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SOLDADURA

GRL-05

CONTENIDO

OBJETIVO INTRODUCCION TIPOS DE SOLDADURA OPERACION SEGURA y SOLDABILIDAD DEFECTOS CONTROL DE CALIDAD

OBJETIVO

Este mdulo trata los conceptos bsicos de funcionamiento, seguridad y control de calidad de los tipos de soldadura ms utilizados. Al finalizarlo, el estudiante debe responder de manera satisfactoria un examen terico.

INTRODUCCION

El desarrollo de la humanidad y el progreso industrial a pasos tan agigantados no hubiese sido posible sin la tecnologa de las soldaduras. Soldar es unir dos o mas partes para que formen una sola estructura con caractersticas propias, teniendo como base factores de calidad y economa. Sin el desarrollo de las tcnicas de soldadura, no hubiese sido posible tener estructuras metlicas tan tiles para la humanidad , a bajos costos y construidas en tiempo rcord. La seguridad y calidad a la hora de efectuar un trabajo deben ser muy tenidos en cuenta, ya que la integridad personal y mecnica se ponen en riesgo cuando la soldadura no se efecta correctamente.

TIPOS DE SOLDADURA

Por Arco Elctrico.

Por Llama.

Usa el calor generado por un arco elctrico para fundir un electrodo con la pieza a soldar.

Emplean gases que liberan gran cantidad de calor para fundir las zonas a juntar.

TIPOS DE SOLDADURA: POR ELECTRICIDAD.

Arco Elctrico.

M.I.G.

T.I.G.

Arco Sumergido.

Soldadura Por Llama

TIPOS DE SOLDADURA: POR LLAMA.

Oxi-acetileno.

Volver al Men Por electricidad

SOLDADURA ELECTRICA O DE ARCO

Se efecta formando un arco elctrico (salto de electrones) entre el electrodo y la pieza de trabajo.

Pieza de Trabajo

Electrodo

SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO

La soldadura de arco es un proceso en el que se funden simultneamente los metales base que se unen y el electrodo, cuyo metal fluye hacia la unin. A medida que el soldador acerca el electrodo al metal base , se forma un arco con la corriente elctrica que fluye entre el electrodo y el metal base. El arco alcanza una temperatura aproximada de 3600oC. El suministro de potencia utilizado en la soldadura con electrodos revestidos consiste en una fuente de alimentacin de corriente continua o corriente alterna.


Usos:

Estructuras Industriales, vigas, puentes, tuberas.


El electrodo se compone de:

Material de Aporte. Es el metal que se va a adherir a la pieza. Revestimiento. Crea una atmsfera gaseosa que facilita la operacin; produce una escoria para garantizar proteccin adicional al deposito de soldadura mientras se enfra y refina el metal fundido de la soldadura.


Electrodos

Material de Aporte

Revestimiento

Pieza a Soldar


Clasificacin de los electrodos segun la AWS1:

Tipo de Revestimiento Corriente Polaridad

0 Celulosa (Sodio) DC +

1 Celulosa (Potasio) AC-DC +

2 Rutilico (Potasio) AC-DC -

3 Rutilico (Potasio) AC-DC + / -

4 Polvo de Rutilo (Hierro) AC-DC + / -

5 Bajo Hidrgeno DC +

6 Bajo Hidrgeno DC +

7 Polvo de Hierro AC-DC + / -

8 Bajo Hidrgeno y

Polvo de Hierro

AC-DC +

Posicin

1 Plana, horizontal, vertical y sobrecabeza

2 Plana y horizontal

4 Plana y Vertival descencente

E - XXYZ

E: Electrodo para arco. XX: Resistencia tensin (en miles de PSI). Y: Posicin para soldar. Z: Tipo de Revestimiento (Composicin, Tipo corriente y polaridad).

1 Sociedad americana de soldadura

Y: Posicin para soldar

Z: Tipo de Revestimiento


E - 6024 Electrodo para arco elctrico

Ejemplo:

Resistencia a la tensin del metal de aporte (60.000psi)

Posicin de uso (2 = plana u horizontal)

Tipo de revestimiento (4 = Polvo Rutilo, AC-DC, +/-)


El Amperaje se determina segn el tamao del electrodo y el material a soldar.

I = (K - D/10) (D2 + 4D) I = Corriente en amperios K = Constante del material (4.1 para el acero) D = Dimetro del electrodo (en milmetros)


Las mquinas para soldar con arco elctrico son: AC (Corriente alterna) Aumenta la corriente pero baja el voltaje, tal como lo requiere la soldadura. DC (Corriente Directa) Convierte la corriente AC en DC por medio de un rectificador.


