SOLDADURA RECAPITULACIÓN ELECTRODOS

MARCO TULIO GOMEZ

Noviembre de 2011

SOLDADURA

• Normas de seguridad• Arco eléctrico• Electrodos revestidos• Tipos de revestimientos de los electrodos• Designación de los electrodos• Descripción del cordón de soldadura • Dificultades en la soldadura• Calidad de la soldadura• Pruebas en la soldadura

Normas de seguridad

• Antes de empezar cualquier operación de soldadura de arco, se debe:

• inspección completa del soldador y de la zona donde se va a usar.

• Todos los objetos susceptibles de arder deben ser retirados del área de trabajo.

• Debe haber un extintor apropiado a la mano.

Normas de seguridad

1. Los porta electrodos no deben usarse si tienen los cables sueltos y las tenazas o los aislantes dañados.

2. lugar de trabajo de estar bien ventilado

3. sin corrientes de aire que perjudiquen la estabilidad del arco

4. El techo alto o disponer de un sistema de ventilación adecuado..

Normas de seguridad • Radiación de un arco eléctrico es enormemente perjudicial

para la retina y puede producir:

• cataratas

• pérdida parcial de visión.

• incluso ceguera.

• Los ojos y la cara del soldador deben estar protegidos con un casco de soldar homologado equipado con un visor filtrante de grado apropiado.

Normas de seguridad

1. La ropa holgada y cómoda, resistente a la temperatura y al fuego.

2. Debe estar en buenas condiciones3. limpia de grasas y aceites.4. Camisas deben tener mangas largas5. Pantalones deben ser de bota larga, 6. zapatos o botas aislantes

Normas de seguridad 1. Deben evitarse por encima de todo las descargas

eléctricas, que pueden ser mortales.

2. El equipo deberá estar convenientemente aislado 3. libre de grasas y aceite.

4. el soldador separado del suelo; mediante un aislante eléctrico

5. Los electrodos nunca deben ser cambiados con las manos descubiertas o mojadas o con guantes mojados.

EL ARCO ELÉCTRICO

PARTES DEL ELECTRODO REVESTIDO Y SU FUNCION• Núcleo: varilla de aleación metálica de dimensiones y composición

química definida

• Revestimiento: recubrimiento externo de la varilla compuesto por diferentes sustancias orgánicas e inorgánicas según su función se pueden clasificar en :

Eléctrico: Genera gases conductores, permite trabajo con corriente alterna CA

• Metalúrgico: • Aportan elementos que durante el fusión se volatilizan mejoran las

propiedades mecánicas de la soldadura.• Actúan como desniotrurantes, desoxidantes, desulfurantes, aleanates,• Aumento de material de aporte

PARTES DEL ELECTRODO REVESTIDO Y SU FUNCION

• Físico:• Protege el metal fundido de los gases del aire dañinos N,O• Formación de escoria.• Dirigir la fuerza del arco y el metal fundido en la dirección deseada.• El metal fundido posee tres propiedades, • Viscosidad. resistencia a fluir • Resistividad. Resistencia al paso de la corriente • Tensión superficial. capacidad para llenar cavidades pequeñas

• Extremo del porta electrodo:• contacto con el equipo o fuente eléctrica • extremo del arco: • contacto eléctrico entre la fuente y la pieza a soldar

TIPOS DE REVESTIMIENTOS

COMPOSICION DE LOS RECUBRIMIENTOS DE LOS ELECTRODOS

• Electrodos ácidos.• Estos electrodos contienen una adecuada

proporción de productos desoxidantes en forma de ferroaleaciones, FeSi, FeMn.

• Sin embargo, el contenido de Si en el cordón se mantiene bajo por lo que el metal aportado contiene siempre una cierta cantidad de oxígeno

Electrodos celulósicos

• Pulpa de la madera, es el componente principal. calor desarrollado en el arco

• Gas protector que aísla y protege de la oxidación al Mn y al resto de los componentes.

• Las reacciones de reducción se desarrollan en una atmósfera de hidrógeno que cubre el metal fundido.

