soldadura smaw y tipos de soldadura, Resúmenes de Tecnología de Máquinas

¡Descarga soldadura smaw y tipos de soldadura y más Resúmenes en PDF de Tecnología de Máquinas solo en Docsity! UNIVERSIDAD DON BOSCO Facultad de ciencias de la rehabilitación INTEGRANTES: Rina Vanessa Ayala Panameño. AP221840 Katherine Nicole Ayala Rivas. AR182584 Karla Sofia Escobar Murcia. EM221266 Dennis Abinady Rivera Cruz. RC222099 Génesis Zavala Benítez. ZB220199 Ruth Zohar Regalado Manzano. RM222320 Johanna Marisela Martínez Córdova. MC201234 MATERIA: Tecnología Mecánica y de Materiales. DOCENTE: Néstor Sorto. 1 Índice Introducción.............................................................................................................................................................3 Planteamiento del problema................................................................................................................................4 Justificación..........................................................................................................................................................4 Objetivos:.............................................................................................................................................................4 Desarrollo del tema..............................................................................................................................................5 Proceso de soldadura SMAW...............................................................................................................................7 Elementos fundamentales en el proceso SMAW..................................................................................................9 Equipo de soldadura SMAW...............................................................................................................................11 Polaridades de trabajo........................................................................................................................................14 Bibliografía..........................................................................................................................................................33 2 Desarrollo del tema La soldadura Cuando hablamos de soldadura, estamos refiriéndonos a aquel proceso en donde dos o más piezas, especialmente metálicas, llegan a unirse o integrarse, esto, por medio de la utilización de la comprensión o inclusive, del calor, ya que, son elementos que vinculan a las piezas, formando de esta manera un continuo uniforme. Debido a que, el calor es un elemento fundamental para que la soldadura resulte correctamente, la fuente de calor, es la fuente de potencia de soldadura, ya que, es producida por la electricidad y es caracterizada e identificada por una llama de arco. Historia de la soldadura La soldadura desde sus inicios, ha facilitado la labor en industrias mecánicas o de electricidad, llegando al punto de contribuir grandemente en el mundo que vivimos, donde todo nuestro alrededor siempre se observa algo soldado; la historia de la soldadura inicia desde: - La Edad Media: En esta época, la soldadura comenzó a ser vista por las industrias; en la Edad Media, fue la primera época en la invención de la soldadura de fragua, un proceso que más que todo era utilizado por los herreros, quienes, para realizar un buen y práctico uso de este tipo de soldadura, golpeaban de manera repetitiva, y esta acción hacía que el metal se calentara, y al llegar ese efecto, se confirmaba que la soldadura ya estaba completamente lista, ya que, se producía de manera equivalente, la unión o aleación. - Siglo XIX: En este siglo, se inició el descubrimiento del arco eléctrico, gracias al Sir Humplhry Davy; así mismo, en este mismo siglo, luego del descubrimiento, la soldadura por arco siguió en sus avances; se le hizo la invención de electrodos de metal por el ruso Nikolai Slavyanov. - 1919: Es en este año, en el que, C.J. Holslag, pero no se hizo dar a conocer por muchas personas por otra década, por lo que no llegó a ser conocido. 5 - 1920: Se desarrollan diferentes tipos de electrodos en el área de la soldadura. - 1930: En este año los electrodos recubiertos o conocidos también como revestidos, fueron utilizados con más frecuencia. - 1940: La soldadura comienza a tener aplicaciones especiales, en cuanto a las soldaduras de acero y también para herramientas. - 1953: Se da a conocer por medio de un anuncio de parte de Lyubavkii y Novoshilov, sobre el uso de la soldadura utilizando electrodos consumibles, esta invención tiene como característica que, al ser electrodos consumibles, se dan en una especie de atmósfera de gas, constituida de dióxido de carbono, ¿qué quiere decir?, al ser una soldadura con CO2, el gas funciona de protección, y