tema n° 1. mig-mag 2014

PROCESO GMAW

Reconstruir elementos o partes de máquinas mediante los procesos de soldadura por arco con protección gaseosa (TIG-GMAW)

Analizar los parámetros de soldadura más influyentes en el proceso por arco con protección gaseosa (GMAW)

PROCESO GMAW

•Introducción y Concepto •Ventajas y limitaciones •Equipos y accesorios •Gases de protección •Materiales de aporte •Parámetros

Proceso de soldadura con protección gaseosa GMAW.

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Originalmente procede de Estados Unidos. El concepto básico surgió en 1920 pero En 1948, Fue introducido para la soldadura del aluminio, y utilizaba como gas protector el argón o helio. Más adelante, se descubrió el dióxido de carbono puro como gas protector, y se empezó a soldarse el acero. La aplicación práctica del método Mig/Mag se inicio en los años 60 y desde entonces este método ha seguido desarrollándose y mejorándose a medida que han ido apareciendo nuevos materiales de aportación, fuentes de corrientes y gases protectores.

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Es un proceso en el que el arco eléctrico se establece entre un electrodo solido, desnudo, consumible, de alimentación continua y que se convierte en el metal depositado según se consume y el metal base o pieza a soldar, estando protegido de la atmósfera circundante por un gas inerte o por un gas activo administrado externamente

PROCESO GMAW

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1. Bobina

2. Alambre 3. Rodillos alimentadores

12. Fuente de

corriente

11. Baño de fusión

10. Arco eléctrico

9. Buza de gas

8. Gas de

protección

7. Boquilla

de contacto

6. Pistola de

soldar

5. Paquete de mangueras 4. Guía

de alambre

Las denominaciones del procesos son: • GMAW, gas metal arc welding (ANSI/AWS A3.0) • 13, Soldeo por arco con gas (UNE-EN ISO 4063). Si se emplea un gas inerte como protección el proceso se denomina: • MIG, metal inerte gas (ANSI/AWS A3.0). • 131, soldeo por arco con gas inerte (UNE-EN ISO 4063) Si se utiliza un gas activo como protección el proceso se denomina: . MAG, metal active gas (ANSI/AWS A3.0). . 135, soldeo por arco con gas activo (UNE-EN ISO 4063)

DENOMINACIONES DEL PROCESO DE SOLDADURA CON PROTECCIÓN

GASEOSA - GMAW

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MIG Metal Inerte Gas.

MAG Metal Activo Gas

GMAW Gas Metal Arc Welding

Acero No aleado y de aleación

Aceros inoxidables

Aluminio

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Metales No-ferrosos

MAG

MIG Argón Ar

Helio He

He + Ar

CO2

Para el proceso MIG/MAG, se utilizan equipos automáticos y semiautomáticos, los cuales requieren de un conocimiento especializado para su correcta aplicación

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Puede ser realizado de las siguientes maneras SEMIAUTOMÁTICO: Los parámetros se regulan

previamente. El avance de la antorcha de soldadura se realiza manualmente.

MECANIZADO: Todos los parámetros, incluso la velocidad de soldadura, se regulan previamente y siempre supervisada por un operario.

AUTOMATICO: Todos los parámetros de soldeo, coordenadas de localización de la junta a soldar, se programan mediante una unidad especifica para este fin. La soldadura la efectúa un robot al ejecutar esta programación.

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Puede utilizarse para la soldadura de cualquier tipo de material.

El electrodo es continuo, con lo que se aumenta la productividad por no tener que cambiar de electrodo y

La tasa de deposición es elevada. Eficiencia de deposito del 90%

Se pueden conseguir velocidades de soldeo mucho más elevadas que con SMAW.

El método MIG/MAG es limpio y benigno para el medio ambiente

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Se puede realizar el soldeo en cualquier posición. Se pueden realizar soldaduras largas evitando

demasiados empalmes entre cordones, zona de peligro de imperfecciones.

No se requiere eliminar la escoria, puesto que no existe.

Bajo aporte térmico, lo cual significa poco arqueo o pequeñas deformaciones en metales delgados

Alta calidad de soldadura Proceso de bajo hidrógeno Se puede soldar metales desde 0,5 mm de

espesores mayores

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El equipo de soldeo es más costoso, complejo y menos transportable que el de SMAW.

