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UNIVERSIDADEDE VIGO

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MATERIALES, MECÁNICA APLICADA Y CONSTRUCCIÓN

ÁREA DE CIENCIA DE LOS MATERIALES E INGENIERÍA METALÚRGICA

M ATERIA: SOLDADURA

C ÓDIGO: 309 110 524

T ITULACIÓN INGENIERÍA DE MINAS – INTENSIFICACIÓN DE MATERIALES

C URSO: 5º

C URSO ACADÉMICO: 2003-2004

P ERIODO L ECTIVO: PRIMER CUATRIMESTRE

P ROFESOR: ENRIQUE PORTO ARCEO (COD. 0495)

Á REA: CIENCIA DE LOS MATERIALES E INGENIERÍA METALÚRGICA.(065)

D EPARTAMENTO: INGENIERÍA DE LOS MATERIALES MECÁNICA APLICADA Y CONSTRUCCIÓN (T05)

HORARIO

AULA Y LABORATORIO miércoles: 18-20 h y viernes: 18-20 h

T UTORÍAS OFICINA 240: miércoles: 9-12 h y viernes: 9-12 h

SOLDADURA 1 - 6

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O BJETIVOS

Alcanzar los conocimientos científicos y tecnológicos sobre los procesos de soldeo,

metalurgia de la soldadura, soldabilidad de los diferentes materiales y los instrumentos

necesarios para asegurar los requerimientos de calidad.

C ONTENIDOS

TEMA 1. INTRODUCCION GENERAL.

Historia de la soldadura.- Definiciones.- Terminología.- Tipos de unión.- Posiciones de

soldeo: su clasificación.- El diseño de la junta.- Clasificación de las soldaduras.-

Simbolización de las soldaduras sobre plano.

TEMA 2. LA FISICA DEL ARCO ELECTRICO

Introducción.- La descarga en gases.- Las regiones del arco.- Tipos de cátodos.- El jetde plasma.- El balance de energía del arco: eficacia.- Características del arco: relación

V-L y V-I.- Relación entre la fuente de energía y las características del arco.-

Transferencia del metal del electrodo a la pieza: fuerzas actuantes.- El arco en corriente

alterna.- Polaridad.- El cebado del arco.- La influencia de los campos magnéticos

exteriores: soplado.

TEMA 3. LAS FUENTES DE ENERGIA PARA LA SOLDADURA POR ARCO.Introducción.- Características de las máquinas de soldar: estáticas y dinámicas.- Punto

de operación.- Características V-I: intensidad constante y voltaje constante.- Ciclo útil.-

Voltaje con el circuito abierto.- Fuentes de corriente alterna.- Fuentes de corriente

continua.- Fuentes especiales de energía.

TEMA 4. INTRODUCION A LA SOLDADURA POR ARCO PROTEGIDA POR ESCORIA.Los fluxes: definición.- Funciones básicas del flux.- Los constituyentes de los fluxes y

su papel.- Clasificación de los procesos.

TEMA 5. SOLDADURA POR ARCO MANUAL Y ELECTRODO REVESTIDO.Principios del proceso.- Equipo: máquinas de soldar y accesorios.- Tipos de corriente.-

Materiales base.- Electrodos recubiertos: su clasificación y características.- Cualidades

y limitaciones del proceso.

TEMA 6. SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO.Principios del proceso.- Equipamiento.- Materiales base.- Materiales de aportación:

electrodos y fluxes, especificaciones.- Variables de operación: V, I, velocidad de

soldeo, tamaño del electrodo, longitud, profundidad y anchura de la capa de flux.-

Respaldos.- Técnicas especiales.- Aplicaciones y problemas típicos.- Ventajas y

limitaciones del proceso.

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TEMA 7. INTRODUCCIÓN A LA SOLDADURA POR ARCO ELECTRICOCON PROTECCION GASEOSA.Principios generales.- Gases de protección: tipos.- Características operativas del Ar.-

Características operativas del He.- Características operativas del CO2.- Características

de las diferentes mezclas.

TEMA 8. SOLDADURA TIG Y ARCO-PLASMA.Fundamentos del proceso: descripción y características.- Productos de aporte: varillas y

gases de protección.- Electrodos no consumibles: tipos y acabado del extremo.- Tipos

de corriente y polaridad: características operativas.- Tig pulsado.- Procesos de

aplicación: manual y automática.- Procesos especiales: orbital, tubo-placa, alambre

caliente, narrow-gap, micro-tig.- Ventajas y limitaciones.- Soldadura por arco-plasma:

fundamentos operatorios.- Las técnicas operatorias: baño clásico y key-hole.- Ventajas

y limitaciones.