proporciona una alta penetración; en este año, el proceso de soldadura con CO2 llegó a ser utilizada rápidamente, ya que, tuvo resultados positivos en los trabajos industriales, porque utilizaba equipos ideales para la soldadura por arco metálico con gas inmóvil o inerte, y resulta siendo económico para soldar en aceros. - 1960: Se da a conocer la soldadura de rayo láser, la cual, tiene resultados positivos, ya que su utilidad es práctica y automatizada de alta velocidad, con el detalle que si posee un alto costo. - 2000 (en la actualidad) El proceso de soldadura desde este año, hasta la actualidad, se ha convertido en un complemento para muchas industrias, y es que, se ha vuelto en un proceso fiable y factible en cuanto a su uso y utilidad, ya que, con el tiempo, los procesos han ido evolucionando, así como también sus fuentes, por lo que, su uso y función, son seguros en el área de soldadura. Ya que los procesos van evolucionando, la tecnología que se utiliza en estos mismos, se va viendo influenciada, en este caso, la tecnología utilizada para realizar el proceso de soldadura, se llega a hacer uso de fuentes de poder y el alimentador de alambre. Ya a partir de este año, es donde la tecnología entra en vigor y le facilita el trabajo al soldador, debido que, le permite una comunicación de alta velocidad. 6 Proceso de soldadura SMAW El proceso de soldadura SMAW, es un proceso que consiste en la aleación o unión de metales; los principios de este proceso se vienen dando desde los años 90, en aproximación del siglo XVIII. ¿En qué consistía?, en lo que cabe del proceso, en este se utilizaba lo que era un electrodo de carbón, esto con el objetivo que llegara a producir el arco eléctrico, pero en ese momento, el proceso de soldadura poseía esa única manera para realizar el proceso, es hasta el año 1907, cuando el Sir Oscar Kjellber, el fundador de ESAB, realiza la invención y el desarrollo del método de soldadura con electrodo recubierto o más conocido como electrodo revestido con arco eléctrico que, actualmente es método es denominado como: método SMAW. El proceso de soldadura por arco, desde su invención, ha tenido resultados favorables en el desarrollo de labores industriales, y desde ese momento, se ha convertido en uno de los métodos más usados hasta la actualidad y la ventaja es que posee diversas técnicas. Entre las técnicas se menciona la soldadura por arco con electrodo metálico revestido (SMAW) que, por sus siglas en inglés: “Shield Metal Arc Welding”, conocida en español como: soldadura por arco con electrodo revestido, soldadura de varilla o soldadura manual de arco metálico; se afirma que, este es un proceso de soldadura, que está compuesto por arco eléctrico entre un electrodo revestido, teniendo de esta manera un metal base. Claramente, este proceso dentro de sus elementos, encontramos al arco, el cual es de esencial importancia en este proceso, porque le permite ejercer con funcionabilidad la soldadura a realizar; el arco en el proceso SMAW, llega a producir una temperatura aproximada de un 3,500°C de lo que es la punta del electrodo, se puede observar que, esa temperatura coopera en la soldadura, ya que, funde a la mayor parte de los metales. En cuanto a cómo funciona el calor, este básicamente cumple la función de fundir al metal base y también al electrodo revestido, posterior a ello, se produce baño de fusión que es el producido por el mismo electrodo revestido, mientras se realiza la soldadura, el baño de fusión líquido poco a poco se va endureciendo o entrando en solidificación en cuanto el electrodo se vaya alejando continuamente. Generalizando, este tipo de soldadura, es en pocas palabras una técnica, donde el papel que cumple el arco eléctrico es vital, ya que, es este el que genera el calor y 7 El metal de aporte: Cuando se suelda, el metal de aporte suele a derretirse, y al ocurrir esto, produce gotas que se van retirando sobre la pieza de trabajo, y al suceder eso en el proceso, van dando resultado a los charcos generados en la soldadura, ¿qué permite eso?, va llenando el espacio a soldar y más que eso, une las piezas en junta de soldadura. El fundente: este elemento al igual que el metal de aporte, se derriten, generando un gas, que es un gas de protección para la soldadura, también se produce una capa de escoria; su papel es el proteger el arco y también al charco de soldadura. En la superficie metálica suelen quedar restantes, en ese caso, el fundente limpia la superficie metálica, y facilita a algunos elementos de aleación a la soldadura, es definitivamente un elemento importante, porque protege al metal fundido contra aquellos efectos de oxidación y le da estabilidad al arco. Ya luego, la escoria se va retirando después de la solidificación. 