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¡Descarga informacion sobre soldadura y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Ciencias Empresariales solo en Docsity! 17-SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO SOLDADURA Julio Alberto Aguilar Schafer SOLDADURA SUBMARINA EQUIPO DE PROTECCIÓN • ANTEOJOS • GUANTES • PECHERA • POLAYNAS • BOTAS • AMBIENTE VENTILADO • EXTRACTOR DE GASES • EQUIPO ADECUADO PARA SOLDAR Chaqueta Mangas Gabacha Pantalón Polainas Guantes flujo de calor bidimensional flujo de calor tridimensional SISTEMAS DE SOLDADURA SOLDADURA AL ARCO O A dh * Y — lb —S2 ¡e Dc ¿O Los procesos de soldadura usados día a día pueden dividirse en cuatro grupos 1. Soldadura de arco eléctrico 2. Soldadura de resistencia eléctrica 3. Soldadura por gases (plasma) 4. Soldadura en estado solido cada grupo se distinge por el metodo de generación de calor, la soldadura se lleva a cabo a elevadas temperaturas Soldadura de arco • La descarga de corriente eléctrica se debe de producir entre dos superficies sin que estas se toquen • La descarga electrica se produce por la ionización de particulas gaciosas llamado plasma • Dentro del arco la temperatura es de 15,000 grados centigrados • En la superficie del metal es de 10,000 grados centigrados • El voltaje es bajo, en un rango de 30-80 voltios • La corriente esta en un rango de 50A-300A • La corriente es CD y CA, es preferible la CD para metales • Una capa de gas inerte es conveniente sobre el caldo, la capa de gas inerte evita la oxidación del metal fundido con el oxigeno del medio Equipo Básico Metal Base Cable de tierra Corriente Alterna (AC) • El sentido del flujo de corriente cambia 120 veces por segundo (frecuencia de 60 Hz). • Se obtiene una penetración y una tasa de depósito media. • Se reduce el soplo magnético. • El equipo es mas económico. • DCEP para alta penetración. • DCEN para alto depósito. Amperaje • Es la variable de mayor importancia en el proceso, determina: La profundidad de penetración. La tasa depósito. El volumen del cordón. Depende del tipo y diámetro del electrodo, posición y diseño de la junta. SISTEMAS DE SOLDADURA SOLDADURA AL ARCO • ELEMENTOS AUXILIARES DE LA MAQUINA DE SOLDAR – A- Pinza Portaelectrodo – B- Grapa para puesta a tierra – C- Pinza de masa – D- Electrodos • Electrodo de carbón • Electrodo metálico • Electrodo recubierto Instalación segura de un puesto de soldadura CA con transformador Mampara de separación Intensidad de corriente aproximada para diferentes diámetros de electrodos Diámetro del electrodo (in) Amperes para soldadura plana Amperes para soldadura vertical y sobre la cabeza 1/16 25-70 --- 3/32 60-100 --- 1/8 80-150 75-130 5/32 125-225 115-160 3/16 140-240 125-180 1/4 200-350 170-220 5/16 250-500 --- 3/8 325-650 --- …contribuyen enormemente a disponer de unas condiciones de trabajo seguras para este tipo de operaciones. Fundente Núcleo de Alambre Clasificación AWS A5.1 E 701 8H4R Electrodo______) Resistencia a la tensión en ksi Posiciones Tipo de recubrimiento y corriente Nivel de hidrógeno Cumple los requerimientos del ensayo de absorción de humedad Propiedades Mecánicas Valores mínimos O Resistencia a la tensión Límite de cedencia (Ib/pulg”) (Ib/pulg?) EGOXX 62,000 50,000 ETJOXX 70,000 57,000 ESOXX 80,000 67,000 ESDXX 90,000 77,000 ETDOXX 100,000 87,000 E110xx* 110,000 95,000 E120XxX* 120,000 107,000 a. En este tipo de electrodos se utiliza recubrimiento tipo bajo hidrógeno únicamente Descripción del Proceso Electrodo Gas protector Núcleo Metal fundido o Revestimiento Escoria Arco | A ———— " Gotas de metal Metal solidificado Metal base Zonas de la soldadura • Zona fundida; zona térmicamente afectada; metal base; cubre junta • Soldadura en varios pasos Posiciones de la soldadura a PA Plana Horizontal Vertical Sobre cabega Figura 9 Posigoes de soldagern para soldas de topo Horizontal Sobre cabeca Figura 10 Posigóes de soldagemn para soldas de filete Plana Horizontal Circunferencial Figura 11 PosigSes de soldagem para soldas em tubulagoes Discontinuidades Microestructurales • Grietas: Son fracturas del material debido a los esfuerzos. • En Caliente: Ocurre a elevadas temperaturas al concluir la solidificación, debido a los esfuerzos por enfriamiento y cambio de volumen. Es intergranular y constituye la gran mayoría de las grietas en la soldadura. Puede ocurrir tanto en los metales base como en el cordón de soldadura • En frío: Ocurre frecuentemente en los aceros cuando estos llegan a temperatura ambiente. Es una fractura transgranular y se forma en la ZAC. Talón Longitudinal Transversal Bajo el cordón SISTEMAS DE SOLDADURA SISTEMA DE ARCO SUMERGIDO ESQUEMA DE PROCESOS Soldadura de arco sumergido • SISTEMAS DE SOLDADURA SISTEMA DE ARCO SUMERGIDO ESQUEMA DE PROCESOS « The welders hand is replaced by a mechanically propelled welding head, through which a continuous electrode wire ¡s supplied; 2 to 10 mm diameter *« The speed can be kept constant *« The exact voltage and current needed can be controlled. Currents are 300A to 20004 with 440W higher quality welds can be produced with this method. One problem with