TEMA 9. SOLDADURA MIG Y MAG.

Principios generales del proceso.- Variables de operación: polaridad, V, velocidad dealimentación, naturaleza del gas de protección.- Materiales de aportación: clasificación.-

Modalidades de transporte del material de aportación.- Analogías y diferencias entre

MIG y MAG.- Hilo tubular.- Ventajas y limitaciones de los diferentes procesos.

TEMA 10. SOLDADURA POR RESISTENCIA ELECTRICA.Principios generales del proceso.- Ciclo de soldadura.- Variables del proceso de soldeo.-

Soldabilidad.- Procedimientos: soldadura por puntos, por resaltes, roldanas, a tope y por

chispa.- Aplicaciones.

TEMA 11. PROCESOS DE SOLDADURA DE ALTA ENERGIA.Soldadura por láser: principios del proceso.- Características de la soldadura.- Ventajasy limitaciones.- Soldadura por Haz de Electrones: principios del proceso.-

Equipamiento.- Procedimientos de soldadura.- Selección de las variables de soldeo.-

Aplicaciones.- Ventajas y limitaciones.

TEMA 12. OTROS PROCESOS DE SOLDADURA.Soldadura por electroescoria.- Soldadura por electrogas.- Soldadura de espárragos.-

Soldadura por fricción.- Soldadura por explosión.- Soldadura por ultrasonido.-

Soldadura por difusión.- Soldadura por aluminiotermia.- Spray térmico.

TEMA 13. SOLDADURA OXIACETILENICA.Características de las llamas de soldeo.- Tipos de llamas.- Zonas características de la

llama.- Propiedades del acetileno en comparación con otros gases.- Equipamiento:

bombonas de acetileno y oxigeno, manoreductores y sopletes.- Potencia del soplete.-

Métodos operatorios.- Fundentes.

TEMA 14. SOLDADURA FUERTE Y BLANDA.Soldadura fuerte: principios generales del proceso.- Metales de carga.- Fluxes y

atmósferas.- Procesos de soldadura fuerte.- Aplicaciones.- Soldadura blanda:

fundamentos.- Etapas básicas.- Materiales de aportación y fluxes.- Preparación de la

superficie.- Métodos y equipos.

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TEMA 15. CORTE.Oxicorte :fundamentos.- Equipos.- Materiales a corta- Defectología.- Corte por arco-

plasma: fundamentos.- Modalidades.- Aplicaciones.- Defectología.- Corte por arco-

aire.- Corte por láser: fundamentos.- Equipos.- Variables.- materiales a cortar.- Corte

por agua.

TEMA 16. EL CICLO TERMICO.Parámetros característicos del ciclo térmico.- Aporte energético: rendimiento.-

Temperatura máxima: cálculo de la anchura de la Zona Afectada por el Calor.- Cálculo

de la velocidad de enfriamiento: velocidad crítica y temperatura de precalentamiento.-

Velocidad de solidificación.- Efecto sobre el ciclo térmico de la energía neta aportada,

espesor, velocidad de soldeo, etc.- El parámetro t8-5.

TEMA 17. SOLIDIFICACION DEL BAÑO DE FUSION. Nucleación.- Crecimiento: influencia del gradiente de temperaturas y de la velocidad de

solidificación.- Condiciones de solidificación del baño de fusión.- La estructura bruta desolidificación del cordón de soldadura.- Técnicas de control de la estructura del cordón.

TEMA 18. LAS REACCIONES DEL BAÑO DE FUSION.Las reacciones gas-metal: Ley de Sievert.- Diagramas de Ellingham.- Reacciones metal-

nitrógeno.- Reacciones metal-oxígeno.- Reacciones metal-hidrógeno.- Las reacciones

metal-escoria y las propiedades del metal soldado.- Modelo termodinámico para las

reacciones metal-escoria durante la soldadura.

TEMA 19. LA ZONA AFECTADA POR EL CALOR.Concepto.- La zona de revenido.- La zona de recristalización parcial.- La zona de

refinamiento de grano.- La zona de crecimiento de grano.- Predicción de lamicroestructura y propiedades de la ZAC.- Cordones con varias pasadas.

TEMA 20. TENSIONES RESIDUALES Y DISTORSION.Origen de las tensiones residuales.- Tensiones residuales producidas por calentamientos

heterogéneos.- Efectos de las tensiones residuales.- Medida de la tensiones residuales

en las estructuras soldadas.- Tensiones residuales típicas en soldadura.- Distorsión: tipos

fundamentales.- Técnicas de reducción de las tensiones residuales y de la distorsión.