10 Equipo de soldadura SMAW Este equipo consta de: Fuente de alimentación: de acuerdo a la fuente, esta dependerá de dos elementos, del electrodo que se esté usando, la posición de la pieza con la que estamos trabajando, así mismo, también del tipo de corriente, ya que, puede ser 11 continua o alterna. Entonces podemos decir que la conexión del electrodo a la fuente se podrá realizar de dos maneras: - Conexión a la tensión negativa: en este caso, al hablar de una tensión negativa o aquella que se dirigen en terminar negativa, se habla de un electrodo negativo o aquel que contiene una polaridad directa, ¿para qué se utiliza? si nosotros deseamos obtener o lograr altas tasas de deposición o una baja penetración, es ese momento en el que utilizamos este tipo de conexión. - Conexión a la tensión positiva: Si hablamos de una tensión positiva, claramente, el electrodo será positivo y tendrá una polaridad inversa, siempre se utilizará si deseamos que la penetración sea profunda. Porta-electrodo: este equipo dentro de la soldadura, es aquel que se conecta al cable de soldadura y su función es la de conducir la corriente de soldadura hasta el electrodo. El mango que se observa sobre la cabeza del mismo, se utiliza más que todo con el fin de guiar al electrodo sobre la junta en la que se tenga posicionada el metal de soldadura y también tiene el objetivo de alimentar electrodo en el charco que se ha ido formando, esto, a media que se vaya consumiendo. Los porta-electrodos, pueden ser de diferentes tamaños y con respecto a su clasificación, se dividen de acuerdo a su capacidad que cada uno posee para enviar la corriente o transportarla. 12 Como se hacía mención, la conexión en polaridad directa siempre se producirá por medio de la conexión del cable que el porta-electrodo posee, y este se conecta al polo negativo, ya que, la polaridad directa se mantendrá conectada en terminal negativa, mientras que, el cable de la pinza de masa, será al polo positivo de la fuente de soldadura. Posteriormente debe haber fusión, la cual el arco eléctrico será el encargado de concentrar el calor que se va produciendo en la pieza a soldar. Cuando se habla de una conexión que posee una polaridad indirecta, el cable de la porta-electrodo siempre ocupará la función de conectarse hacia el polo positivo, y, a contrario de la polaridad directa, en esta, la pinza de masa se conectará en el polo positivo de la fuente de soldadura, y esto tendrá resultado en la producción de calor que el arco eléctrico generará más que todo en el extremo de lo que cabe del electrodo. Es de aclarar que, si se trabaja con cualquiera de los dos tipos de corriente, sea, alterna o directa, el cordón que resulte en nuestra soldadura, tendrá diferentes características al igual que su proceso, y dependerán de qué corriente aplicamos. Para ello es necesario tomar en cuenta las siguientes características: 15 Los electrodos Los electrodos para soldar, son el material básico, esencial para cualquier tipo de soldadura que se desee realizar, se definen como unas barras metálicas, diseñadas para funcionar de material de aporte al momento de proceder a soldar, pero no solamente funciona para eso, también es un elemento para conducir la electricidad que se produzca en la soldadura; claro, esto dependerá del tipo de soldadura a aplicar. Los electrodos son los responsables de conducir la electricidad y sirven como metal de soporte, los electrodos se clasifican en: electrodos recubiertos o más conocidos como electrodos revestidos, electrodos no revestidos y electrodos continuos. - Electrodos revestidos Los electrodos revestidos, son aquellos que están compuestos por un núcleo con característica metálica, ¿qué función cumple?, este tipo de electrodo funciona como material de aporte y recubrimiento que está compuesto por diferentes sustancias 16 químicas que tiene el papel de generar protección al metal fundido de la propia atmósfera, así mismo formaliza o le da estabilidad al arco eléctrico. Son los más utilizados en el proceso SMAW. Éstos se emplean en estructuras metálicas los que se emplean generalmente en las estructuras metálicas. El electrodo, a su vez se encuentra seguro, ya que su núcleo está protegido por un revestimiento que contiene diferentes sustancias que se distinguen de acuerdo a sus características que se desee dar al material de soldadura. El arco, al ser producido, llega un momento en el que la cobertura del electrodo se funde, lo que va generando ciertos gases que proporcionan protección al metal de aporte, lo protegen del oxígeno y el nitrógeno del aire. Así mismo, el utilizar en la soldadura lo que son los electrodos, estos en el proceso, dejan escoria producida sobre el metal en fundición, le da protección y de cierta manera evitan que el material no se vaya a enfriar de manera brusca, al momento de terminar de soldar, la