• Electrodos de rutilo.• El principal componente de estos electrodos es

el rutilo, mineral obtenido a partir de menas que en su estado natural contienen de un 88-94% de TiO2. También puede extraerse de la ilemita, mineral compuesto por un 45-55% de TiO2 y el resto de Fe2O3. La protección en estos electrodos la proporciona la escoria.

Electrodos básicos.

• Los componentes principales son el carburo cálcico y el fluoruro cálcico.

• El revestimiento, que no contiene celulosa ni arcilla.

• proporciona un gas protector a base de CO2 procedente del mármol y del fluoruro de silicio formado a partir de la fluorita e espato flúor, en reacción con el SiO2.

• Funden a temperaturas muy elevadas (aprox. 2.000 °C), razón por la cual necesitan un fundente en su composición, como el espato flúor.

CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS• Clasificación de los electrodos • Los grupos de electrodos revestidos se clasifican

según la norma EN 499 por el tipo de revestimiento en función de sus características más importantes.a) Según la normativa en vigor cada electrodo puede definirse en su totalidad con una sigla indicada E 44 T 3 C 1 9 R09 KV20 Los diferentes elementos tienen el siguiente significado:* E = electrodo* 44 = resistencia a tracción, que puede ser:00 = ningún valor garantizado44 = mínimo garantizado 44 Joule

Clasificación de los electrodos

• E 44 T 3 C 1 9 R09 KV20

• T = Tipo de aplicación que puede ser:S = para chapas finas (inferior a 4 mm.)L = para chapas medias y gruesasT = para tuberías* 3 = clase de calidad, que varía de 1 a 4, en función de especiales pruebas mecánicas.* C = tipo de revestimiento, que puede ser:

•R = rutilo RC = rutilo-celulósicoB = básico RB = rutilo-básicoC = celulósico V = especial

• Todos estos tipos de electrodos están señalados en el propio electrodo y en la caja con un símbolo para diferenciarlos. Rutilo (R), Básicos (B), Celulósicos (C), Ácidos (A) y Oxidantes (O)

EJEMPLO CLASIFICACIÓN ELECTRODOS Clasificación de los electrodos SEGÚN AWSE 60 11

El significado del cada término es el siguiente:

E = electrodo

60 = resistencia mínima a tracción, expresada en libras por pulgada cuadrada1 = posiciones de soldadura, que puede ser:1 = todas2 = plano y ángulo sobre vértice

1 = corriente de soldadura, que puede ser:0 = continua con polaridad positiva, para electrodos celulósicos1 = alterna y continua (polo positivo)2 = alterna y continua (polo negativo)3 = alterna y continua para electrodos al rutilo4 = alterna y continua para electrodos de alto rendimiento, al rutilo5 = continua con polaridad positiva para electrodos básicos6 = alterna y continua para electrodos básicos7 = alterna y continua (cualquier polaridad) para electrodos de alto rendimiento con óxido de hierro.8 = alterna y continua (polo positivo) para electrodos básicos de alto rendimiento

• 0 celulosa sodio,• 1 celulosa potasio,• 2 oxido de titanio sodio,• 3 oxido de titanio potasio,• 4 alto oxido de hierro

CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS

EL CORDON DE SOLDAURAa). Zona de soldadura: Es la zona central, que está

formada fundamentalmente• por el metal de aportación.

b). Zona de penetración. Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los electrodos.

• La mayor o menor profundidad de esta zona define la penetración de la soldadura.

• Una soldadura de poca penetración es una soldadura generalmente defectuosa.

c). Zona de transición. Es la más próxima a la zona de penetración.

• Esta zona, aunque no ha sufrido la fusión, sí ha soportado altas temperaturas, que la han proporcionado un tratamiento térmico con posibles consecuencias desfavorables,

• provocando tensiones internas.

• La garganta (a) es la altura del máximo triángulo isósceles cuyos lados iguales están contenidos en las caras de las dos piezas a unir y es inscribible en la sección transversal de la soldadura.