Entre los implementos necesarios para soldar estn: Martillo y cepillo para remover escoria. Portaelectrodos Conectores y cables Grapas a tierra Pulidora

SEGURIDAD Apague la maquina cuando no la este usando. Use el equipo de proteccin COMPLETO. Evite soldar en lugares hmedos. Asegure muy bien la grapa a tierra y sus conexiones.


PRACTICA 1

1. Los principales tipo de soldadura elctrica son:

De arco, oxiacetileno, MIG, TIG. Oxiacetileno. De arco, MIG, TIG y de arco sumergido. De arco sumergido, MIG y TIG.

2. Cual de las siguientes condiciones representa peligro:

Apagar la mquina cuando no se est trabajando. Apagar la mquina cuando s se est usando. Usar el equipo completo de seguridad. Soldar en lugares hmedos.

Haga click y escuche el sonido para verificar

Repasar Temas salir de la prctica

La soldadura M.I.G. o G.M.A.W. (Gas Inerte con Arco Metlico) usa un electrodo sin revestimiento y un gas inerte (generalmente Argn).

SOLDADURA ELECTRICA M.I.G.

Pistola

Gas Inerte (azul)

Se usa principalmente para la unin de piezas de poco espesor, usando el arco como sistema de transferencia. Este mtodo rivaliza seriamente con el tipo de soldadura oxiacetilnica, pero el mtodo MIG es muy rpido usandose especialmente para soldaduras de alta produccin y sistemas automatizados. El mtodo MIG se puede usar tambin para soldar partes de mayor espesor y es supremamente til cuando se requiere soldar metales no ferrosos como el Aluminio, Cobre, Nquel y sus aleaciones .


El sistema MIG utiliza una mquina de soldar tipo generador o rectificador para Corriente Directa (CD) y de voltaje constante.


Ventajas frente a la soldadura de arco: El electrodo al no tener revestimiento hace ms limpia la soldadura. Se puede soldar a mayor velocidad. En algunos casos se usa menos material de aporte.


Usos: Sistemas de produccin en serie, lminas no muy gruesas, metales no ferrosos (aluminio, cobre, nquel, etc.)


Esquema de la pistola:


Gas de proteccin

Pieza

Metal Soldado

Boquilla del gas

Metal de aporte

Pistolas para soldadura MIG:


Empuja el material de aporte.

Hala el material.

Si en vez de usar argn se usa CO2 o una mezcla de CO2 y argn (gases activos), la soldadura se conoce como M.A.G. (Gas Activo con Arco Metlico). Puede usar el mismo equipo de la soldadura por arco, agregndole la pistola para el gas inerte y el alambre (material de aporte o electrodo). Como en la soldadura de arco, el electrodo tambin se consume.


La soldadura T.I.G. o G.T.A.W. (Gas Inerte y Tungsteno) usa tambin argn (principalmente) pero el electrodo de Tungsteno no se consume.

SOLDADURA ELECTRICA T.I.G.

Pistola del gas

Electrodo

de tungsteno

El sistema TIG utiliza una maquina de soldar que permite operar con corriente AC o DC. Posee una pistola de soldar la cual tiene internamente un electrodo de tungsteno removible de acuerdo a las necesidades del trabajo; tiene tambin boquillas para la salida del gas inerte (Argn). Cuando se requiere adicionar material de aporte, se coloca un carrete con alimentador especial hacia la pistola de soldar.


El electrodo de Tungsteno calienta el sitio de trabajo de una manera controlada y la unin se puede hacer sin material de aporte o adicionando metal para el relleno de la soldadura. El sistema controlado de temperatura asegura soldaduras de acabado perfecto y liso, libre de salpicaduras y los materiales que se sueldan son libres de distorsiones y metalrgicamente poco afectados.


Ventajas:


El metal fundido queda protegido del medio ambiente.

No hay material de aporte, soldadura ms fina.

Desventajas:

Costo de equipos.

Usos: Soldadura para acero inoxidable, aluminio, cromo aleaciones de acero con vanadio, cobalto y tungsteno.


Esquema de la pistola:


Gas de proteccin

Pieza

Metal Soldado

Boquilla del gas

Electrodo (Tungsteno)

Pistola para soldadura TIG:


Aparte de expulsar el gas, en algunos casos la pistola cuenta con un sistema de refrigeracin por agua debido a las altas temperaturas.