Es difícil de utilizar en espacios restringidos, requiere conducciones de gas y de agua de refrigeración, tuberías, botellas de gas de protección, por lo que no puede emplearse en lugares relativamente alejados de la fuente de energía

Es sensible al viento y a las corrientes de aire, por lo que su aplicación al aire libre es limitada

En materiales endurecibles, la susceptibilidad a la Fisuración es mayor debido a que no existe escoria que reduzca la velocidad de enfriamiento

El metal base debe ser limpiado muy bien por que el proceso no tolera contaminación como en arco manual

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4 Cilindro de gas protector

5 Manguera de

suministro de gas

6 Electrodo (hilo)

7 Fuente de energía 8 Amperímetro

9 Voltímetro

10 Cable de potencia

11 Cable de retorno

12 Pinza de masa

13 Alimentador del

alambre consumible

1 Caudalímetro

2 Antorcha o

pistola de soldadura

3 Regulador de presión

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Las máquinas son tipo transformador-rectificador La misión de la fuente de corriente consiste: Suministrar energía eléctrica al arco eléctrico. Convierte la tensión alterna de la red en

corriente continua a un nivel adecuado para la soldadura.

Se utiliza corriente continua electrodo al positivo CCEP

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La capacidad de la fuente de corriente se expresa de dos formas.

1. La intensidad máxima de corriente que el grupo puede suministrar.

2. El factor de trabajo, es decir, el tiempo máximo que se puede usar la fuente de corriente durante un período de 10 minutos (expresado como porcentaje).

Las fuente de poder para procesos MIG/MAG son de voltaje constante

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La mayor razón para utilizar este tipo de máquinas es que autorregulan el largo del arco

Compensan la distancia entre la punta del electrodo y el metal base con incrementos y disminuciones automáticas de corriente manteniendo un largo de arco constante

El largo del arco se ajusta con la salida de voltaje de la fuente de poder

La corriente es regulada por medio de la velocidad de alimentación del alambre

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Variaciones de corriente provocan muy

pequeñas variaciones en el voltaje.

Voltaje

Amperaje

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La misión del mecanismo alimentador es hacer avanzar el alambre hasta la pistola de soldar.

En el mecanismo alimentador de alambre hay dos o cuatro rodillos

En ciertos casos, por ejemplo para la soldadura de aluminio, es necesario completar el mecanismo alimentador con un mecanismo que tira del alambre, situado adelante, junto a la pistola. Este sistema se denomina alimentación de empuje y arrastre o “push-pull

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Bobina de electrodo de hilo

Boquilla de alimentación de hilo

Rodillo de arrastre de hilo (impulsado)

Rodillo de presión

Boquilla de

entrega de

hilo

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Boquilla de alimentación de hilo

2. Rodillo de arrastre de hilo con ranura redonda para electrodos de alambre de aluminio.

1. Rodillo de arrastre de hilo con ranura cónica para electrodos de alambre de acero.

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Boquilla de alimentación de hilo

Las partes más importantes de la pistola de soldar son: La boquilla de contacto Aquí tiene lugar la transferencia de la corriente al electrodo. Es cambiable,

La buza de gas. Proteger el alambre, el arco eléctrico y el metal fundido Es necesario limpiar Periódicamente. Es cambiable

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Boquilla de alimentación de hilo

La pistola de soldar puede ser refrigerada por aire o por agua. La refrigeradas por aire es la más usada y La refrigeración por agua es más eficaz y es necesaria cuando se suelda con altas corrientes de soldadura mas 400 A

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Boquilla de alimentación de hilo

El paquete de mangueras consta de: Funda, que contiene los conductores de corriente, Gas de protección, alambre y, en caso de ser

aplicable, el agua para enfriar la pistola. Las guías de alambre pueden ser de distintos

materiales. Para los alambres normales de acero se usa

una guía de acero, y para los de acero inoxidable y aluminio la guía

es de plástico

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Suministro de gasPROCESO GMAW

