consumibles soldadura

LOS CONSUMIBLES

En este capítulo se tratará el tema de los diferentes tipos de consumibles, y su clasificación para los procesos de soldadura más difundidos en la práctica industrial; como son: Soldadura eléctrica por arco con electrodo revestido, Soldadura eléctrica por arco con protección gaseosa (MAG/MIG), Soldadura eléctrica por arco con electrodo de tungsteno (TIG) y, Soldadura por arco sumergido

CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS REVESTIDOS

Los materiales de aporte, en general, son agrupados e función de consumible, del proceso utilizado o de la composición química del metal depositado.

Para tal fin existen normas algunas de ellas más conocidas otra menos, entre las más conocidas está las del A.W.S.(American Welding Society = Sociedad Americana de Soldadura) que son iguales que las A.S.M.E (American Society for Mechanical Engineering = Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos), estas normas son las más conocidas mundialmente.

Otra norma importante es la del I.S.O/E.N. (International Organization for Standardization = Organización Internacional de Normalización) / (European Norm = Norma Europea).

A continuación, y por la razón de ser la más popular, se detalla la norma de la A.W.S. En este sistema, con excepción de los gases, todos los consumibles habitualmente utilizados están contenidos en ella; en particular serán dadas las especificaciones.

A.W.S. A.5.4 – 91 = Electrodos Revestidos para Soldadura por arco de aceros alCarbono.

A.W.S. A.5.5 – 86 =Electrodos Revestidos para Soldadura por arco de aceros de baja aleación.

A.W.S. A.5.4 – 92= Electrodos Revestidos para Soldadura por arco de aceros inoxidables.

Criterios de la clasificación.

La clasificación de los electrodos es realizada teniendo como base las propiedades mecánicas del metal aportado en la condición de cómo es soldado, posición de soldadura, tipo de revestimiento y tipo de corriente.

Estos datos son validos para los electrodos de la especificación A.W.S. A5.1; para los electrodos de la especificación A.W.S.A5.5, también son validos todos los valores anteriormente descritos, pero ampliados con la composición química del metal depositado.

En cambio en la especificación A.W.S. A5-4, los electrodos son clasificados de acuerdo con la composición química del acero inoxidable por ellos depositado.

Sistema de clasificación.

La clasificación de los electrodos de las especificaciones A:W:S. A5.1 y A:W:S:5.5. tienen las siguientes características:

E XXX X X – X1 2 3 4 5

Donde:

1. La letra E indica que se trata de un electrodo.

2. Estos dígitos, en número de dos o tres, señalan las resistencia a la tracción mínima del metal depositado en miles de libras por pulgada cuadrada. Algunos ejemplos se dan en la tabla Nº 1.

3. Este digito señala las posiciones en que el electrodo debe ser empleado para obtener resultados satisfactorios Ver: tabla N 2

TABLA Nº 1

ELECTRODO REVESTIDO

LIMITE DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN (Mínimo) (1)

Lbs, /pul2 N/mm2

E60XX 60.00 414E 70XX 70.000 482E 80XX 80.000 550E 90XX 90.000 620

E 100XX 100.000 690E 110XX 110.000 760E 120XX 120.000 830

NOTA: (1) Las probetas son preparadas en las condiciones establecidas por la propia especificación, especialmente en lo que se refiere al pre-calentamiento, temperatura entre pasadas y tratamiento térmico.

TABLA Nº 2

ELECTRODO POSICIONES DE SOLDADURAE – XX1X Todas las posiciones (excepto la vertical descendente para

los electrodos E – XX15, E – XX18 y E – XX19 )E – XX2X Plana y horizontal (específicamente filete-horizontalE – XX4X Todas las posiciones (especialmente la vertical descendente

para los electrodos de bajo hidrógeno)

4. Este digito puede variar del 1 (uno) al 0 (cero) y da informaciones sobre:

- La corriente a ser utilizada (CC, CC o CA);- Tipo de arco (agresivo o suave);- Y en combinación con el 3º digito, señala la naturaleza del

revestimiento.

Con respecto a la combinación del 3º y 4º dígitos de la clasificación de electrodos de las especificaciones A.W.S. A5.1 Y A5.5, consultar la tabla 3.

TABLA Nº 3Tipo de

CorrienteTipo de arco y Transferencia

Penetración

Tipo de Revestimiento

Contenido de

Hidrógeno10 C.C. (+) Fuerte con

salpicaduras ^Spray¨ Profun

daCelulósico Alto

200ml/100gr

11 C.A. C.C. (+) Fuerte con salpicaduras ¨Spray¨

Profunda

Celulósico Alto200ml/100gr

12 C.A. y C.C. (+/-) Medio con salpicaduras ¨Spray¨

Media Rutilico Medio15ml/100gr

13 C.A. y C.C. (+/-) Suave con salpicaduras ¨Spray¨

Poca Rutilico Medio15ml/100gr


Media Rutilico – con – 30 % de polvo de hierro

Medio15ml/100gr

15 C.C. (+) Medio con salpicaduras ¨Spray¨

Media Básico Bajo2ml/100gr

16 C.C. (+) C.A. Medio con salpicaduras ¨Spray¨

Media Básico Bajo2ml/100gr


Media Básico – con – 30 % de polvo de hierro

Bajo2ml/100gr


Alta Rutilo/ácido Medio15ml/100gr


Alta Acido Medio15ml/100gr

22 C.A. C.C. (+) Suave con salpicaduras ¨Spray¨

Alta Acido Medio15ml/100gr


Media Rutilico – con – 50 % de polvo de hierro

Medio15ml/100gr


Alta Acido – con – 50 % de polvo de hierro

Medio15ml/100gr


Media Básico – con – 50 % de polvo de hierro

Bajo2ml/100gr

48 C.C. (+) C.A. Medio con Media Básico – con – Bajo

salpicaduras ¨Spray¨ 30 % de polvo de hierro

2ml/100gr

5. Este digito solo es utilizado en la especificación A5.5 – Electrodos Revestidos para la Soldadura por arco de Aceros de Baja Aleación está integrado de letras y números que indican la composición química del metal de aporte.

La tabla Nº 4 da una descripción del significado del digito 5 en función de los elementos de aleación que integran la composición química, dados en porcentaje (%), del metal aportado por estos.

TABLA Nº 4

Clasificación AWS

C Mn S P S Cr Mo Ni V

Electrodos para aceros al Carbono-MolibdenoE-7010-A1 0,12 0,60 0,40 0,03 0,04 --- 0,40-

0,65--- ---

E-7010-A1 ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ --- ¨ --- ---E-7010-A1 ¨ 0,90 6.60 ¨ ¨ --- ¨ --- ---E-7010-A1 ¨ ¡ ¨ ¨ ¨ --- ¨ --- ---E-7010-A1 ¨ ¨ 0,80 ¨ ¨ --- ¨ --- ---E-7010-A1 ¨ 0,60 0,40 ¨ ¨ --- ¨ --- ---E-7010-A1 ¨ 1,00 0,40 ¨ ¨ --- ¨ --- ---

Electrodos para aceros de Cromo- MolibdenoE-8016-B 00,5-

0,120,90 0,60 0,03 0,04 0,45-

0,650,45-0,65

--- ---

E-8018-B ¨ ¨ 0,80 ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---E-8015-B La 0,05 ¨ 1,0 ¨ ¨ 1,00-

1,500,45-0,65

--- ---

E-8016-B 0,05-0,12

¨ 0,6 ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---

E-8018-B ¨ ¨ 0,8 ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---E-8018-B L 0,05 ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---E-9015-B L ¨ ¨ 1,00 ¨ ¨ 2,00-

2,500,90-1,20

--- ---

E-9015-B 0,05-0,12

¨ 0,6 ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---

E-9016-B ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---E-9018-B ¨ ¨ 0,8 ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---E-9018-B L 0,05 ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ --- ---E-8015-B L ¨ ¨ 1.00¨ ¨ ¨ 1,75-

2,250,40-0,65

--- ---

E-8016-B 0,07-0,15

0,40-0,70

0,30-0.60

¨ ¨ 0,40-0,60

1,00-1,25

--- 0.05

Electrodos para aceros al Nique – para tanques criogenicosE-8016-C 0,12 1,25 0,60 0,03 0,04 --- --- --- ---E-8018-C “ “ 0,80 “ “ --- --- --- ---