TEMA 21. AGRIETAMIENTO EN SOLDADURA.Agrietamiento en caliente.- Agrietamiento por licuefacción.- Desgarro laminar.-

Agrietamiento en frío inducido por hidrógeno.- Fisuración por recalentamiento.

TEMA 22. DEFECTOLOGIA.Clasificación y localización.- Porosidad: causas y prevención.- Inclusiones: causas y

prevención.- Falta de fusión: causas y prevención.- Preparación inadecuada de la junta.-

Mordeduras: causas y prevención.- Falta de penetración: causas y prevención.- Otros.

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TEMA 23. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO Y BAJAALEACIÓN.Aceros al carbono.- Aceros de alto límite elástico.- Aceros de bonificación.- Aceros al

Cr-Mo.- Aceros al Ni.

TEMA 24. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS INOXIDABLES.Clasificación.- Influencia de la composición química sobre la estructura: diagramas de

Shaffler y DeLong.- Soldabilidad de los aceros austeníticos.- Soldabilidad de los aceros

ferríticos.- Soldabilidad de los aceros martensíticos.- Soldabilidad de los aceros

austeno-ferríticos.

TEMA 25. SOLDABILIDAD DEL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES.Aleaciones de aluminio.- Selección de los procesos de soldadura.- Metales de

aportación.- Preparación de la junta.

TEMA 26. SOLDABILIDAD DEL COBRE Y SUS ALEACIONES.

Aleaciones de cobre.- Selección de los procesos de unión.- Metales de aportación.-Tratamientos post-soldadura.

TEMA 27. SOLDABILIDAD DE OTROS METALES. Níquel y sus aleaciones.- Cobalto y sus aleaciones.- Magnesio y sus aleaciones.- Titanio

y sus aleaciones.

TEMA 28. GARANTÍA DE CALIDAD I.El procedimiento de soldadura: su homologación.- La homologación de los soldadores.-

Control de los materiales: identificación, certificados, etc.- Calibración de los equipos

de medida.

TEMA 29. GARANTÍA DE CALIDAD II.Ensayos no destructivos.- Inspección visual.- Líquidos penetrantes.- Partículas

magnéticas.- Radiografía.- Ultrasonidos.

M ETODOLOGÍA

Se estructura en dos líneas básicas de actuación didáctica:

- Clases teóricas: en donde se desarrollan los contenidos conceptuales de las unidades

temáticas.- Clases prácticas: de laboratorio y campo. En las primeras se aborda el conocimiento

de las diferentes normas (especialmente UNE-EN) y códigos en lo referente a la

homologación de procedimientos y soldadores y los ensayos destructivos y no

destructivos. En las segundas, se trata de que el alumno entre en contacto con los

procesos de soldeo más habituales en el entorno industrial.

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E VALUACIÓN :

Un examen escrito al final del periodo lectivo en el que se incluyen los contenidos

de teoría y prácticas

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

Granjon, H. Bases Metalúrgicas de la Soldadura. Paris: Publications de la Soudure

Autogéne, 1989.

Hernández Riesco, G. Manual del soldador . Madrid: CESOL, 1997.

Reina Gomez, M. Soldadura de los Aceros. Madrid: Cesol, 1993.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

Cary, H. B. Modern Welding Technology. New Jersey: Prentice Hall, 1989.

Easterling, K. Introduction to the Physical Metallurgy of Welding . Londres:

Butterwords, 1983

Kou, S. Welding Metallurgy. New York : John and Wiley, 1987.

Lancaster, J. F. The Physics of Welding . Oxford: Pergamon Press, 1984.

Metals Handbook. Vol 6: Welding, Brazing and Soldering (10ª Edi) A.M.S., 1993.

Ramirez, F. y otros. Introducción a los Métodos de Ensayos No Destructivos de

control de la Calidad de los Materiales. Madrid: INTA, 1977.

Weldig Handbook . Vol. 1. Welding Technology (8ª Edi.). Miami: A.W.S., 1987.

Welding Handbook. Vol. 2 .Welding Process (8ª Edi.). Miami:A.W.S.,1987.

Welding Handbook. Vol. 3. Materials and Applications. Part I (8ª Edi.).Miami:A.W.S.,1996.

Welding Handbook. Vol. 4. Materials and Applications. Part Ii (8ª Edi.).Miami:A.W.S.,1998.

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