Boquilla de alimentación de hilo

El gas puede ser suministrado por una instalación central, o por un cilindro individual, El gas es conducido a la buza de gas por medio del paquete de mangueras. Una electroválvula, incorporada en el equipo de soldadura, hace que salga el gas tan pronto como se presiona el gatillo de la pistola. De la misma forma se corta el suministro de gas cuando se suelta el gatillo de la pistola

Regulador con flujómetroPROCESO GMAW

Boquilla de alimentación de hilo

La presión de un cilindro lleno es muy alta (150 o 200 bares). Para reducir esta presión a una presión de trabajo adecuada, se acopla un regulador al cilindro de gas. Con la válvula reguladora y el flujómetro se ajusta el flujo de gas deseado. Obsérvese que el regulador está previsto para un gas específico, de lo contrario, el flujo de gas serán correcto.

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Medición del caudal en la boca de la pistola

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Parámetros de soldadura

Se diferencia 3 tipos de parámetros:

1.-Parámetros predeterminados: • Tipo de electrodo. • Diámetro del electrodo. • Tipo de gas de protección. • Flujo de gas de protección. Se eligen antes de iniciar la

soldadura, Y se determinan según el

material a soldar, el tipo de unión y la posición de soldadura

2.-Parámetros dependientes del

equipo: • Velocidad de alimentación del

alambre. • Tensión. • Inductancia. Estos parámetros se ajustan en

el equipo de soldadura

3.-Parámetros dependientes del operario: Velocidad de soldadura. Distancia de la boquilla de contacto a la pieza. Inclinación de la pistola. Estos parámetros dependen de su habilidad

como soldador para manejar la pistola.

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Parámetros de soldadura

Parámetros dependientes del equipo:

Velocidad de alimentación del alambre.

Tensión.

Inductancia.

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Parámetros de soldadura Velocidad de alimentación del alambre

Se regula en la unidad de avance y se mide en m/min al aumentarla se incrementa el amperaje Si no está seguro de la velocidad de avance del alambre, puede hacer lo siguiente: Haga avanzar el alambre

durante 30 segundos. Mida la longitud de alambre

avanzada. Multiplique la longitud por 2 y

obtendrá la velocidad de avance por minuto.

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Si la presión es demasiado alta, se podrá doblar o romper el alambre en la entrada de la funda guía, sobre todo si la resistencia es demasiado alta debido a la obstrucción de la funda guía. Proceda de la siguiente forma: haga avanzar el alambre. Tome el alambre con los dedos y sujételo. Si la presión de la bobina está correctamente ajustada, se detendrá el alambre, debido a que patinan los rodillos alimentadores.

Si la Velocidad de alimentación de alambre aumenta,

aumenta la corriente de soldadura.

La velocidad de fusión del electrodo es proporcional a la

corriente del arco, entonces la velocidad de alimentación

del alambre en realidad controla también ésta

característica.

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Parámetros de soldadura

Tensión eléctrica

Utilice la tabla para obtener los valores de punto de partida. El intervalo de tensión es: De 15 a 20 V para el arco corto y De 24 a 30 V para el arco spray

Tensión Alta

El metal fundido no fluye debidamente y el resultado es un cordón de soldadura voluminoso y con penetración deficiente

Tensión Baja

El arco será

largo e inquieto,

dando como

resultado

salpicaduras

{V}

{A}

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Parámetros de soldadura Inductancia

La inductancia afecta la soldadura de la siguiente forma: La inductancia baja significa menos calor

transmitido a la pieza de trabajo. Por ello, conviene elegir baja inductancia para soldar en chapa fina.

Una inductancia alta significa que se aporta más calor a la pieza de trabajo, es adecuada para la soldadura en chapas más gruesas.

El ajuste incorrecto de la inductancia implica muchas salpicaduras.

La inductancia tiene mayor importancia en el soldadura con arco corto.

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Parámetros de soldadura

Velocidad de soldadura

la rapidez con que usted desplaza la pistola a lo largo de la junta.

Velocidad de soldadura demasiado baja

Demasiado alta significa que el aporte de calor por unidad de longitud será demasiado pequeño. El cordón será estrecho Con poca penetración, y

penetración incompleta.

Velocidad de soldadura demasiado alta

Demasiado baja significa que el aporte de calor por unidad de longitud será demasiado grande. Baño de fusión demasiado

grande. Riesgo de penetración

incompleta.

