto
2.- IMPACTO
En la medida que la superficie reciba el impacto y pueda absorber energa es que exhibir resistencia al choque.El empleo de las aleaciones
tenaces del tipo aceros al manganeso austeniticos y aceros de baja aleacin tratados trmicamente, son los que estn dando buenos resultados
3.- FRICCION
Se considera la accin de un par bi-metalico en contacto dinmico El desplazamiento de dos superficies
implica un considerable aumento de la temperatura la puede alcanzar el punto de fusin de uno u otro de los metales posibilitando la generacin de micro soldaduras. La experiencia practica junto con
pruebas de laboratorio han permitido grandes avances, por ejemplo: El desgaste dirigido, producir el desgaste sobre una superficie que tenga menor costo.
4.- EROSION
La diferencia frente a la abrasin, esta en el hecho de que el abrasivo es proyectado en un flujo fluido o gaseoso contra la pieza La energa cintica de las partculas
abrasivas es transferida al componente, deterioro superficial El deterioro de la superficie depender de la
tenacidad y dureza del metal base, dureza y granulometra del abrasivo, angulo de incidencia del haz abrasivo
5.- CORROSION
Existe en casi todos los sectores industriales, particularmente donde las piezas estn en contacto con agua fresca o salina, en ambientes bsicos o cidos, o cuando las mismas estn expuestas a gases a temperaturas normales o elevadas
Se puede definir la corrosin como un ataque qumico o electroqumico sobre un material del ambiente que lo rodea.
6.- CAVITACION
Es la generacin y posterior implosin de burbujas de vapor de agua producto de un cambio de velocidades en el fluido que implican cambios de presin hidrulica en el sistema.
La burbuja es generada cuando la presin baja a los niveles de presin de vapor del fluido y se produce implosin cuando dicha burbuja se encuentra nuevamente con zonas de mayor presin
Para resistir estos desgastes, los materiales resistentes a la cavitacion deben exhibir buenas propiedades de tenacidad, tales como los aceros inoxidables martensiticos, inoxidables austeniticos, aleaciones de Cr-Co-W y fundiciones de bronce.
7.- CALOR
1. Fatiga trmica.- se debe a la repeticin de ciclos de calentamiento y enfriamiento en donde, si el componente tiene alguna restriccin a su libre contraccin o dilatacin, se generan esfuerzos residuales considerables.
2. La proteccin de componentes para trabajos de altas temperaturas se basa en la aplicacin de un recubrimiento protector refractario o rico en cromo, para favorecer la formacin del oxido de cromo (Cr2O3), es estable, denso y de buena adhesin.
Impacto vs Abrasin
RESISTENCIA A IMPACTO ESFUERZO DE COMPRESIONBAJA BAJA
CARBUROS DETUGNSTENO
CARBUROS DECROMO
ACEROS MARTENSITICOS13 Cr 4 Ni
ACERO al Mn 13%
ACERO INOXIDABLE18/8
ALTA
ALTA
TIPOS DE DESGASTE CONCEPTO ALEACION PARA ENFRENTAR
ABRASIONFROTACION DE PARTICULAS NO METALICAS CONTRA LA SUPERFICIE
MATERIAL TENACES Y/O CON ALTOS CONTENIDOS DE CARBUROS DE Cr, Mo, Co, W, Ti
CHOQUE o IMPACTO GOLPES PERIODICOS O ESPORADICOSMATERIALES CON ALTA TENACIDAD, ALEACIONES AL Mn
FRICCIONPRESION DEL ROZAMIENTO Y CALENTAMIENTO, ENTRE METALES
DEPOSITOS DE UN ACERO DE BAJA ALEACION
EROSION
PROYECCION DE PARTICULAS ABRASIVAS EN UN FLUJO FLUIDO O GASEOSO
MATERIAL CON ALTOS CONTENIDOS DE CARBUROS DE Cr, Mo, Co, W, Ti
CORROSIONATAQUES POR AGENTES QUIMICOS, LIQUIDOS, SOLIDOS Y GASEOSO
LOS ACEROS INOXIDABLES, ALEACIONES AL Ni, ALEACIONES AL Co
CAVITACIONLIQUIDOS QUE ESTAN EN MOVIMIENTO, FLUJO TURBULENTO
LOS ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS y/o AUSTENITICOS
CALOR FATIGA TERMICA, OXIDACIONDEPOSITOS RICOS EN OXIDOS DE CROMO, ALEACIONES Co-Cr-W
TIPOS DE DESGASTES
TIPOS DE DESGASTE SMAW FCAW SAW
ABRASION
CITODUR 1000, TOOLCORD, CITOMANGAN
EXSATUB 1000-O, EXSATUB MnCr POP 450A/ PS 2
CHOQUE o IMPACTOCITOMANGAN, CITODUR 350
EXSATUB 350, EXSATUB MnCr
FRICCION
CITODUR 350, TENACITO 80, TENACITO 110
EXSATUB 350-O, EXSATUB 110
POP 250A / PS2 PS3, POP 350A / PS2 PS3
EROSION CITODUR 1000EXSATUB 600-O, EXSATUB 1000-O POP 450A/ PS 2
CORROSIONINOX BW, INOX CW, INOX 29/9 EXSATUB 309 LG
CAVITACION CITOCHROM 134 EXSATUB 134
CALOREXSA 717, EXSA 726, CITODUR 1000 EXSATUB 1000-O POP 450A/ PS 2
METAL DE APORTE RECOMENDADO
Ventajas del Recargue
Se aumenta la eficacia y el rendimiento.Se reduce el coste de montar y desmontar las piezas.Se reduce el Stock de piezas de recambioPermite transformar una pieza desechable por
desgaste en un bien de capital recuperable.Evita interrupciones largas en servicio y de esta
manera minimiza prdidas de produccin.Incrementa la vida en servicio de los componentes
con el objeto de reducir costos de reposicin y stocks.