E-7015-C 0,05 “ 0,50 “ “ --- --- --- ---E-7016-C “ “ “ “ “ --- --- --- ---E-7018-C “ “ “ “ “ --- --- --- ---

E-8016-C 0,12 “ 0,60 “ “ --- --- --- ---E-8018-B “ “ 0,80 “ “ --- --- --- ---E-7015-C2 0,05 “ 0,50 “ “ --- --- --- ---E-7016-C2L “ “ “ “ “ --- --- --- ---E-7018-C2L “ “ “ “ “ --- --- --- ---E-8016-C3 0,12 “ 0,80 0,03 “ 0,15 0,35 1,20 0,05E-8018-C3L “ “ “ “ “ “ “ --- ---

Electrodos para aceros al Niquel - MolibdenoE-8018-NN 0,10 0,80-

1,250,60 0,02 0,03 0,05 0,40-

0,650,80-1,10

0,02

Electrodos para aceros al Manganeso-MolibdenoE-9015-D1 0,12 1,25-

1,750,60 0,03 0,04 --- 0,25-

0,45--- ---

E-9018-D1 “ “ 0,80 “ “ --- “ --- ---E-10015-D2 0,15 1,65-

2,000,60 “ “ --- “ --- ---

E-10016-D2 “ “ “ “ “ --- “ --- ---E-10018-D2 “ “ 0,80 “ “ --- “ --- ---E-8016-D3 0,12 1,00-

1,750,60 “ “ --- 0,40-

0,65--- ---

E-8018-D “ 0,80 “ “ --- “ --- ---

Clasificación AWS

C Mn S P S Cr Mo Ni V

Electrodos para todos los otros aceros de baja aleaciónE-XX-G --- 1,00 min 0,80 --- --- 0,30 min 0,20 min. 0,50 min. 0,10 mn.E-XX-G --- “ “ --- --- “ “ “ “E-XX-G --- “ “ --- --- “ “ “ “E-XX-G --- “ “ --- --- “ “ “ “E-XX-G --- “ “ --- --- “ “ “ “E-XX-G --- “ “ --- --- “ “ “ “E-XX-G --- “ “ --- --- “ “ “” “E-901-M 0,10 0,60-1,25 “ 0,030 0,030 0,15 0,35 1,40-1,80 0,05E-100-M --- 0,75-1,70 60 “ “ 0,30 0,25-0,50 1,40-2,10 “E-110-M --- 1,30-1,80 “ “ “ 0,40 “ 1,25-2,50 “E-120-M --- 1,30-2,25 “ “ “ 0,30-

1,500,30-1,50 1,75-2,50 “”

E-120-M --- 0,80-1,50 65 0,015 0,012 0,65 0,20-0,30 3,00-3,80 “E-701-W 0,12 0,40-0,70 0,70 0,025 0,025 0,15-

0,30“ 0,20-0,40 0,08

E-801-W “ 0,50-1,30 “ 0,04 0,04 0,45-0,70

“ 0,40-0,80 ---

Nota: (a) La letra ¨L¨, inicial de la palabra inglesa ¨Low¨ = bajo, indica que el metal depositado por esos electrodos, es de bajo contenido de carbono.

(b) Para atender las exigencias de aleación de los electrodos del grupo ¨G¨, el metal depositado, por ellos, debe de tener como mínimo, apenas, uno de los elementos listados.

(c) Los electrodos que llevan la letra ¨M¨ son previstos para atender los requisitos de las especificaciones militares norte-americanas.

(d) El electrodo E-7018-W, debe de contener, el metal depositado, entre 0,30 y 0,60% de Cu.

(e) Este otro electrodo, E8018-W, debe depositar entre el 0,30 y 0,75 de Cu.

Clasificación de los electrodos revestidos para la soldadura de los aceros inoxidables.

La clasificación de los electrodos Revestidos para la Soldadura por Arco de los Aceros Inoxidables Especificación A.W.S. A54 – tiene como base la composición química, y las propiedades mecánicas del metal el tipo corriente, y se presenta de la siguiente forma:

E XXXXX – XX 1 2 3 4

Donde

1. La letra E señala que es un electrodo

2. Estos dígitos, hacen referencia a la composición química del metal aportado, y pueden ser puestos de tres o mas números o letras, e indican una composición específica. Para los aceros inoxidables, estos dígitos iníciales nos indican la composición definida de acuerdo con la clasificación dada por la A.I. S.I. American Iron and Steel Institute ( Instituto Americano de Hierro y el Acero).

Ejemplos:

-308: Metal depositado con una composición, media, de 19,5% de cromo (Cr) y 10,0% de níquel (ni).

-309: Electrodo cuya composición nominal del metal depositado es de 23,5% de Cr y 13,0% de Ni.

-310: Metal depositado con una composición, media, de 26,5% de cromo (Cr) y 21,0% de níquel (NI).

-316L: La composición del metal depositado por este electrodo, es en promedio de 18,5% de Cr, 12,5% de Ni y 2,5% de Mo; pero tiene restricciones con respecto al contenido de carbono, no pudiendo exceder éste del 0,04%, por eso la denominación va acompañada de la letra ¨L¨ inicial del inglés ¨Low¨ es decir bajo carbono.

-347: El depósito realizado por este electrodo, es en principio similar al E-308, pero con el objetivo de disminuir la posibilidad de precipitación de carburos de cromo y del aparecimiento de la corrosión intergranular, tiene incorporado un elemento estabilizante, en este caso niobio (Nb), en una proporción de 8 veces el porcentaje de carbono.

En la tabla Nº 5, que figura al final de este ítem, se da el detalle de la composición química del metal depositado, en porcientos, de los consumibles de la especificación AWS 5.4-92.

3. Este digito se refiere a las posiciones en que el electrodo puede ser usado con buenos resultados.

Ejemplos: E-XXX-IX: El numero 1(uno) indica que el electrodo puede ser usado en todas las posiciones.

E-XXX-2X: El numero 2 (dos) señala que este electrodo tiene desempeño satisfactorio solamente en la posiciones horizontal y plana.

4. Este último dígito se refiere a la corriente en que el electrodo debe ser usado, y en combinación con el anterior indica el tipo y/o las características del revestimiento.

Ejemplos:

E-XXX-15: Electrodo utilizado con corriente continua y conectado al polo positivo. Las características operativas son similares al A-7015, es decir del tipo básico

E-XXX-16: Este otro electrodo puede ser utilizado con corriente alternada o continúa con polo positivo. El comportamiento operativo de este electrodo es similar al E-6013, por lo tanto rutílico.

E-XXX-17: Este electrodo también puede ser utilizado con corriente alterna o continúa con polo positivo. El revestimiento de estos electrodos y por consiguiente su operabilidad es similar al E-6019, una mezcla rutilo-acida.

E-XXX-25: Las características operativas y el tipo de revestimiento de este electrodo es similar al de terminación 15, solo que el alma está constituida por una alambre de acero común.

E-XXX-26: Tanto el tipo de revestimiento como las características operativas de estos electrodos son similares al de designación 26 solo que como en el caso anterior, el alma está constituida por un alambre de arco común.

Nota: Estos electrodos.E XXX25 y E-XXX-26, también son llamados de electrodos sintéticos y solo sueldan en posición plana y horizontal.

El Silicio tiene tendencia a la fragilización de la soldadura, se encuentran en combinación con el Rutilo es una impureza del Si en el revestimiento.

Tabla Nº 5

Clasificación AWS

C Mn Cr Ni Mo Nb+Ta Si P S Cu

E-307-XX 0,40-0,14

3,30-4,75

18,0-21,5

9,0-10,7 0,5-1,5 --- 0,90 0,04 0,03 0,75

E-308-XX 0,08 0,5-2,5 18,0-21,0

9,0-11,0 0,75 --- “ “ “ “

E-308L-XX 0,04 “ “ “ “ --- “ “ “ “E-308Mo-XX 0,08 “ “ 9,0-12,0 2,0-3,0 --- “ “ “ “E-308MoL-XX 0,04 “ “ “ “ --- “ “ “ “E-309-XX 0,15 “ 22,0-