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“Stick out” eléctrico o Distancia de la boquilla de contacto a la pieza

Es la distancia desde la punta de contacto hasta el extremo del electrodo Tiene una influencia muy importante en los parámetros de soldeo: Varía el amperaje de soldadura . Afecta el desempeño del electrodo. Puede producir discontinuidades La distancia correcta de la boquilla de contacto a la pieza es de 10 a 20 mm y se debe tratar de mantener constante.

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“Stick out” eléctrico o Distancia de la boquilla de contacto a la pieza

A Boquilla B Punta de contacto C SO visible

D Stick out eléctrico E Distancia punta de contacto-Trabajo F Longitud de Arco

D

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“Stick out” eléctrico o Distancia de la boquilla de contacto a la pieza

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“Stick out” eléctrico o Distancia de la boquilla de contacto a la pieza

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La inclinación en relación con la superficie superior deberá ser de 90 grados.

Angulo de la pistola

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La soldadura de arrastre se aplica para soldar materiales

de espesor medio o grueso. La soldadura de arrastre

produce una penetración más profunda.

La soldadura de empuje Se dirige la pistola en el sentido

opuesto a la soldadura lista durante la operación de soldadura. La soldadura de empuje se emplea

para soldar chapas delgadas y aluminio

Angulo de avance de la pistola

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Regla empírica para obtener el flujo de gas correcto: Considerar el diámetro de

la buza de gas (que deberá adaptarse a la intensidad de la corriente y al material).

Utilice el mismo flujo de gas en litros por minuto que el diámetro que tiene la buza en milímetros.

Ajuste del flujo de gas

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PROCESO GMAW ¿Qué ocurre en el arco eléctrico?

En el arco eléctrico se transfiere material del electrodo al baño de fusión, en forma de gotas fundidas. Dependiendo de cómo se efectúe esta transferencia, se distingue entre arco corto y arco Spray. El arco corto o el arco spray dependerán de cómo se hayan ajustado los parámetros de soldadura (tensión y velocidad de alimentación del alambre) en relación con el diámetro del electrodo y con el tipo de gas de protección.

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(a)Spray,

(b)Globular, y

(c)Corto Circuito. (No se muestra arco pulsante)

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Se emplea para soldar material delgado, cordones de raíz o en posición. Esto significa que se elige tensión baja y baja velocidad de alimentación del alambre. De esa forma, se aporta menos calor a la pieza de trabajo y se produce un baño de fusión pequeño, que es fácil de controlar y se enfría rápidamente

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Características La denominación arco corto se debe a que las gotas fundidas

“cortocircuitan” el arco eléctrico en el momento de la

transferencia.

Cuando el arco está ajustado correctamente, se oye un sonido

regular y zumbante.

Arco corto

Tensión de arco* 15-25 V

Corriente* 40-200 A

Gas de protección Mezclas de Ar o CO2

* Los valores exactos dependen del diámetro del alambre El número de

cortocircuitos es

de 30 a 200 por

segundo.

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Se para obtener alta productividad en la soldadura de materiales gruesos.

Se eligen una tensión y una velocidad de alimentación de alambre más altas que con el arco corto.

Así, se aporta más calor a la pieza de trabajo y se consigue una mayor productividad.

El baño de fusión es mayor; es adecuada solo en la posición plana horizontal.

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El nombre de arco spray se debe a que las gotas

fundidas, procedentes dele electrodo, son transferidas finamente pulverizadas.

No se produce ningún cortocircuito del arco eléctrico, que por ello resulta muy estable.

En la soldadura con arco spray no se puede usar dióxido de carbono puro como gas de protección

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Arco spray Tensión de arco 20-40 V Corriente 200-600 A Gas de protección

Mezclas de Ar Los valores exactos

dependen del diámetro de alambre y del gas de protección

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Alambres para soldadura MIG/MAG en acero al

carbono

según AWS AS.18

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Alambres para soldadura MIG/MAG en

acero inoxidable según A5.9 PROCESO GMAW

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La elección del diámetro de alambre es determinada por…

•El espesor de la pieza de trabajo •El tipo de junta •La posición de la soldadura

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Ajuste de los parámetros de soldadura

MIG/MAG Soldadura de los aceros al carbón

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Ajuste de los parámetros de soldadura