Recubrimientos DurosConvencionales
CITODUR 350
CITODUR 600
CITODUR 1000
CITOMANGAN
TOOLCORD
SMAW
Recubrimientos DurosConvencionales
EXATUB 350-0
EXATUB 600-0
EXATUB 1000-0
EXATUB MnCr-0
EXATUB CN-0
FCAW
INOX AW E 308L 16
INOX BW ELC E 316L - 16
CITORIEL 801 E 307 16
INOX 309 ELC E 309L - 16
INOX 29/9 E 312 16
EXSA 106 E 312 16
INOX CW E 310 16
CITOCHROM 134 E 410 NiMo
SMAW Aceros Inoxidables
PIEZA A RECUPERAR:
SPROCKETDESGASTE:Friccin, Compresin,Impacto
MATERIAL BASE:Acero al C baja aleacin
Unin/ReconstruccinProceso Recargue
SUPERCITO-INOX 309ELCSMAW TENACITO 110-CITODUR 350
INOX 29/9 EXSA 106SMAW CITODUR 600 - CITOMANGAN
APLICACIONES
REPARACION SPROCKET
PIEZA A RECUPERAR:
UA DE PALADESGASTE:Abrasin y golpe moderado.
MATERIAL BASE:Acero al C baja aleacin
Unin/ReconstruccinProceso Recargue
SUPERCITOSMAW CITODUR 600
Se calza la ua con plancha HSLA de espesor de 3/4 para recuperar su forma original. La forma de la costura del recargue se hace en funcin a las caractersticas del material abrasivo.
PIEZA A RECUPERAR:
UA DE PALADESGASTE:Abrasin y golpe moderado.
MATERIAL BASE:Acero al C baja aleacin
Unin/ReconstruccinProceso Recargue
SUPERCITOSMAW CITODUR 600
Abrasin Cortante Abrasin de Baso Esfuerzo Material mixtoMaterial grueso: Rocas Material fino: arena, barro, carboncillo Rocas y finos
PIEZA A RECUPERAR:
CANTONERA DESGASTE:Abrasin y golpe moderado.
MATERIAL BASE:Acero de baja aleacin al MnCr
Unin/ReconstruccinProceso Recargue
SUPERCITOSMAW CITODUR 600 CITODUR 1000
Calzar la cantonera haciendo uso de planchas HSLA para recuperar su forma original.El recubrimiento duro se debe de colocar para proteger el cordn de unin frente a la abrasin y para proteger las zonas de trabajo sometidas a mayor desgaste, esta proteccin puede ser en forma de almohadillado, mediante cocada y/o botones.
Cantoneradesgastada
Calzada con acero HSLAsoldada con SUPERCITO
Inicio de aplicacin de CITODUR 600
Pieza de Recuperacin
APLICACIN DE ELECTRODOS INOXIDABLES EN RECUPERACION DE PIONES
INOX 29/9: BASECITORIEL 801: ACABADO
Electrodos de FIERRO FUNDIDO
Ferrocord U E St
EXSANIQUEL Fe E Ni Fe-CI
CITOFONTE ENi-CI
BOMBAS:CITOFONTE
REPARACION DEPIONES
DE HIERROFUNDIDO
DADOS DE MAZAS DE TRAPICHE:Ferrocord U
Soldadura de rieles
Soldadura de rieles
Soldadura de rieles
Soldando Cuchara de Rueda Pelton
DISCO DESFRAGMENTADOR
DISCO DESFRAGMENTADOR
DISCO DESFRAGMENTADOR
Gracias
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