DIFICULTADES EN LA SOLDADURA

CALIDAD EN LAS SOLDADURASLOS DEFECTOS MAS COMUNES SON

• Zona afectada por el calor• Porosidad• Inclusiones no Metálicas• Agrietamiento• Agrietamiento del metal de la soldadura• Penetración incompleta• Socavamiento

FACTORES PARA SELECCIONAR UN ELECTRODO PARA SOLDAR

1. La regla básica en la selección de electrodos es la de escoger el electrodo que sea más parecido al metal por soldar.

2. nunca use un electrodo que tenga un diámetro más grande que el grosor del metal por soldar.

3. sección de metal gruesa con una "V" estrecha, un electrodo con diámetro pequeño siempre es utilizado para hacer el primer paso.

4. Para economía, siempre use el electrodo más grande que sea práctico para el trabajo.

FACTORES PARA SELECCIONAR UN ELECTRODO PARA SOLDAR

1. Los tamaños más grandes no solo permiten el uso de corrientes más altas sino también requieren menos paradas para cambiar el electrodo.

2. La velocidad de deposición y la preparación de la junta también son factores importantes que influyen la selección de electrodos.

CALIDAD EN LA SOLDADURA

La medida principal usada para juzgar la calidad de una soldadura es con frecuencia su resistencia y la fortaleza del material alrededor de ella.

Sin embargo Muchos factores distintos influyen en esto como:1. Método de soldadura2. Cantidad y concentración del calor3. Material base4. Material de relleno5. Material fundente6. Diseño del empalme7. Interacciones entre todos estos factores.

CALIDAD EN LA SOLDADURA

Para probar la calidad de una soldadura se usan ensayos para verificar que las soldaduras están libres de defectos

1. ensayos no destructivos2. ensayos destructivos.

Existen códigos y especificaciones desoldadura para guiar a los soldadores en técnicas apropiadas de soldadura y en cómo juzgar la calidad éstas.

TIPOS DE ENSAYOS PARA VERIFICAR LA CALIDAD DE LAS SOLDADURAS

• estas pueden ser• Mecánicas • Destructivas• No destructivas

PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS

• Líquidos Penetrantes.

• Partículas Magnéticas.

• Ultrasonido Industrial.

• Dureza portátil• • Radiografía

LAS PRUEBAS MECÁNICAS

• Ductilidad: Esta prueba consiste en probar si la soldadura puede doblarse o cambiarse de forma sin que se quiebre.

• Dureza: Esta prueba consiste en probar si la soldadura puede ser o no atravesada por otro material

• Resistencia a la tensión: Esta prueba consiste en probar si la soldadura tiene la capacidad de resistir el estiramiento.

Líquidos Penetrantes

Es una prueba no destructiva superficial que nos permite determinar fallas como son fisuras y porosidades en la producción de soldaduras, piezas industriales, fundiciones y aleaciones especiales.

ULTRASONIDO INDUSTRIAL

• .Es un método que permite hacer evaluaciones de fallas

1. velocidades de propagación de ondas,

2. presencia de discontinuidades como son fisuras, porosidades,

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

• .Nos permite realizar detección de fallas superficiales y sub superficiales como lo son en producción de soldaduras, maquinado de piezas y detección de discontinuidades en componentes sujetos a cargas cíclicas.

CALIDAD EN LA SOLDADURAZona afectada por el calor

El área azul resulta de la oxidación en una temperatura correspondiente a 600 °F. Esto es una manera precisa de identificar la temperatura, pero no representa el ancho de la zona afectada por el calor (ZAT). La ZAT es el área estrecha que inmediatamente rodea el metal base soldado.

Los efectos de soldar pueden ser perjudiciales en el material rodeando la soldadura. aumentan el tamaño de la Zona Afectada

PRUEBAS DESTRUCTIVAS• Estas son pruebas sencillas que se pueden

efectuar en cualquier taller de soldadura sin necesidad de un equipo costoso. El método mas sencillo para hacerlas es sujetar la unión en la parte superior de un yunque con pinzas o fijarla en un tornillo de banco. La unión se debe sujetar lo mas cerca posible de la soldadura. Después de fijarla como se describió, se le dan golpes con un martillo para probar la soldadura.