25,012,0-14,0

0,75 --- “ “ “ “

E-309L-XX 0,04 “ “ “ “ --- “ “ “ “E-309Nb-XX 0,12 “ “ “ “ 0,70-

1,00“ “ “ “

E-309Mo-XX “ “ “ “ 2,0-3,0 --- “ “ “ “E-310MoL-XX 0,04 “ “ “ “ --- “ “ “ “E-310-XX 0,08-

0,201,0-2,5 25,0-

28,020,0-22,0

0,75 --- 0,75 0,03 “ “

E-310H-XX 0,35-0,45

“ “ “ “ --- “ “ “ “

E-310Nb-XX 0,12 “ “ “ “ 0,70-1,00

“ “ “ “

E-310Mo-XX “ “ “ “ 2,0-3,0 --- “ “ “ “E-312-XX 0,15 0,5-2,5 28,0-

37,08,0-10,5 0,75 --- 0,90 0,04 “ “

E-316-XX 0,08 “ 17,0-20,0

11,0-14,0

2,0-3,0 --- “ “ “ “

E-316L-XX 0,04 “ “ “ “ --- “ “ “ “E-317-XX 0,08 “ 19,0-

21,012,0-14,0

3,0-4,0 --- “ “ “ “

E-317L-XX 0,04 “ “ “ --- “ “ “ “E-318-XX 0,08 “ 17,0-

20,011,0-14,0

2,0-3,0 1,0 max. “ “ “ “

E-320-XX 0,07 “ 19,0-21,0

32,0-36,0

“ 1,0 max. 0,60 “ “ 3,5

E-330-XX 0,18-0,25

1,0-2,5 14,0-17,0

33,0-37,0

0,75 --- 0,90 “ “ 0,75

E-330H-XX 0,35-0,45

“ “ “ “ --- “ “ “ “

E-347-XX 0,08 0,5-2,5 18,0-21,0

09,0-11,0

“ 1,0 max “ “ “ “

E-410-XX 0,12 1,0 11,0-13,5

0,7 “ --- “ “ “ “

E-430-XX 0,10 “ 15,0-18,0

0,6 “ --- “ “ “ “

E-502-XX “ “ 4,0-6,0 0,40 0,45-0,65

--- “ “ “ “

E-505-XX “ “ 8,0-10,5 “ 0,85-1,20

--- “ “ “ “

E-4630-XX 0,05 “ 16,7 4,5-5,0 0,75 0,30 “ “ “ “

Clasificación de los electrodos para soldadura eléctrica según I.S.O. E.N. 2560

E – XXX ## XXX XX # 1 2 3 4 5 6 7 8

Donde

1. La letra E indica que es un electrodo revestido para la soldadura por arco.

2. Estos dígitos en número de dos, señala la resistencia a la tracción del metal depositado Newton sobre milímetro cuadrado (N/mn2)) Tal como se muestra en la tabla Nº 6

Tabla Nº 6

DÍGITOS N/mn2 (1)43 430 a 51051 511 a 610

(1) limite de tolerancia maxima +40 N\mm2

3. Este número señala el alargamiento porcentual y la temperatura a la que

fue realizado el ensayo de impacto para alcanzar un valor mínimo de 27,5 Joules, ver tabla Nº 7

Tabla Nº 7

Designación

AlargamientoL = e diam. min.

Temperatura del Ensayo de Impacto para un valor

Mínimo de 27,5 J.% º C.

E 43 0 ---- ----E 43 1 20 +20E 43 2 22 0E 43 3 24 -20E 43 4 24 -30E 43 5 24 -40E 51 0 ---- ----E 51 1 18 +20E 51 2 18 0E 51 3 20 -20E 51 4 20 -30E 51 5 20 -40

4. Estas letras, que pueden ser una o dos, informan el tipo de revestimiento con el cual están fabricados estos electrodos y cuya nomina está en la tabla Nº 8.

Tabla Nº 8

SIMBOLO REVESTIMIENTOA Ácido con oxido de hierro

AR Ácido/RutílicoB BásicoC CelulósicoO OxidanteR Rutilico con revest. Medio

RR Rutilico con revest. GruesoS Otros

5. Estos dígitos en número de tres, indican el rendimiento nominal de aquellos electrodos que contienen polvo de hierro en el revestimiento. El modo de identificar estos electrodos el mostrado en la tabla Nº 9.

Tabla Nº 9

RENDIMIENTO EXPERIMENTADO

SIMBOLO

Menor de 105 % ----≥ 105 < 115% 110≥ 115 < 125 % 120≥ 125 < 135% 130≥ 135 < 145% 140≥ 145 < 155% 150

6. Este dígito señala las posiciones de soldadura, las que están descritas en la tabla Nº 10.

Tabla Nº 10

SIMBOLO

POSICIONES

1 Todas2 Todas, excepto la vertical descendente3 Plana o tope y en filete.

Horizontal en filete4 Plana o tope y en filete5 Igual a 3 más la vertical descendente

7. Este último número indica la corriente de soldadura tal como se describe en la tabla Nº11

Tabla Nº 11

SÍMBOLOCORRIENTE CONTINUAPolaridad Recomendada

(1)

CORRIENTE ALTERNAVoltaje nominal en circuito

abiertoV

0 (2) 1 ---1 + 0 - 502 - 503 + 504 + 0 - 705 - 706 + 707 + 0 - 908 - 909 + 90

Nota: (1) + Polaridad Positiva – Polaridad negativa(2) Símbolo reservado exclusivamente para corriente continúa.

8. La inclusión de esta letra (H) designa a los electrodos de bajo contenido de hidrógeno, como es el caso de los básicos. La condición para la introducción de esta letra, en la clasificación de los electrodos es un contenido máximo de hidrógeno de 15ml. por cada 100gr. De metal depositado y determinado de acuerdo al método del I.I. W. (Instituto Internacional de Soldadura).

A continuación y para una mejor interpretación de los sistemas de clasificación de electrodos se da un pequeño cuadro comparativo entre las dos normas.

A.W.S. I.S.O. / E.N.E 6010 E 43 5 C 50E 6013 E 43 3 rr 12E 7016 E 51 5 B 24E 7018 E 51 5 B 120 26E 7024 E 51 3 RR 160 32E 7048 E 51 4 B 16

LOS CONSUMIBLES: ALAMBRES (sólidos o tubulares) Y GASES PAR EL PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO CON GAS DE PROTECCIÓN

En el proceso de soldadura por arco eléctrico con gas de protección, conocido también como proceso MAG/MIG se utilizan como consumibles alambres sólidos o tubulares, y distintos tipos de gases, puros o mezclados, tanto para la soldadura de los aceros de bajo carbono como también de baja aleación o inoxidables; igualmente se pueden soldar los materiales no ferrosos como por ejemplo: Aluminio y sus aleaciones, Cobre y sus aleaciones, etc.

Para los diferentes tipos de alambres tanto sólidos como tubulares existen normas que los clasifican, la más conocida es la de A.W.S. (American Welding Society = Sociedad Americana de Soldadura) que son iguales que las del A.S.M.E. (American Society for Mechanical Engineering = Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos), estas normas son las más conocidas mundialmente. Otra norma importante es la I.S.O./E.N. (International Organizations for Standardization / European Norm = Organización Internacional de Normalización / Norma Europea).

A continuación y por la razón de ser la más popular, se detalla la norma de la A.W.S. En este sistema con excepción de los gases, todos los alambres (sólidos o tubulares) habitualmente utilizados están contenidos en ella, en particular serán dadas las especificaciones:

A.W.S. A5.18-93 Especificación par a la clasificación de los alambres y varillas par la soldadura por arco con gas de protección de los aceros al carbono.

A.W.S. A5.28-79 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura por arco con gas de protección de los aceros de baja aleación.

A.W.S. A5.20-79 Especificación para la clasificación de los alambres tubulares para la soldadura por arco de los aceros de carbono.

A.W.S. A5.29-80 Especificación para la clasificación de los alambres tubulares para la soldadura por arco de los aceros de baja aleación.

A.W.S. A5.9-81 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura por arco de los aceros inoxidables.

A.W.S. A5.22-80 Especificación para la clasificación de los alambres tubulares para la soldadura por arco de los aceros resistentes a la corrosión. al cromo y al cromo-níquel.

Criterios de la clasificación.

La clasificación de los alambres, sólidos o tubulares, es realizada teniendo como base las propiedades mecánicas del metal aportado en la condición de cómo es soldado, tipo de gas de protección y composición química.

Estos datos son validos para los alambres de la especificación A.W.S. A5. 18; para los alambres de las especificación A.W.S. A5. 28, también son calos todos los valores descritos anteriormente, pero ampliados con la composición química del metal depositado.

En el caso de los alambres tubulares, como por ejemplo los de la especificación A.W.S. A5. 20, estos valores son complementados con la indicación de la posición de soldadura, en los alambres tubulares de la especificación A.W.S. A5. 29 se sigue el mismo sistema de la especificación anterior con el agregado de la indicación de la composición química del metal depositado.

En cambio en las especificaciones A.W.S. A5. 9-81 de alambres y varillas y la A.W.S. A5. 22 de alambres tubulares son clasificados de acuerdo con la composición química del acero ¨resistente a la corrosión, cromo y al cromo-níquel¨ (inoxidable) por ellos depositados.