Se puede usar Helio en lugar de Argn. Al igual que la M.I.G. no deja escoria. En la soldadura el electrodo no sirve como material de aporte, slo crea el arco elctrico. Si se requiere material de aporte se agrega por medio de un carrete. Debido al alto amperaje que generalmente usa ste proceso se debe contar con un sistema de refrigeracin por agua en la pistola.


Este tipo automatizado de soldadura funciona sumergiendo el electrodo en un flujo de minerales para prevenir el ingreso de oxgeno y otras partculas al momento de soldar. La calidad de la soldadura es muy alta, con alta penetracin sin fisuras ni grietas.

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO

La soldadura de Arco sumergido (SAW) permite una velocidad de soldadura muy alta y cordones gruesos de un acabado perfecto. Este es un sistema automtico de muy alto rendimiento y excelente calidad. Las soldaduras por arco sumergido son aplicables a aceros de diferente aleacin y aceros al carbn, igualmente se usa para aleaciones a base de cobre. La soldadura puede aplicarse en posiciones horizontales y planas pero no para soldaduras verticales o de techo.


Usos: El principal uso del arco sumergido es en la construccin de tuberas, recipientes de presin (pipetas de gas) y piezas metlicas de produccin masiva.


PRACTICA 2

1. Los electrodos de las soldaduras TIG y MIG no se consumen.

2. En el proceso TIG a veces se usa agua.

Responda Falso o Verdadero

3. Cuando se usa un gas activo en vez de uno inerte en un MIG se conoce como MAG.

4. En la soldadura de arco sumergido se introduce el electrodo en agua, por eso su nombre.


Mezcla de Oxigeno y Acetileno que al quemarse alcanza una temperatura de ms de 3.200 oC.

SOLDADURA POR OXIACETILENO (AUTOGENA)

Soplete

Llama

Varilla de soldadura

En reemplazo del acetileno, se puede usar gas propano obteniendose una temperatura de mezcla de 3.100 oC. La varilla de soldadura es el metal de relleno usado con el soplete, generalmente debe ser de la misma caracterstica del metal que se va a soldar. La seccin de la varilla es cilndrica y el dimetro a usar debe ser menor o igual al espesor de la lmina que se va a soldar.

SOLDADURA POR OXIACETILENO

Puede fundir la mayora de metales usados en la industria, por eso es tan popular. El oxiacetileno se puede usar tambin como herramienta de corte o de temple. Puede cortar laminas hasta de 10 de espesor!!!


Usos: Lminas delgadas de acero, trabajos de latonera, soldadura de metales preciosos (oro, plata, etc.), corte de metales y tratamientos trmicos (temple o recocido).


ZONAS DE LA LLAMA


Cono exterior o envolvente

Pluma

Cono Interior

TIPOS DE LLAMA


Con exceso de Acetileno Tiene definidas las 3 zonas.

Neutra No tiene la pluma.

Oxidante Sin pluma; cono interior muy grande.

ENCENDIDO DEL SOPLETE


Abra la vlvula de acetileno un poco y acerque el encendedor de friccin. NO USE FUEGO!

Abra la vlvula del acetileno completamente y reptalo con la del oxgeno (lentamente hasta llegar al tipo de llama deseado). Con el aire del ambiente, la llama del acetileno es amarilla.

1. Compruebe que el equipo este correctamente armado. 2. Abra las vlvulas de los cilindros lentamente. 3. Establezca la presin deseada en los manmetros. 4. Sostenga el soplete con una mano y con las vlvulas hacia arriba. 5. Sostenga el encendedor de friccin con la otra mano. 6. Abra un poco la vlvula del acetileno en el soplete. 7. Accione el encendedor y encienda el gas. 8. Abra completamente (pero despacio) la vlvula de acetileno del soplete. 9. Abra lentamente la vlvula de oxigeno hasta obtener el tipo de llama deseada (carburante, neutra u oxidante).

ENCENDIDO DEL SOPLETE

APAGADO DEL SOPLETE 1. Cierre totalmente la vlvula de acetileno del soplete. 2. Cierre totalmente la vlvula de oxigeno del soplete tambin. 3. Cierre totalmente las vlvulas de los cilindros. 4. Drene el gas que quede almacenado en las mangueras con las vlvulas del soplete.


PRACTICA 3

1. Los tipos de llama con un soplete de oxiacetileno son:

Exceso de acetileno, normal y oxidante Cono exterior, pluma y cono interior. Llama oxiacetilenica y oxidante. Cono exterior e interior.