Las cinco uniones básicas se pueden probar en taller en la siguiente forma:

La unión a escuadra e debe martillar hasta que quede plana

La unión de tope se debe doblar hasta que quede en forma de “U”

La unión T se debe martillar la pieza vertical hasta que quede horizontal

La unión traslapada se debe martillar hasta que se parezca a la unión T

La unión de canto se debe abrir y doblar hasta que se forme una unión en“U”, similar

ZONA AFECTADA POR EL CALOR

Calculo del calor generado en los procesos de soldadura por arcoEn donde Q = entrada de calor (kJ/mm), V = voltaje (V), I = corriente (A), y S = velocidad de la soldadura (mm/min)

CALIDAD EN LA SOLDADURADefectos de la Soldadura PorosidadSe usa para describir los huecos globulares, libre de todo material sólido, que se encuentra con frecuencia en los cordones de soldadura.

En realidad, los huecos son una forma de inclusión que resulta de las reacciones químicas que tienen lugar durante la aplicación de la soldadura.

Difieren de las inclusiones de escoria en que contienen gases y no materia sólida.

Inclusiones no MetálicasSon los óxidos no metálicos que se encuentran a veces en forma de inclusiones alargadas y globulares en los cordones de soldadura. Durante la formación del deposito y la subsecuente solidificación del metal de la soldadura, tienen lugar muchas reacciones químicas entre los materiales (fundente), o con la escoria producida. Algunos de los productos de dichas reacciones son compuestos no metálicos, solubles solo en cierto grado en el metal fundido. Debido a su menor densidad, tienden a buscar la

superficie exterior del metal fundido, salvo que encuentren restricciones para ello.

CALIDAD EN LA SOLDADURADefectos de la Soldadura AgrietamientoEl agrietamiento de las juntas soldadas ocurre por la presencia de esfuerzos multidireccionales localizados que en algún punto rebasan la resistencia máxima del metal. Cuando se abren grietas durante la soldadura o como resultado de ésta, generalmente solo es aparente una ligera deformación de la pieza de trabajo.Después que se ha enfriado una junta soldada, hay mas probabilidades de que ocurra agrietamiento cuando el material es duro o frágil. Un material dúctil soporta concentraciones de esfuerzo que pudieran ocasionar falla en un material duro o frágil.

CALIDAD EN LA SOLDADURADefectos de la Soldadura Agrietamiento del metal de la soldaduraEl agrietamiento del metal de la soldadura tiene mas probabilidades de ocurrir en la primera capa de soldadura que en cualquier otra parte, y de no repararse continuará pasando a las demás capas al ir siendo depositadas. Esta tendencia de continuar hacia las demás capas sucesivas se reduce considerablemente, o se elimina, con metal de soldadura austenítico. Cuando se encuentra el problema de agrietamiento de la primera capa de metal de la soldadura, pueden lograrse mejoras aplicando uno o más de las siguientes modificaciones:· Modificar la manipulación del electrodo o las condiciones eléctricas, lo que cambiará el contorno o la composición del deposito.· Disminuir la rapidez de avance, para aumentar el espesor del deposito, aportando con ello mas metal de soldadura para resistir los esfuerzos que se están generando.· Auxiliarse con precalentamiento, para modificar la intensidad del sistema de esfuerzos que esta imponiendo.

CALIDAD EN LA SOLDADURADefectos de la Soldadura Penetración incompletaEsta expresión se usa para describir la situación en que el metal depositado y el metal base no se funden en forma integral en la raíz de la soldadura.

Puede ser ocasionada porque la cara de la raíz de la soldadura de ranura no alcance la temperatura de fusión a toda su altura,

o porque el metal de la soldadura no llegue a la raíz de una soldadura de filete, y deje el hueco ocasionado por el puenteo del metal de la soldadura desde un miembro al otro.Aunque la penetración incompleta puede deberse en unos cuantos casos a la falta de disolución de los óxidos e impurezas de la superficie,

las condiciones de transmisión de calor que existen en la junta son una fuente mas frecuente de este defecto.

La penetración incompleta es indeseable, particularmente si la raíz de la soldadura esta sujeta ya sea a tensión directa o a esfuerzos

CALIDAD EN LA SOLDADURADefectos de la Soldadura SocavamientoSe emplea este termino para describir:a.- la eliminación por fusión de la pared de una ranura de soldadura en el borde de una capa o cordón, con la formación de una depresión marcada en la pared lateral en la zona a la que debe unirse por fusión la siguiente capa o cordón.b.- la reducción de espesor en el metal base, en la línea en la que se unió por fusión el último cordón de la superficie.