Sistemas de clasificación

La clasificación de los alambres sólidos de las especificaciones A.W.S. A5. 18 y A.W.S. A5. 28, tienen las siguientes características:

ER XX # - X 1 2 3 4

Donde

1. Las letras ER, cuando son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de alambre o varilla, aplicable a los procesos de soldadura MAG/MIG, TIG o Plasma.

2. Estos dígitos, que también podrían llegar a tres, indican la resistencia a la tracción mínima del metal depositado en miles de libras por pulgada cuadrada. Algunos ejemplos se dan en la tabla Nº 12.

Tabla Nº 12

Alambre o Varilla

Limite de Resistencia a la Tracción (Mínimo) (1)

Lbs./pul2 N/mm(2)

ER 70 # -X 70.000 480ER 80 # -X 80.000 550ER 90 # -X 90.000 620ER 100 # -X 100.000 690ER 110 # -X 110.000 760ER 120 # -X 120.000 830

Nota: (1) Las probetas son preparadas en las condiciones establecidas por la propia especificación, especialmente en lo que se refiere al pre-calentamiento, temperatura entre pasadas y tratamiento térmico.

3. Este digito, en forma de letra, señala lo siguiente:

S = Indica que se trata de una alambre solido.

C = Significa que se trata de un material compuesto.

4. Este último digito indica la composición química del metal depositado (en porcentajes), en el caso de la especificación A5 . 18 – Alambres y varillas para la soldadura por arco con protección gaseosa de los aceros al carbono, está integrado por un solo numero (ver tabla Nº 13) y en cambio en la especificación A5. 28 – Alambre y varilla para la soldadura por arco con gas de protección de los aceros de baja aleación, y está integrado por letras y números, de forma

muy similar a lo descrito en la tabla Nº 4 correspondiente a la especificación AWS A5.5 (ver tabla Nº 14).

Tabla Nº 13 (Esp. A5.18)

Clasificación A.W.S

C(1) Mn(1) Si(1) P(1) S(1) Cu(1)

ER 70S-2 00,7 0,90 a 1,40

0,40 a 0,70

0,025 0,035 0,50

ER 70S-3 00,6 a 0,15 0,90 a 1,40

0,45 a 0,70

“ “ “

ER 70S-4 00,7 a 0,15 1,00 a 1,50

0,65 a 0,85

“ “ “

ER 70S-5 00,7 a 0,19 0,90 a 1,40

0,30 a 0,60

“ “ “

ER 70S-6 00,7 a 0,15 1,40 a 1,85

0,80 a 1,15

“ “ “

ER 70S-7 00,7 a 0,15 1,50 a 2,00

0,50 a 0,80

“ “ “

ER 70S-G N E (2) N E N E N E N E N E(1) valores en %. (2) No especificado

Tabla Nº 14 (Esp. A5.28)

Indicador de

laaleación

Alambres Sólidos Aleados al:Mo(1) Cr(1) Ni(1) Mn(1) V(1)

A1 0.05 --- --- --- ---B1 0.05 0.05 --- --- ---B2 0.05 --- --- --- ---B3 1,00 --- --- --- ---B4 0.05 --- --- --- ---C1 --- --- 2,50 --- ---C2 --- --- 3,50 --- ---C3 --- --- 1,00 --- ---D1 0,30 --- 3,50 1,50 ---D2 0,30 --- 1,00 1,75 ---G 0,20 0,30 0,50 1,00 0,10

Nota: (1) Todos los valores son dados en porcentajes(2) N E = No EspecificadoLos valores individuales corresponden al máximo

La clasificación de los alambres tubulares para la soldadura por arco de los aceros al carbono - especificación A.W.S. A5.20 – y la de los alambres tubulares para la soldadura por arco de los aceros de baja aleación - especificación A.W.S. A5.29 – tienen características similares a las dos especificaciones anteriores, pero si incluye la indicación de la posición de soldadura, como veremos a continuación:

E XXTX – XX1 2 3 4 5 6

Donde

1. La letra E designa un alambre-electrodo.

2. Este digito indica el límite de resistencia a la tracción mínima del metal depositado en Lbs/pul2, en las condiciones de cómo es soldado, (ver tabla Nº 15).

Tabla Nº 15

Clasificación A.W.S.


Lbs./pul2 N/mm(2)

E 6XT - X 62.000 428E 7XT – X 72.000 497E 8XT – X 80.000 550E 9XT – X 90.000 620E 10XT - X 100.000 690

3. Este dígito indica la posición de soldadura para la cual el alambre es recomendado y así obtener resultados satisfactorios:

0 – Posición plana u horizontal1 – Todas las posiciones

4. La letra T indica que se trata de un alambre tubular, es decir un tubo cuyo interior esta relleno de polvo o ¨flux¨.

5. El significado de este digito es el de señalar el desempeño del consumible (ver tabla Nº 16.)

Tabla Nº 16


Técnica, Protección y PolaridadTécnica

OperativaProtección Externa

Corriente y Polaridad

E XXT - 1 Pases múltiples

CO2 C.C. - Positiva.

E XXT – 2 Pase simple



No C.C. - Positiva.

E XXT – 4 Pases múltiples

No C.C. - Positiva.




No C.C. - Positiva.


No C.C. - Negativa


No C.C. - Negativa


No C.C. - Negativa


No C.C. - Negativa

E XXT – G Pases múltiples

(1) (1)

E XXT – GS Pase simple

(1) (1)

Nota: (1) Los requisitos de protección gaseosa, corriente y polaridad pueden ser establecidos, de acuerdo entre el comprador y el proveedor o fabricantes.

6. Este digito, que está integrado por letras y números, indica la composición química del metal depositado, no obstante esas composiciones no siempre son identificadas en la especificación, el sistema guarda una similitud con la especificación AWS A5.28, de alambres sólidos (ver tabla Nº 17).

Tabla Nº 17

Dígito AlambreA1 Molibdeno (Mo)

B1 al B3 Cromo (Cr) – Molibdeno (Mo)

Ni 1 al Ni 3 Níquel (Ni)

D 1 al D 3 Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo)K 1 al K 3 Otros elementos de aleación

La clasificación de los consumibles para la soldadura de los aceros inoxidables, o también denominados resistentes a la corrosión, al cromo y al cromo-níquel, tanto de la especificación A.W.S. a5.9 – Alambres y Varillas (sólidos), como de la A.W.S. A5.22 Alambres tubulares, es realizada teniendo como base la composición química del metal depositado por los mismos; y es similar a la clasificación adoptada por la A.I.S.I. American Iron and Steel Institute (Instituto Americano del Hierro y el Acero) para los aceros de esas mismas propiedades

La clasificación de los Alambres y Varillas de la especificación A.W.S. A5.9 tiene las siguientes características:

ER XXX## 1 2 3

Donde:

1. La letra E designa un alambre- electrodo+

2. La letra R designa una varilla

1+ 2. Cuando las letras ER son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de un alambre o varilla, aplicable en los procesos Arco Sumergido, MAG/MIG, TIG e Hidrógeno Atómico.

3. Estos dígitos, normalmente en número de tres, señalan la composición química del metal depositado de acuerdo con lo definido en la clasificación de A.I.S.I Para los aceros del mismo tipo, y también pueden venir seguidos de letras que indican una composición específica. La suma de el símbolo de algún elemento (por ejemplo: Mo) después de la clasificación, significa que el contenido de este elemento fue alterado en relación a la composición química original.

Ejemplos:

ER308 – Corresponde a la misma característica de una acero de la AI.S.I. (308 = 18 Cr-8Ni).

ER308L - La misma composición química del ER308, pero con menor contenido del carbono.

ER308Mol - La misma composición química del AR308L, pero con un contenido de Molibdeno (Mo) de 2 a 3%.

En general, la composición química de los alambres y varillas de esta especificación don similares a las de la tabla Nº 5.

La clasificación de los Alambres Tubulares para la soldadura por arco de los aceros, resistentes a la corrosión, al cromo y al cromo níquel de la especificación A.W.S. A5.22 tiene las siguientes características:

E XXXT – X1 2 3 4

Donde:

1. La letra E designa a un alambre-electrodo.

2. Estos dígitos, normalmente en número de tres a cinco, señalan la composición química del metal depositado, (ver ítem 3 en la página anterior).

3. La letra T indica que se trata de un alambre tubular, es decir un tubo cuyo interior esta relleno de un polvo o ¨flux¨.

4. Este digito indica el medio de protección, la corriente y polaridad a emplearse durante la soldadura. Los medio de protección cubiertos por esta especificación son los siguientes:

E XXXT-1 - CO2 (corriente continua – polaridad positiva).