Haga click sobre la opcin correcta!

2. Cuando el acetileno se quema con aire del ambiente, produce una llama amarilla.

3. Para encender el soplete se debe abrir la vlvula del oxigeno y lentamente hacer lo mismo con la del acetileno.


EQUIPO DE PROTECCION

Careta o gafas

Guantes

Peto (delantal) y botas dielctricas.

Nunca intente encender el soplete si no tiene instalado el atrapallamas o vlvula de retroceso de llama. La carencia de este elemento ha originado incidentes catastrficos por explosiones en la industria; la llama puede retroceder hacia los cilindros y originar una violenta explosin. Si ocurre un retroceso, cierre la vlvula de oxigeno inmediatamente para extinguir la llama. Compruebe el buen estado de las roscas antes de conectar el equipo. Inspeccione el rea y asegurese que no haya presencia de combustibles (reas clasificadas).

SEGURIDAD EN SOLDADURA AUTOGENA

Nunca dirija la llama a cualquier persona. Asegurese de tener los implementos libres de grasa o aceite. Nunca intente encender el soplete si no tiene instalada la vlvula de retroceso de llama. Para apretar las conexiones use las llaves apropiadas. Antes de iniciar cualquier trabajo de soldadura, asegurese que exista un permiso de trabajo y que se haya hecho una medicin de gases explosivos.

SEGURIDAD EN SOLDADURA AUTOGENA

Para evitar las descargas elctricas tenga en cuenta lo siguiente: Apague la maquina cuando no la este usando. Use guantes cuando opere el equipo. Use botas dielctricas. Tenga cuidado con la humedad del piso, ropa o ambiente. Asegure muy bien la grapa a tierra y sus conexiones.

Recuerde que si no hay conexin a tierra , el circuito no esta completo y existe el peligro de sufrir una descarga electrica.

SEGURIDAD EN SOLDADURA ELECTRICA

POSICIONES PARA SOLDAR

Plano

Horizontal

Vertical

Sobrecabeza

SOLDABILIDAD DE LOS METALES

La soldabilidad es la aptitud de los metales puros o aleaciones a ser unidos por soldadura. Se dice que un metal o aleacin es soldable, si cumple: Soldabilidad Operativa. Existe un mtodo o equipo para soldarlo. Soldabilidad Metalurgica. Modificaciones Fisico-qumicas del material. Soldabilidad Constructiva. Propiedades mecnicas (tensin, pandeo)

Los metales comnmente soldados son: Metales ferrosos: Hierros y aceros.

Metales no ferrosos: Aluminio, cobre, plomo, nquel, titanio, oro, plata, manganeso, estao, entre otros.

SOLDABILIDAD DE LOS METALES

PRACTICA 4

1. En el equipo de seguridad se incluye proteccin auditiva.

2. Los elementos con grasa o aceite no son peligrosos en el encendido del soplete.


3. Soldabilidad Operativa trata las propiedades fsicas del material.

4. Los materiales ferrosos son el hierro y el acero.

salir de la prctica

POROSIDADES CAUSA: Metal base inadecuado con contaminantes en el maquinado o con alto contenido de azufre. Fundente muy fino (arco sumergido) CORRECCION:

Verificar el metal base y su preparacin. Efectuar la accin de limpieza inmediatamente despus de terminar el cordn.

DEFECTOS DE SOLDADURAS

DEPOSICION DE ESCORIA CAUSA: Mala remocin de escoria entre los pasos de cordones, queda atrapada dentro de este. CORRECCION: Mantener velocidad constante al soldar y si es necesario, usar lima para remover totalmente las impurezas.


RECHUPE CAUSA: Formacin de canales o estras debido a la contraccin del cordn. CORRECCION: Esperar un tiempo prudencial en pasar el otro cordn para que pueda enfriarse.


FALTA DE PENETRACION CAUSA: Bisel demasiado cerrado en el hombro del cordn. Electrodo de dimetro excesivo. Corriente bajo amperaje. CORRECCION: Vuelva a preparar correctamente dando la separacin adecuada. Utilice electrodo del dimetro correspondiente. Grade el amperaje adecuado al dimetro del electrodo y espesor de paredes del metal base.


SOLDADURA DESALINEADA CAUSA: Falta de cuidado al soldar, falta de experiencia o tcnica pobre y descuidada. Soldar en posicin incomoda.

CORRECCION: Verificar la tcnica del soldador o su posicin.