escoria ya puede desprenderse fácilmente y se procede a retirarla. - Electrodos no revestidos Los electrodos no revestidos, estos electrodos son aquellos que no requieren de un proceso de recubrimiento, esto da razón a que, sólo se pueden llegar a utilizarse única y preferiblemente en procesos de soldadura a gas, esto debido a que, no necesitamos de una protección extrínseca por medio de un gas inerte que logre el impedir esa penetración de oxígeno y nitrógeno que podría generarse. - Electrodos continuos Los electrodos continuos, se les llama también como hilo de soldar, y por ello se le identifica que es utilizado sobre todo en la soldadura de hilo, porque permite al soldador ejecutar su trabajo de manera constante, esto, gracias a su sistema de hilo, que, como producto, resulta ser un electrodo continuo. Electrodos por su recubrimiento o fundente: Un electrodo revestido, tiene sus componentes que lo hacen identificar; los electrodos de revestimiento, están formados especialmente por una varilla, que es recubierta por una capa, que es a lo que le llamamos revestimiento; en cuanto a su composición, está formada por diferentes polvos que se encuentran mezclados en metálicos y no metálicos. En la soldadura de electrodos revestidos, la intensidad de corriente queda fijado por el denominado diámetro del electrodo y también del tipo de revestimiento, y no olvidar el voltaje por la longitud del arco. 17 ¿Qué nos indica la clasificación de los electrodos? Indica la resistencia a la tracción (PSI) Indica recubrimiento = E XX Xx X | E Indica la posición a soldar: Significa (1)Todas las posiciones Electrodo (2) Posición plana y horizontal 20 La nomenclatura E, significa que es electrodo; los siguientes dos números, estos expresan la resistencia mínima a la tracción en miles de libras por pulgadas cuadradas, con respecto al el tercer número, nos está indicando la posición determinada en la que se debe soldar siendo 1, para todas las posiciones y 2, para posición plana y horizontal, el ultimo dígito señala el tipo de revestimiento a fin. También se clasifican de la siguiente manera: 21  Según las normas AWS las posiciones de soldeo son: Tamaño de los electrodos Amperaje El amperaje, lo definimos como la alteración más relevante, importante, que participa en el proceso SMAW, ya que, como sabemos, para fundir un electrodo, necesitamos de la intensidad de corriente o del amperaje que dicho electrodo utilizará, es por ello que, por sus características determina lo siguiente: - La profundidad de penetración. - La tasa depósito. 22 F: plana; H: horizontal; H-Filete: filete horizontal; V-Descendente: vertical descendente; V: vertical; OH: techo ó sobre 2. Para poder trazar nuestro cordón en la soldadura, llevamos el electrodo al punto de partida de la soldadura, intentando de que la distancia entre el electrodo y la pieza sea constante y aproximadamente del diámetro del electrodo. 3. La longitud del arco necesita siempre lo más constante posible. 4. Si queremos acentuar nuestra soldadura, se necesitará colocar varios cordones paralelos, esto, manteniendo separados cada uno de ellos, con un aproximado de 8-10 mm. 5. El avance del electrodo debe siempre ser uniforme, debido a que de esto depende la calidad y el buen aspecto de nuestra soldadura, así como la distribución uniforme del calor. 6. Al finalizar de soldar necesitamos reemplazar el electrodo consumido, no debemos interrumpir nunca el arco de manera brusca, ya que pueden producirse defectos en la soldadura. 7. Al reemplazar el electrodo debemos tener en cuenta siempre los siguientes pasos: - Interrupción del arco. - Aplicación de cepillo para remover la escoria producida. - Para obtener una correcta deposición del siguiente cordón de soldadura, se realiza la correspondiente limpieza con cepillo de acero. - Reemplazo del electrodo. - Nueva operación de cebado del arco. 25 Posiciones para soldar Posición Plana: La posición plana es aquella, en la que, como soldador@, la ejecución del trabajo necesita una posición adecuada, en este caso, la posición está debajo de la mano, y el metal se deposita sobre lo que es un plano horizontal. ¿Qué sucede si ponemos otra posición?, la soldadura no tendrá un resultado satisfactorio, y al momento de realizar los cordones, será complicado, por lo que, esta posición es importante al momento de aplicar en soldadura SMAW. Posición Vertical: La posición vertical, es comúnmente cuando las platinas o las piezas a soldar las encontramos enfrente de la persona que realizará la soldadura, en la fig. 3 se mostramos esquemáticamente esta posición. Los cordones se ejecutan según la dirección de un eje vertical y podemos encontrar dos formas de desplazar el electrodo, subiendo o bajando, y esto depende de cómo se puede facilitar más al soldador. Posición Horizontal: En esta posición, así como en la vertical, las platinas las encontramos enfrente de la personal, sin embargo, en este caso, el electrodo se desplaza de forma horizontal hasta realizar un cordón de soldadura, y puede ir de derecha a izquierda, o al contrario. Posición Sobre cabeza: A diferencia de la posición plana, en la posición sobre cabeza, la mano se coloca debajo del trabajo. Aplicaciones y utilidades de la soldadura SMAW Existe una amplia aplicación para soldar prácticamente todos los aceros y muchas de las aleaciones no ferrosas, principalmente se utiliza para unir aceros, tales se tienen: los aceros suaves de bajo carbono, quienes poseen características únicas, 26 en el sentido que, presentas un contenido entre alto y medio de carbono, y debido a ello, se consideran difíciles de soldar, también se encuentran los aceros de alta resistencia, aceros templados y aceros revenidos, al igual con los aceros de alta aleación y aceros inoxidables. Este proceso nos brinda una amplia aplicación para poder soldar, básicamente todos los aceros y la mayoría de las aleaciones no ferrosas, se usa principalmente para unir aceros, entre estos, aceros suaves de bajo carbono, aceros de baja aleación, aceros de alta resistencia, aceros templados y revenidos, aceros de alta aleación, aceros inoxidables y diversas fundiciones. Con ello, es de entender que, el proceso SMAW tiene sus usos en la unificación del níquel y sus aleaciones, así también, se utiliza para unir en menor grado, lo que es el cobre y sus aleaciones. Ventajas y desventajas del proceso SMAW Ventajas: * Equipo simple, portátil y de bajo costo. *Se puede aplicar a diversidad de metales existentes, al igual para la amplia variedad de posiciones correspondiente a soldadura y de electrodos. * Rapidez con que se puede intercambiar los electrodos. * La variedad de diámetros de los electrodos. * Adecuada para aplicaciones en exteriores. Desventajas: * Corta longitud de los electrodos. * Curva de aprendizaje es muy elevada. * Al momento de realizar su aplicación, no es permitido para láminas de espesores que cumplen la característica de ser delgados o con un punto de fusión bajo. * Si este proceso se aplica a espesores con determinación de ser iguales o ascendientes a 28mm, se hace conocer que no es adecuado, productivo o eficiente para los mismos. * Al finalizar cada uno de los pasos de este proceso, finalmente queda reflejado sobre el cordón de la soldadura, la escoria producida. 27 *Aleaciones no ferrosas: *Aceros *Aceros suaves de bajo carbono 30 *Aceros de baja aleación *Aplicación: unión de aceros 31 - Ejemplo de la simbología de los electrodos: 32 De acuerdo con los objetivos planteados, podemos determinar que el proceso de soldadura SMAW es el proceso de soldadura conocido por ser económico y por la facilidad de su uso, como antes mencionado sabemos que es el de mayor uso en la industria, con este proceso no solamente se está facilitando el trabajo del soldador sino también disminuyendo costos. (Regalado Manzano, Ruth Zohar.) Después de la información analizada puedo decir que desde hace años se ha venido evolucionando la soldadura, pero en este caso la soldadura SMAW es una de las más incluidas por las industrias que ha tenido gran aporte y es en su sentido es fácil de emplear, necesitamos conocer que es lo que buscamos hacer para así poder elegir un tipo de electrodo y el equipo que se va a utilizar y el material, en realidad de forma técnica podríamos decir que es complejo poder leer el electrodo y elegir uno, pero conforme a la práctica vamos a ir requiriendo este conocimiento y que a la larga se nos hará fácil comprender y ejecutar la acción. (Zavala Benítez, Génesis.) 35 Generalmente, podemos llegar a pensar que cuando hablamos de soldadura, únicamente nos referimos a la acción de unir una pieza con otra, utilizando un electrodo, y pensamos que es un proceso relativamente fácil y que cualquier persona con poca práctica podría realizar, sin embargo, al realizar este trabajo de investigación, podemos llegar a determinar múltiples factores importantes a tomar en cuenta en el proceso de soldadura, siendo más específicos, en Soldadura SMAW. Cuando hablamos de este tipo de soldadura, es necesario llegar a tomar en cuenta detalles importantes que nos ayudarán a emplear el proceso correcto, tales como el material a trabajar, el amperaje aplicado, la presión necesaria, la posición apropiada del electrodo, los implementos necesarios para la protección, entre otros factores. Este trabajo nos permite conocer las acciones correctas para este proceso de soldadura, y conocer el cómo se ha venido mejorando este método, para que en la actualidad podamos implementarlo en la industria mecánica de la mejor manera, para obtener mejores resultados. (Rivera Cruz, Dennis Abinady.) 36