E XXXT-2 - Argón + 2% de oxigeno (corriente continua – polaridad positiva).

E XXXT-3 - Sin protección externa (corriente continua – polaridad positiva).

E XXXT-G – No especificado.

Prosiguiendo con la clasificación de los alambres, sólidos o tubulares, mencionaremos a continuación la norma I.S.O/E.N.864 ¨Alambres Sólidos para la Soldadura por Arco con Gas de Protección de los Aceros de Carbono¨; hasta el presente momento esta norma solo hace mención a la tolerancia con respecto al diámetro de los alambres y a las dimensiones y formas de los carretes para su bobinado.

LOS GASES DE PROTECCIÓN PARA EL PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO CON ALAMBRE (solido o tubular) – MAG/MIG.

En los procedimientos de soldadura por arco con gas de protección, el gas protector tiene una gran influencia, tanto en las propiedades del metal depositado como en la estabilidad del arco. Por lo tanto es necesario que la soldadura se realice en una atmósfera controlada.

En el proceso MAG/MIG se consigue la atmósfera controlada rodeando el arco con un gas, que es proporcionado a través de la tobera. El aire de la zona de soldadura es desplazado por la corriente de gas protector, como resultado, el arco y el baño de fusión se mantienen en el interior de esa atmósfera protectora, en otras palabras, la finalidad del gas protector es evitar que el metal fundido entre en

contacto con el aire. El aire, que nos rodea, esta compuesto de un 78% de nitrógeno, 21% de oxigeno, 0,94% de argón, 0,04% de otros gases (principalmente bióxido de carbono, CO2) y de una cierta cantidad de agua, en forma de vapor (hidrógeno), proveniente de la humedad ambiente.

De los gases que se encuentran en la atmósfera, los más perjudiciales para la operación de soldadura son: el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno. Las consecuencias de la combinación de estos gases con el metal fundido, o aun incandescente, con las siguientes: el hidrógeno al disociarse en el arco eléctrico produce poros con el consabido debilitamiento del metal depositado; el nitrógeno al combinarse con el hierro forma un compuesto llamado nitruro de hierro cuya característica es su gran dureza, transformado el metal depositado en un metal frágil, el oxígeno al combinarse con el hierro forma óxidos de hierro, disminuyendo las propiedades mecánicas del metal depositado.

Dado lo perjudicial de los efectos ocasionados por estos tres gases, se hace indispensable eliminarlos de las inmediaciones del arco o del metal fundido durante la operación de soldadura. Esto es conseguido por la acción de los gases de protección, que son divididos en dos grupos: inertes o activos.

Los primeros son elementos muy estables que o reaccionan con otras sustancias, en la naturaleza solo se encuentran seis gases inertes Helio, Neón, Argón, Kriptón, Xenón y Radón y en la soldadura solo se utilizan el Helio y el Argón, por ser los únicos que pueden obtenerse en cantidades y precios razonables,

Los segundos gases son básicamente el Bióxido de Carbono (CO2) y cualquiera de las mezclas que contengan este gas que, por su condición de activos y al reaccionar con otros elementos, se hace necesario la utilización de alambre ricos de elementos desoxidantes como por ejemplo: Manganeso (Mn) y Silicio (Si), para compensar su acción oxidante.

Argón.

Este gas es utilizado como medio de protección, en la soldadura por fusión, desde hace muchos años; y se lo obtiene por destilación del aire, previamente licuado.

El Argón puro solo es utilizado como gas de protección en las soldadura de metales como el aluminio (Al), cobre (Cu), níquel (Ni) y titanio (Ti); en cambio si se lo emplea en la soldadura de los aceros, tiene tendencia a producir mordeduras y cordones con bordes muy irregulares.

Helio.

Al igual que el Argón es un gas inerte, y se lo obtiene a partir de un proceso de destilación fraccionada de aire atmosférico, similar al que se aplica en la obtención del Argón.

Su principal aplicación se circunscribe a la soldadura de los metales no ferrosos, como por ejemplo: el aluminio (Al), cobre (Cu) y el magnesio (Mg).

Dióxido de carbono (CO2).

La mayor utilización del CO2 como gas de protección, se encuentra en la soldadura de los aceros al carbono.

La característica principal de este gas es la proporcionar soldaduras con una mayor penetración, sumiéndole a esto el hecho de ser mucho mas barato que el Argón y otros gases protectores.

Mezcla de Argón y Oxígeno.

Al soldar los aceros al carbono y con el objetivo de mejorar los bordes del cordón y la forma de penetración que se obtiene con argón puro, se puede utilizar mezclas de argón + oxígeno al 1, 2, o 5 %.

El oxígeno aumenta la penetración mejora el aspecto de la junta y disminuye la tendencia a formar mordeduras. Las mezclas de argón + oxígeno son muy utilizadas en la soldadura de los aceros al carbono, de baja aleación e inoxidables.

Mezcla Argón y CO2

Al soldar aceros al carbono con la protección del CO2 puro no permite alcanzar las mejores características del arco. Este problema suele aparecer en la uniones en las que debe cuidarse especialmente un buen aspecto superficial y reducir al mínimo las salpicaduras; en este caso se recurre a las mezclas de argón + CO2.

Las mezclas de argón + CO2. Pueden ser utilizadas en la soldadura de los aceros al carbono, de baja aleación y algunos tipos de inoxidables.

Mezcla de Argón, Helio y CO2.

El mayor campo de aplicación de este tipo de mezclas es la soldadura de los aceros inoxidables austeníticos (de acuerdo con A.I.S.I. son los de la serie de 300).

La utilización de estas mezclas permite conseguir cordones de buen aspecto y con un refuerzo o sobre espesor muy bajo, lo que es muy interesante cuando se pretenda una superficie lisa y sin un refuerzo elevado. Por esas razones, se emplea en la soldadura de las tuberías de aceros inoxidables.

LAS VARILLAS Y GASES PARA EL PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO CON ELECTRODO DE TUNGSTENO – (TIG).

Las propiedades del metal de soldadura.

Las propiedades del metal de soldadura depositado, dependen del tipo del material de aporte, tipo del gas de protección y de las variables del proceso de soldadura, y son identificadas según normas. Por tal motivo, y con el objeto de ordenar los diferentes tipos de consumibles clasificándolos de acuerdo al tipo de material que se tenga que soldar, por eso varias instituciones o asociaciones crearon, para tal fin, normas o especificaciones.

A continuación detallaremos dos de las normas más conocidas mundialmente, comenzando, por ser la más difundida, con la del A.W.S. (American Welding Society = Sociedad Americana de Soldadura) y continuando con al E.N. (European Norm = Norma Europea) o, dependiendo der algunos casos, con la D.I.N. (Deutsche Institut fur Normung = Instituto Alemán de Normalización).

En el sistema desarrollado por A.W.S. están clasificados únicamente los materiales de aporte, quedando excluidos los gases de protección. Las varillas que habitualmente son utilizados para el proceso de soldadura TIG, están contenidas en las siguientes especificaciones.

A.W.S. A5.18-93 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas par la soldadura por arco con gas de protección de los aceros al carbono.

A.W.S. A5.28-79 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura por arco con gas de protección de los aceros de baja aleación.

A.W.S. A5.9-93 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura por arco de los aceros inoxidables.

.

A.W.S. A5.10-88 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura de aluminio y sus aleaciones.

A.W.S. A5.7-84 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura de cobre y sus aleaciones.

A.W.S. A5.14-89 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura de níquel y sus aleaciones.

A.W.S. A5.19-92 Especificación par a la clasificación de los alambres y varillas par la soldadura para las aleaciones de magnesio.

A.W.S. A5.16-90 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para la soldadura de titanio y sus aleaciones.

A.W.S. A5.24-90 Especificación para la clasificación de los electrodos y varillas para la soldadura de circonio y sus aleaciones.

También pueden ser usados en el proceso de soldaduras por arco con electrodo de tungsteno los materiales comprendidos en:

A.W.S. A5.2-88 Especificación para la clasificación de las varillas para la soldadura por el proceso oxi-gas de los aceros de baja aleación.

Criterios de la calificación.

Veamos en detalle algunas de las especificaciones de la A.W.S de mayor aplicación en la soldadura por arco con electrodo de tungsteno (TIG). Comenzaremos por la A.W.S. A5.18-93 que clasifica a los metales de aporte para la soldadura de los aceros al carbono y la A.W.S. A5.28-79 que clasifica a los

metales de aporte para la soldadura de los aceros de baja aleación. Estas especificaciones son las mismas que las utilizadas para los consumibles del proceso MAG, por lo tanto repetiremos los mismos conceptos.