SOCAVADO CAUSA: Canal en la parte inferior o interna de la soldadura, que debilita la resistencia de la soldadura. Es fcil confundir este defecto con lnea de escoria, por lo que debe observarse desde varios ngulos CORRECCION: Revisar la velocidad de paso del electrodo y el amperaje de la mquina.


MORDEDURAS CAUSA: Se forman en los bordes de las soldaduras por una fusin muy prolongada en los costados. CORRECCION: Aumentar la velocidad de paso o reducir el amperaje de la corriente.


GRIETAS CAUSA: Producidas por los esfuerzos interiores. Se deben a la mala calidad del metal de aporte, del electrodo, o un mal diseo. CORRECCION: Verificar la calidad de los insumos o del diseo.


FISURAS INTERNAS CAUSA: No detectables hasta que se convierten en grietas por los esfuerzos. CORRECCION: Un detallado anlisis de Rayos X ayuda a detectarlas.


PRACTICA 5

1. Marque cul NO es un defecto en la soldadura:

Fisuras Internas. Mala conductividad trmica. Socavamiento. Falta de penetracin.

2. Las mordeduras se generan por:

Humedad atrapada. Mala eliminacin de escoria. Fusin prolongada en los costados. Insuficiencia del material de aporte.

Haga click sobre la opcin correcta!

salir de la prctica

CONTROL DE SOLDADURA

Se deben hacer los siguientes controles: Control antes de ejecutar la soldadura Control durante la ejecucin de la soldadura Control de las piezas acabadas

Debe verificar que los siguientes numerales cumplen con la normatividad requerida: Las materias primas utilizadas. El material a soldar. El Equipo y kit de seguridad. Los planos de construccin.

CONTROL ANTERIOR A LA SOLDADURA

Verificar procedimientos para corregir algn defecto inmediatamente.

CONTROL DURANTE LA SOLDADURA

Control destructivo Control semi-destructivo Controles no destructivos Control Visual

CONTROL DESPUES DE LA SOLDADURA

Se aplica en la fabricacin en serie, cuando todas las unidades son idnticas. Se hacen pruebas de resistencia mecnicas con unas muestras hasta romper la soldadura. Se realizan pruebas de resistencia a la tensin, torsin o compresin. En las pruebas destructivas hay que sacrificar unas piezas porque quedan inservibles; por eso slo se usa en las producciones en serie.

CONTROL DESTRUCTIVO

Este tipo de pruebas afecta las piezas pero no las dejan inservibles. Se pueden volver a reparar. Extraccin de partes del cordn Se realizan micro-ensayos para la determinacin de las propiedades mecnicas. Control de la densidad Determina la compactacin del metal depositado en la junta soldada. La presencia de sopladuras o porosidades e inclusiones de escoria disminuyen la densidad del metal depositado, afectando caractersticas mecnicas como la resistencia y la resiliencia.

CONTROLES SEMI-DESTRUCTIVOS

Aqu se pueden observar mordeduras, falta de penetracin, y porosidades, principalmente. Flouroscopia Usa el mtodo de la FLUORESCENCIA en la que un lquido que reacciona ante una luz ultravioleta se deposita en los lugares con fallas (grietas o fisuras) para hacerlos visibles.

CONTROL NO DESTRUCTIVO

Tintas Penetrantes Por medio de un liquido se resaltan las fisuras o grietas que no se pueden ver a simple vista. No requiere luz ultravioleta. Control por conductividad elctrica Se basa en la variacin de la conductividad elctrica; se compara contra dos puntos situados a igual distancia en el metal de base y en el metal fundido. Usado para defectos muy grandes.


Ultrasonido Detecta imperfecciones por medio de ondas ultrasnicas de baja frecuencia. Control de Rayos X Una radiografa de una seccin de la soldadura muestra falta de penetracin, escoria incrustada y grietas. Es uno de los mtodos ms confiables.


Debe ser realizado por un supervisor certificado por la AWS1 u otra entidad internacional acreditada como la API2. Por este mtodo se reconocen mordeduras, cordones desalineados, algunas fisuras externas, bordes mal preparados, etc.

CONTROL VISUAL

1 Sociedad americana de soldadura 2 Instituto americano del petrleo

PRACTICA 6

1. El control destructivo se usa para piezas de produccin en serie.

2. Las tintas penetrantes requieren tambin de una luz ultravioleta.


3. Los Rayos X permiten ver las propiedades mecnicas.

4. El mtodo de la fluorescencia muestra grietas o fisuras.

salir de la prctica

FIN

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