both methods, SMAW and SAW, is a layer of slag A remains after Electrode. welding. = EZ IN AT Contact Tube  En las fiauras sia " las hguras guientes se aprecia un tren de so industria de fabncacs n de productos me idadura por arcí talurgicos sumergido O peralivo €  TIG and MIG welding are the same but for one detail: TIG welding does not use a consumable electrode and MIG uses a consumable electrode; a “filler” wire ¡is used. Refrred to as gas tungsten arc welding (GTAWW) in the textbook, rather than TIG See p 788 Power: Me SE 8 kW to 20 kW; DC at 2004 or E NTSAC at SODA Parent Metal Weld Pool SOLDADURA 3 SOLDADURAS ESPECIALIZADAS GASES PARA SOLDADURA TIG, MIG % En la soldadura TIG el helio produce mayor flujo calorífico y una penetración mas profunda El uso de una atmósfera de helio puro permite incrementar la velocidad de avance en mas de un 30 % en comparación con una atmósfera pura de argón. Resumen de los diferentes tipos de soldaduras. GAS METODO ARCO OOO APLICACION Metales Activos, Aleaciones e EUNEREnO pl 23d Ligeras y ultra delgadas Aceros Inoxidables, Cobre, MIG Metálico He, Ar Aluminio, Magnesio. MAG Metálico CO, Aceros ordinarios  DIRECCION DE ¿AB HH SOLDADURA Y SS (A) FORMAR EL CHARCO COH EL MOVIMIENTO CIRCULAR DE LADO A LADO —q 151 (B) SS SS ELECTRODO A (C) AÑADIR METAL DE APORTE AL CENTRO LA PARTE TRASERA DEL CHARCO DEL BORDE DELANTERO DEL CHARCO HANTEMEA La, WMAFILLA EN EL o HARO DE Y (0) RETIRAR LA VARILLA (E) MOVER EL ELECTRODO AL BORDE DELANTERO DEL CHARCO 1. Fuente de poder de corriente continúa o alterna con unidad de alta frecuencia incorporada 2. Gas de protección 3. Suministro de gas de protección. 4. Pistola 5. Electrodos de tungsteno 6. Material de aporte 7. Material base 8. Control remoto de pedal y/o manual. 9. Drenaje de agua. hd ——MMMMM> O DIRECCION DE LA SOLDADURA CABLE DE LA PINZA ww INGRESO DEL GAS DE PROTECCION 1 ELECTRODO DE TUNGSTENO > NO CONSUMIBLE METAL DE AY + PROTECCION GASEOSA METAL DE SOLDADURA FUNDIDO SOLIDIFICADO Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.28 Electrodos de baja aleación de acero para soldadura de arco protegida por gas ER - XXX S - XXX (1) (2) (3) (4) (1) Las primeras dos letras lo identifican como alambre o varilla desnudas (2) Los tres primeros números indican la Fuerza tensil X 1000 PSI (3) La letra intermedia indica su estado físico Sólido (4) Los últimos tres dígitos indican la Composición química del alambre Electrodo de Tugsteno Atmósfera de gas ine: Detalle del Electrodo para soldadura Tig Material a soldar Gas protector Electrodo de metal Arco eléctrico Pieza a soldar Detalle de la soldadura MIG METODO ARCO GAS PROTECTOR APLICACIÓN TIG Tungsteno He, Ár, Ha Metales activos, aleaciones ligeras y ultraligeras. MIG Metálico He, Ar Aceros inoxidables, Cobre, Aluminio, Magnesio. MAG Metálico CO, Aceros ordinarios. Hibrida Metálico He, Ar, Na Aceros y aleaciones.  e Eo de Referred to as gas metal arc welding (GMAW), in the textbook Contact Tube Gas Shield see p 782 EA El Weld Pool Cansumable Contact olocirodo tubo Gas shield Weld Parent Vield metal pool  Soldadura de arco en plasma This process is a derivative of TIG welding; * ltuses a non-consumable electrode and an inert gas * anozzle constriction causes an increase of velocity of the arc * the ¡nert gas ¡is ¡onized in the nozzle and acts as a shield, essentially electrons are ripped from their parent atoms to 15) produce ¡ons while moving at a high velocity O transferred | non-transferred A OLA Tl Parent Metal  (EN y Más de la soldadura de arco en plasma * plasma is an ¡onized gas that results from heating; it is electrically conductive and can sustain temperatures of 30,000C * a plasma jet is created by passing an electric current back and forth between two electrodes to “ignite” a gas — essentially ripping electrons from their parent atoms to produce ¡ons * intense heat is generated on a very small area AA * the HAZ is very small and AS deep penetration can be A EE achieved: 20/1 Copper Nozzle * any metal weldable by TIG is weldable by plasma CAI, A * speeds are double those of TIG * low-power plasma [using currents of 0.1 — 10 amps] is suitable for joining foil and thin sheet components Parent Metal  Diagrama de bloques para un sistema de control de la penetración de soldadura láser basado en la emisión acústica | Tenciones producidas por la soldadura | Weld In all fusion welding ca : YT] processes there is some Transverse shrinkage des | distortion, due to | NA stresses introduced _—— 7 | during cooling of the Y Js al HAZ and this must be taken into account in the E design process A — 7 Angular distortion Longitudinal shrinkage Weld Associated with distortion is the HAZ Ejemplo de recistencia a la tensión en el material soldado TIPOS DE RUPTURAS Debido al alto gradiante de temperatura pueden quedar elevadas tenciones reciduales, que pueden dar lugar a rupturas dentro de la soldadura, dentro de HAZ en el metal base En cualquier soldadura, los siguientes efectos deben de ser tomados en cuenta: • La metalúrgia del proceso de soldadura • Cambios de dureza • Tensiones reciduales • Cambio de medidas • Roturas