La clasificación de las varillas contempladas en estas dos especificaciones, es realizada teniendo como base las propiedades mecánicas del metal aportado en la condición de cómo soldado, tipo de gas de protección y composición química.

Sistemas de clasificación.

La clasificación de las varillas de las especificaciones A.E.S. A5.18 y A.W.S. A5.28, tiene las siguientes características:

ER XX # – X 1 2 3 4

Donde:

1. La letra ER, cuando son utilizadas juntas, se refiere al consumible en la forma de alambre o varilla, aplicable a los procesos de soldadura MAG/MIG, TIG o Plasma.

2. Estos dígitos, que también podrían llegar a ser tres, indican la resistencia a la tracción mínima del metal depositado en miles de libras por pulgada cuadrada. Algunos ejemplos se dan en la tabla Nº 18.

Tabla Nº 18

Alambre o Varilla


Lbs./pul2 N/mm(2)

ER 70 # -X 70.000 480ER 80 # -X 80.000 550ER 90 # -X 90.000 620ER 100 # -X 100.000 690ER 110 # -X 110.000 760ER 120 # -X 120.000 830

Nota: Las probetas son preparadas en las condiciones establecidas por la propia especificación, especialmente en lo que se refiere al pre-calentamiento, temperatura entre pasadas y tratamiento térmico.

3. Este dígito, en forma de letra, señala lo siguiente.

S= Indica que se trata de un alambre o varilla solida.

C= Significa que se trata de un material compuesto.

4. Este último dígito indica la composición química del metal depositado ( en porcentajes %-), en el caso de la especificación A5.18 Alambres y varillas par la soldadura por arco con protección gaseosa de los aceros al carbono – y está integrado por un solo número en el caso de los alambres o varillas solidas (ver tabla Nº 19) y por un número y una letra cuando se trata de un material compuesto (Que solo son utilizados en el proceso de soldadura MAG/MIG. En cambio en la especificación A5.28 – Alambres y varillas para la soldadura por arco con gas de protección de los aceros de baja aleación, está integrado por letras y números (ver tabla Nº 20).

Tabla Nº 19 (Esp. A5.18)- Alambres y Varillas solidas (Ac. Al C)


C(1) Mn(1) Si(1) P(1) S(1) Cu(1)

ER 70S-2 00,7 0,90 a 1,40

0,40 a 0,70

0,025 0,035 0,50

ER 70S-3 00,6 a 0,15

0,90 a 1,40

0,45 a 0,70

“ “ “

ER 70S-4 00,7 a 0,15

1,00 a 1,50

0,65 a 0,85

“ “ “

ER 70S-5 00,7 a 0,19

0,90 a 1,40

0,30 a 0,60

“ “ “

ER 70S-6 00,7 a 0,15

1,40 a 1,85

0,80 a 1,15

“ “ “

ER 70S-7 00,7 a 0,15

1,50 a 2,00

0,50 a 0,80

“ “ “

ER 70S-G N E (2) N E N E N E N E N E

Tabla Nº 20 (Esp. A5.28) (Baja Aleac.)

Indicador de la aleación

Alambres Sólidos Aleados al:Mo(1) Cr(1) Ni(1) Mn(1) V(1)

A1 0.05 --- --- --- ---B1 0.05 0.05 --- --- ---B2 0.05 --- --- --- ---B3 1,00 --- --- --- ---B4 0.05 --- --- --- ---C1 --- --- 2,50 --- ---C2 --- --- 3,50 --- ---C3 --- --- 1,00 --- ---D1 0,30 --- 3,50 1,50 ---D2 0,30 --- 1,00 1,75 ---G 0,20 0,30 0,50 1,00 0,10

Nota: (1) Todos los valores son dados en porcentajes(2) N E = No EspecificadoLos valores individuales corresponden al máximo

La ordenación de los materiales de aporte, Alambres y varillas para la soldadura de los Aceros Inoxidables, o también denominados resistentes a la corrosión, al cromo y al cromo níquel, de la especificación A.W.S. A5.9, es realizada teniendo como base la composición química del metal depositado por los mismos, y es similar a la clasificación adoptada por la A.I.S.I. (American Iron and Steel Institute = Instituto Americano del Hierro y del Acero) para los aceros de esas mismas propiedades.

Esta clasificación de los Alambres y Varillas de la especificación A.W.S.A5.9 tiene las siguientes características:

ER XXX## 1 2 3

Donde:

1. La letra E designa un alambre-electrodo


1+2 - Cuando las letras ER son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de una alambre o varilla, aplicable en los procesos Arco Sumergido, MIG, TIG y Plasma.

3. Estos dígitos, normalmente en número de tres, señalan la composición química del metal depositado de acuerdo con lo definido en la clasificación de A.I.S.I. para los aceros del mismo tipo, y también pueden venir seguido de letras que indican una composición especifica. La suma de el símbolo de algún elemento (por ejemplo: M) después de la clasificación, significa que el contenido de este elemento fue alterado en relación a la composición química original.

Ejemplos:

ER-308- Corresponde a la misma característica de un acero de la clasificación A.I.S.I. (308 = 18Cr – 8Ni).

ER-308L- La misma composición química del ER308, pero con menor contenido de carbono.

ER-308MoL- La misma composición química del ER308L, pero con un contenido de Molibdeno (M) de 2 a 3%.

La composición química del metal de aporte depositado por estos consumibles, es definida por la clasificación dada por Inst. Americano del Hierro y Acero (A.I.S.I.), y esta detallada en la tabla Nº 5.

Consumibles para materiales no ferrosos

Prosiguiendo con la clasificación de los metales de aporte para la soldadura por arco con electrodo de tungsteno, se da a continuación una síntesis de los consumibles destinados a la soldadura de los principales materiales no ferrosos.

Aluminio

La clasificación de los alambres y varillas par la soldadura de aluminio y sus aleaciones está cubierta por la especificación A.W.S. A5.10-88 y tiene las siguientes características:

ER XXXX

1 2 3

Donde:

1. La letra E designa un alambre-electrodo.


1+2 - Cuando las letras ER son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de una alambre o varilla, aplicable en los procesos MIG, TIG y Plasma.

3. Estos dígitos, en número de cuatro, señalan la composición química del metal depositado de acuerdo con las aleaciones clasificadas por la .A.A. (Aluminum Association = Asociación del Aluminio) de los Estados Unidos y que suman más de doce tipos diferentes, a continuación se detallan algunas de las aleaciones más comunes (ver tabla Nº 21).

Tabla Nº 21


Composición Química (en %)

ER 1100 Aluminio (AI) 99,0 min.ER 4043 Aluminio + 4,5 a 6,0 de Silicio (Si)ER 5356 Aluminio + 4,5 a 5,5 de Magnesio (Mg) + 0,05 a

0,20 de Manganeso (Mn) + 0,05 a 0,20 de Cromo (Cr).

ER 5654 Aluminio + 3,1 a 3,9 de Magnesio.

Cobre.

Los materiales de aporte, alambre y varillas, para la soldadura del cobre y sus aleaciones se encuentran cubiertos por la especificación A.W.S. A.5.7-84 y se detalla a continuación:

ER XXXXXX - ##

1 2 3

Donde:

1. Las letras ER, cuando son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de alambre o varilla, aplicable a los procesos de soldadura MIG, TIG y Plasma.

2. Estas letras, que pueden variar entre dos y seis, señalan los principales elementos de aleación de dicho consumible, ejemplo: Cu = cobre, Si = silicio, Sn = estaño, Al = aluminio, Ni = níquel y Mn = manganeso (ver tabla Nº 22). (Existen también otras varillas aleadas al Zn = cinc, especialmente desarrolladas para la soldadura de los latones y están contempladas en la especificación A5.27-85 ¨Varilla de Cobre y sus Aleaciones para la Soldadura Oxi- combustible¨).

3. Estos dígitos, pueden ser letras o combinación de letra y número e indican la cantidad de variables para el mismo tipo de aleación (ver tabla Nº 22).

Tabla Nº 22

ClasificaciónA.W.S.