MIG/MAG Soldadura de los aceros inoxidables

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Ajuste de los parámetros de soldadura

MIG/MAG Soldadura del aluminio

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Salud y seguridad

Riesgos

• Humos y gases. • Radiación ultravioleta. • Riesgos con la electricidad

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Salud y seguridad

• Asegurándose de tener buena ventilación general. • Usando extractores puntuales. • Evitando mantener la cabeza en el penacho de humos y gases que se levanta del lugar de soldadura. • Usando algún tipo de protección respiratoria cuando se suelda en espacios estrechos. • Cambiando el gas de protección, de CO2 a Argón MIX. Así se produce menor cantidad de humo.

Humos y gases

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Salud y seguridad

se recomienda usar una careta de soldador con vidrio oscuro. Cuanto más intensa sea la corriente, más oscuro deberá ser el vidrio

Radiación ultravioleta

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Salud y seguridad

Riesgos con la electricidad

Corriente alterna -------Mayor riesgo

Corriente continua ----Menor riesgo

Alta tensión --------------Mayor riesgo

Baja tensión ---- --------Menor riesgo

Ropa húmeda -----------Mayor riesgo

Ropa seca --- ------------Menor riesgo

Además,

la tensión en vacío es más baja, 15-

40 V en MIG/MAG, comparada con

55-80 V en MMA.

• La fuente de corriente debe estar

correctamente instalada y conectada a

tierra. Los cables y las conexiones no

deben estar gastados ni dañados.

Piense en dónde coloca el conductor de

masa.

• Cámbiese de ropa si está húmeda,

debido, por ejemplo, al sudor.

• Use guantes de cuero secos y

sin agujeros.

• Use calzado con suela de

goma, seco y sin agujeros.

• Manténgase en una

plataforma seca y aislada.

• Tenga especial cuidado al

soldar en espacios húmedos,

angostos y/o calientes.

Para evitar los riesgos con la corriente eléctrica

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Socavaciones laterales.

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Angulo incorrecto de inclinación de la pistola. Tensión demasiado alta.

Saliente de raíz demasiado alto

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Abertura demasiado ancha. Pie de chaflán demasiado pequeño. Velocidad de soldadura demasiado baja. Demasiado aporte de calor, es decir que tanto la

velocidad de avance del alambre como la tensión son demasiado altas.

Oscilación transversal demasiado ancha o cordones demasiado gruesos.

Poros.

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Flujo de gas demasiado alto o demasiado bajo. Angulo de inclinación de la pistola demasiado grande. Buza de gas obstruida por salpicaduras de soldadura, lo cual

perturba el flujo de gas. Chapa contaminada (óxido, humedad, aceite, grasa, suciedad). Chapa recubierta (pintura o depósitos de metal). Alambre oxidado o húmedo Angulo incorrecto de inclinación de

la pistola.

Refuerzo de soldadura demasiado alto.

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Tensión demasiado baja. Mala aplicación del cordón. Flujo de gas demasiado alto o demasiado bajo.

Refuerzo de soldadura demasiado alto.

PROCESO GMAW

Pie de chaflán demasiado pequeño. Velocidad de soldadura demasiado baja. Demasiado aporte de calor, es decir que tanto la

velocidad de avance del alambre como la tensión son demasiado altas.

Oscilación transversal demasiado ancha o cordones demasiado gruesos.

Defecto de raíz

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Abertura demasiado estrecha. Velocidad de soldadura demasiado alta. Angulo de pistola incorrecto

Falta de penetración

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Velocidad de soldadura incorrecta.

Angulo de junta demasiado pequeño.

Insuficiente aporte de calor a la pieza de trabajo.

Tensión de arco demasiado alta.

Angulo de pistola incorrecto.

Excesiva distancia entre

la boquilla y la pieza de trabajo

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1. ¿Cuál es la desventaja del proceso GMAW?

a) Alta calidad de soldadura

b) Alto costo de equipo

c) Material de aporte revestido

d) No puede soldarse en cualquier posición

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2. ¿Cuál de las opciones del gráfico esta correcta?

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3. ¿Qué posibles fallas son los siguientes gráficos ?

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4. ¿Cuál es la opción correcta?

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