El socavamiento en ambos casos se debe a la técnica empleada por el operador. Ciertos electrodos, una corriente demasiado alta, o un arco demasiado largo, pueden aumentar la tendencia al socavamiento.

SOCAVAMIENTO

CALIDAD EN LA SOLDADURADefectos de la Soldadura

CALIDAD EN LA SOLDADURADefectos de la Soldadura .

NUMERO DE LENTES PARA SER UTILIZADOS EN SOLDADURA

Los lentes vienen en diferentes colores para varios tipos de soldadura. En general, la práctica recomendada es la

siguiente:

• Color No 5 para soldadura liviana por puntos. • Colores No 6 y 7 para soldar con hasta 30 amperios. • Color No. 8 para soldar con entre 30 y 75 amperios. • Color No. 10 para soldar con entre 75 y 200 amperios. • Color No. 12 para soldar con entre 200 y 400 amperios. • Color No. 14 para soldar con más de 400 amperios.

Uso de normas relacionadas con soldadura:

•

Para los trabajos metalúrgicos, y específicamente hablando de las soldaduras, hay esencialmente tres tipos o clases o grupos de normas que pueden ser utilizadas en la fabricación, montaje, y reparación de los equipos que la componen:• I) Normas para el diseño y la construcción del equipo (recipiente, tanque, cañería, intercambiador, caldera, horno, reactor, etc), y para la reparación del equipo.• II) Normas para especificación y calificación de procedimientos de soldadura.• III) Normas para calificación de soldadores.•Normas de empresas. Ej.: normas ANCAP•ICONTEC- Instituto Colombiano de Normas Técnicas.•En Colombia lo usual, para trabajos metalúrgicos, es utilizar normas API, ASME, ASTM, AWS, UL, ASNT y UNIT, y últimamente se están aplicando normas europeas EN para diversas temáticas relacionadas con construcciones soldadas.

Uso de normas relacionadas con soldadura:

• •Salvo las normas UNIT, y las EN en su versión en castellano, todas las demás normas están en idioma inglés, lo cual evidentemente para nosotros representa un inconveniente que tenemos que superar tratando de adquirir un mínimo conocimiento del idioma que nos permita interpretarlas.¿Por qué las empresas tienen sus propias normas (ej ANCAP), y no se contentan con normas internacionales de referencia solamente?La respuesta está en la génesis de las normas de referencia (por ejemplo las normas ASME o las API): la Organización (ej. ASME o API, podría ser UNIT) prepara las normas por consenso dentro de comités o grupos de trabajo integrados por especialistas en el área que trata la norma, y que representan a diversos grupos de interés: fabricantes, usuarios, y autoridades de gobierno o de municipios.

• Por esto, las normas consensuadas (tipo ASME, API, UNIT, etc) no deben ser consideradas como algo casi inalcanzable, sino que deberán ser un mínimo, que deberán ser complementadas con los requisitos propios de cada industria.Las normas están en continua revisión, y sufren modificaciones (en muchos casos en forma anual) motivadas porque:a) la norma estaba equivocada, ob) porque era demasiado exigente, oc) porque no se aplica a los nuevos desarrollos tecnológicos.POR TODO ESTO ES CONVENIENTE UTILIZAR SIEMPRE LA ÚLTIMA EDICIÓN DE LAS NORMAS

Defectos en la soldadura

• Pagina• http://2.bp.blogspot.com/_nnSjSg6iBFA/

R0o1uh07s0I/AAAAAAAAAB8/BX1z7cg3Wdo/s1600-h/Imagen12.png

ejercicio• Clasificar los electrodos para aceros al carbono:• AWS-E-6027 • AWS-E-7014 • AWS-E-7018 • AWS-E-7024 • AWS-E-7028• AWS-E-6013• AWS-E-6010• AWS-E-6011• AWS-E-7015 • AWS-E-7016• AWS-E-6012 • AWS-E-6013