Denominación común Principales Elementos de Aleación.(en %)

ER Cu Cobre 98,0 min. De CobreER CuSi-A Cobre-silicio Cobre + 2,8 a 4,0 de SilicioER CuSn-A Bronce-fósforoso Cobre + 4,0 a 6,0 de Estaño + 0,10 a 0,35

deFósforo

ER CuNi Cupro-níquel Cobre + 29,0 a 32,0 de Níquel + 0,40 a 0,75 de Hierro

ER CuAl-A1 Bronce-aluminio Cobre + 6,0 a 8,5 de AluminioER CuAl-A2 “ “ Cobre + 8,5 a 11,0 de AluminioER CuAl-A3 “ “ Cobre + 10,0 a 11,5 de AluminioER CuNiAl Cupro-níquel-aluminio Cobre + 4,0 a 5,50 de Níquel + 8,50 a 9,50

de Aluminio + 0,60 a 3,50 de ManganesoER CuMnNiAl Cupro-níquel-

manganeso-aluminioCobre + 1,5 a 3,0 de Níquel + 11,0 14,0 de Manganeso + 7,0 a 8,5 de Aluminio

Níquel

Los alambres y varillas para la soldadura de Níquel y sus aleaciones por el proceso TIG se encuentran clasificados en las especificaciones A.W.S. A5.14-89, y suelen estar agrupados según sus componentes químicos (siguiendo un orden decreciente) e identificados a través de su correspondiente símbolo, ejemplo:

Níquel……………………………………………….... (Ni)

Níque- Cobre……………………………………….. (Ni-Cu)

Níquel-Cromo……………………………………….. (Ni-Cr)

Níquel-Cromo-Hierro………………………………. . (Ni-Cr-Fe)

Níquel-Hierro-Cromo……………………………….. (Ni-Fe-Cr)

Níquel-Molibdeno…………………………………... (Ni-Mo)

Níquel-Cromo-Molibdeno………………………….. (Ni-Cr-Mo)

Níquel-Cromo-Cobalto-Molibdeno………………… (Ni-Cr-Co-Mo)

La variedad de materiales de aporte clasificados en esta especificación es de veintiún tipos diferentes, y se los ordena tal como se indica a continuación:

ER XX…XX - ## 1 2 3

Donde:

1. Las letras ER, cuando son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de alambre o varilla, aplicable a los procesos de soldadura arco sumergido, MIG, TIG y plasma.

2. Estas letras, que pueden variar entre dos y ocho, señalan los principales elementos de aleación de dicho consumible, como ya fue explicado anteriormente.

3. Estos dígitos ordenan numéricamente a aquellos consumibles cuya composición química está formada, básicamente, por los mismos elementos. Veamos a continuación algunas de las aleaciones más comunes (ver tabla Nº 23).

Tabla Nº 23

Clasificación

A.W.S.

Denominación común

Principales Elementos de Aleación. (en %)

ER Ni - 1 Níquel 93,0 min de NíquelER NiCu-7 Monel 62,0 a 69,0 de Níquel + - 28,0 de CobreER NiCR-3 Incoloy 63,0 min de Níquel + 18,0 a 22,.0 de

CromoER NicRfE-5 Inconel 70,0 min de Níquel + 16,0 de Cromo +

6,0 a 10,0 de HierroER NiCrMo-3 58,0 min de Níquel + 20,0 a 23,0 de

Cromo + 8,0 a 10,0 de Molibdeno

Magnesio.

La clasificación de los alambres y varillas para la soldadura de las aleaciones de magnesio están especificadas en la A.W.S. A5.19-22 y se caracterizan por destacar el principal elemento de aleación, tal como se detalla a continuación:

ER XX##X 1 2 3 4 5

Donde:

1. Las letras E, designa un alambre-electrodo

2. La letra R designa una varilla.

1-2 Cuando las letras ER son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de un alambre o varilla, aplicable en los procesos MIG, TIG, Plasma y Oxi-combustible.3. Estas dos letras señalan los dos principales elementos de aleación, en

orden decreciente (ver tabla Nº 24).

4. Estos dos números indican, en valores medios, los porcentajes de los dos principales elementos de aleación (ver tabla Nº 24).

5. Esta última letra sirve para distinguir aquellas aleaciones con el mismo porcentaje de los dos elementos principales.

Tabla Nº 24


Principales Elementos de Aleación (en %)Aluminio (Al) Cinc (Zn) Circonio (Zr) Tierras Raras

ER AZ61A 5,8 a 7,2 0,40 a 1,5 -0- -0-ER AZ92A 8,3 a 9,7 1,7 a 2,3 -0- -0-ER AZ101A 9,5 a 10,5 0,75 a 1,25 -0- -0-ER EZ33A -0 - 2,0 a 3,1 0,45 a 1,0 2,5 a 4,0

Como fue manifiesto al comienzo del tema de Clasificación de los Materiales de Aporte para la Soldadura por Arco con Electrodo de Tungsteno, también pueden ser usados en el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno (TIG) los materiales comprendidos en la especificación A.W.S. A5.2-88 que clasifica la varillas para la soldadura por el proceso oxi-combustible de los aceros al carbono y de baja aleación y que tiene la siguiente característica:

R XX-G 1 2 3

Donde:

1. Las letras R designa una varilla

2. Estos dígitos, que también podrían llegar a ser tres indican la resistencia a la tracción mínima del metal depositado en miles de libras por pulgada cuadrara (ver tabla Nº 25).

3. La letra G indica que esa varilla no tiene requerimientos en materia de composición química y cuya resistencia a la tracción será redondeada en miles de libras por pulgada cuadrada. (en realidad este tipo de material es fabricado especialmente, según necesidades del consumidor y en acuerdo con el productor).

Tabla Nº 25.


Resistencia a la Tracción (min) Alargamientos/4 diam.Lbs./pul2 Mpa.

R 45 -0- -0- -0-R 60 60.000 415 20 %R 65 65.000 462 16 %

R 100 100.000 690 14 %R XXX-G N.R N.R N.R

LOS GASES DE PROTECCIÓN PARA EL PROCESO TIG

La principal exigencia para estos gases es eliminar, de la zona donde se está realizando la soldadura al hidrógeno y oxígeno que puedan contaminar a la misma.

Los gases de protección utilizados en el proceso TIG son, principalmente el argón y el helio, y algunas mezclas como por ejemplo: argón + helio, y argón o helio + pequeños porcentajes de hidrógeno u oxígeno. El tipo de gas o mezcla que se utilice puede afectar significativamente la calidad de la soldadura.

Argón.

Por poseer una baja conductividad térmica, el argón hace que el plasma sufra menor expansión a través de la ionización térmica y tenga por este motivo una dimensión pequeña pero muy ionizada. Esta característica del argón hace que el encendido del arco sea más fácil al mismo tiempo que las variaciones del voltaje

del arco, provocadas por la alteración de la longitud del mismo, sean menores, originando un arco más estable y consistente. Por tal motivo es el gas de protección más utilizado en la soldadura.

El efecto de esa alta temperatura localizada, provoca por la ionización concentrada dará como resultado una penetración también localizada, cuyo perfil del cordón de soldadura es mostrado abajo.

100% ARGÓN

No obstante la forma del cordón no ser la ideal, este efecto trae una gran ventaja para el argón, ya que la alta temperatura localizada contribuye a eliminar los óxidos de la superficie del metal de base, con lo cual facilita la soldadura de los metales que forman óxidos refractarios, es decir aquellos cuyo punto de fusi´pn es mayor que el del metal base.

Helio.

La utilización del helio como gas de protección es recomendable cuando su utilicen altos valores de energía de arco, es decir, en la soldadura de materiales cuya conductividad térmica se alta o refractarios. Esto se debe a que la conductividad térmica de este gas provoca la formación de un plasma ionizado de mayores dimensiones que el formado por el argón, lo que dará como resultado una densidad de corriente más uniforme a través del arco, evitando el calentamiento localizado y produciendo una penetración de forma parabólica, tal como se ve en la figura de abajo.100 % HELIO

A pesar de esta propiedades el helio es poco utilizado, dado la dificultad de ser obtenido y en consecuencia su alto costo.

Nitrógeno.

Este gas se utiliza en soldadura y en corte como gas de protección, dado su bajo costo y alta conductividad térmica y un comportamiento relativamente inerte.

La mayor aplicación de este gas es en la soldadura del cobre y sus aleaciones.

Mezcla de Argón y Helio

A través de esta mezcla se trata de obtener las mejores características presentes en los dos gases, es decir, aumentar la potencia del arco manteniendo las características propias del argón.

Cantidades en el orden del 50% del helio tienen poca influencia en las características del arco. Lo mas común es una mezcla de 75% de helio más 25% de argón, lo que da como resultado un aumento de la penetración en comparación con el uso de argón puro. En la figura abajo se muestra el tipo de penetración obtenida con esta mezcla.

25% ARGON75% HELIO

Mezcla con Hidrógeno

El hidrógeno es un gas que se inflama naturalmente, quemándose en forma espontánea no bien encuentra el oxígeno. En el proceso de soldadura TIG es usado como aditivo, cumpliendo la función de aumentar el aporte térmico y también la velocidad de desplazamiento. Cuando es mezclado, en porcentajes que varias entre 1 y el 5% con el argón, aumenta la penetración y la anchura del cordón.

Este tipo de mezcla nunca debe ser utilizada en la soldadura de los aceros al carbono, de baja aleación, ni para aceros inoxidables ferríticos, ya que estos materiales el hidrógeno puede producir fisuración.

Para una mejor interpretación sobre la utilización de los gases en la soldadura con electrodo de tungsteno con protección gaseosa (TIG o GTAW), se da a continuación una guía de aplicaciones.

METAL ESPESORES

(en mm.)

PROCESO MANUAL

PROCESOAUTOMATIZADO

ACEROS AL <3,00 Argón (CC -) Argón (CC -)

CARBONO>3,00

Argón (CC -)Ar+He 75% (CC-) o He (CC-)

ACEROS INOXIDABLES

<3,00>3,00

Argón (CC -)Ar+He 75% (CC-)

Ar+He 75% o Ar + H2 1 a 15% (CC-)He o He+H2 (CC-)

ALUMIIO <3,00>3,00

Argón (CA, af)Argón (CA, af)

Argón (CA, af) o He (CC -)Helio (CC -)

COBRE <3,00>3,00

Ar+He 75% (CC-)Helio (CC -)

Ar + He 75% (CC-) Ar+Ar + He + 90% He (CC -)

NÍQUEL Y SUS ALEACIONES

<3,00>3,00

Argón (CC -)Ar+He 75% (CC-)

Ar + He 75% o He (CC -)Helio (CC -)

LOS GASES DE PROTECCIÓN, SEGÚN LA NORMA EUROPEA – EN 439

Funciones de los gases e protección a- Ionizar la zona donde se establecerá el arco eléctrico b- Estabilizar el arco eléctrico. c- Proteger el baño de metal fundido de las influencias del oxígeno y del hidrógeno atmosférico. Los típicos de gases de protección, se dividen en: Inertes o Activos, que a su vez se sub-dividen en oxidantes, levemente reactivos y reductores.

Son inertes aquellos que no forman compuestos ni reaccionan durante el proceso de soldadura, ejemplo: el Argón (Ar), el Helio (He) y sus mezclas.

Activos son aquellos que, como su nombre lo indica, actúan durante el proceso de soldadura provocando reacciones en el baño de metal fundido, como por ejemplo el dióxido de carbono (CO2), el oxígeno (O), el nitrógeno (N2) y el hidrógeno (H2).

La norma E.N. 439: 94, agrupo a los gases de protección de acuerdo con el proceso de soldadura utilizado. A continuación se da un detalle de la misma.

símbolo Composición en Volumen (%)

Aplicaciones Observaciones

Grupo Numero

Oxidantes Inertes Reductores

Levemente Reactivos

CO2 O2 Ar He H2 N2

R 1 Resto 0 a 15 TIG, Soldadura y Corte con Reductor2 “ 15 a 35

Plasma. Protección de la raiz

1 1 100 MIG-TIG, Soldadura con Plasma Protección de la raiz

Inerte2 resto 1003 0 a 95

M 11 0 a 5 Resto MAG Débilmente

Osidante2 0 a 5 “3 0 a 3 “ 0 a 54 0 a 5 0 a 3 “

M2

1 5 a 25 Resto2 3 a 10 “3 0 a 5 3 a 10 “

4 5 a 25 0 a 8 “

M31 25 a 50 Resto2 10 a 15 “3 50 a 50 8 a 15 “

C1 1002 resto 0 a 30

F1

0 a 50 100

resto

Corte con plasma,Protección de la raíz

Levemente reactiva

2 Reductora

ESPECIFICACIÓN DE LA A.W.S. A5.32-97, PARA LA CLASIFICACIÓN DE LOS GASES DE PROTECCIÓN PARA LA SOLDADURA

La especificación A5.32-97 de la A.W.S. (American Welding Society) para la clasificación de los gases de protección en la soldadura, establece un sistema de códigos para la identificación del os gases puros y de sus mezclas.

En primer lugar se señala el código que identifica a cada uno de los gases:

A = Argón

C = Dioxido de Carbono (CO2)

He = Helio

H = Hodrógeno

N = Nitrógeno

O = Oxigeno

La clasificación de los gases de protección de la especificación A.W.S. A5.32-97, tiene las siguientes características:

SG - X1 2

Donde:

1. Las letras SG designan ¨Gas de protección¨.2. Esta letra designa el ¨Gas base¨.

Ejemplo de un solo gas:

a) SG – A = Gas de protección = Argón

b) SG – C = Gas de protección = Dióxido de carbono

Ejemplos de mezclas de gase:Mezclas de dos componentes:

c) SG – AC-25 = Gas de protección = Argón(75%)+Dióxido de carbono(25%)

d) SG – AO-2 = Gas de protección = Argón(98%)+Oxigeno (2%)

Mezclas de tres componentes:

e) SG – ACO-8/2 = Gas de protección = Argón(90%)+Dióxido

de carbono(8%)+Oxigeno(2%)

f) SG – HeAC-7,5/2,5 = Gas de protección = Helio (90%) +Argón (7,5%)+Dióxido de carbono (2,5%)

Para una mayor interpretación a continuación se transcribe la tabla Nº 4 de la especificación A5.32-97 de la A.W.S.

Clasificación de Mezclas Típicas de GaseClasificación Denominación

comúnPrincipales Elementos de Aleación.

A.W.S. (en %)SG-AC-25 75 / 25 Argón + Dióxido de carbonoSG-AC-2 98 / 2 Argón + OxigenoSG-AHe-10 90 / 10 Argón + HelioSG-AH-5 95 / 5 Argón + Hidrógeno SG-HeA-2,5 75 / 25 Helio + ArgónSG- HeAC-7,5/2,5 90./.7,5 / 2,5 Helio + Argón + Dióxido de carbonoSG-ACO-8/2 90 / 8 /2 Argón + Dióxido de carbono + OxigenoSG-A-G Especial Argón + Cualquier gas

LOS ALAMBRES Y FUNDENTES PARA EL PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO

La principal característica, en lo que hace a la calidad, del aporte realizado por el proceso de soldadura por arco sumergido, consiste en que el metal depositado es producto de la combinación de un alambre y un fundente. Por tal motivo, y al igual de lo que ocurre con los electrodos revestidos, la clasificación de estos consumibles (alambre y fundente) se realiza en conjunto.

Dando continuidad con la clasificación de los diversos consumibles, utilizado en soldadura detallaremos la especificación A5.17-86 de la A.W.S (American Welding Society), por ser la mayor difusión mundial.

Criterio de clasificación.

Del alambre-electrodo Tiene como base la composición química de mismo.

Del fundente Tiene como base las propiedades mecánicas del metal depositado, usando el fundente en combinación con cualquiera de los electrodos clasificados en esta especificación.

Sistema de clasifiación.

La clasificación de una combinación de un fundente con un alambre debe tener la siguiente característica:

FXXX – EXXXK 1 2 3 4 5 6 7 8

Donde:

1. La letra F desina un fundente

2. Este dígito se refiere a la resistencia a a tracción mínima del metal depositado.

Ejemplo:

F6XX - EXXX= Resistencia a la tracción en la faja de 60.000 a 80.000 psi. (de 451 a 550 N/mm2), en donde el número 6 indica la resistencia mínima del a franja.

F7XX - EXXX= Resistencia a la tracción en la faja de 70.000 a 950.000 psi. (de 480 a 650 N/mm2), adonde el número 7 indica la resistencia mínima de la franja.

Cabe recordar que la especificación de la A.W.S. diferencia cuatro (4) tipos de fundentes, de acuerdo a su proceso de fabricación, y son ellos:

a) Fundidos (fused fluxes).

b) Aglutinado (bonde fluxes)

c) Aglomerados (agglomerated fluxes) )son los mas usados)

d) Mezclados mecánicamente (mechanicall y mixed fluxes)

3. Esta letra designa la condición de tratamiento térmico en el cual fueron realizados los ensayos ¨A¨ se refiere a la condición de ¨como soldado¨ , ¨P¨ con tratamiento térmico después de soldado. El tiempo y la temperatura de estos tratamientos térmicos están contemplados en la propia especificación.

4. Este dígito se refiere a la menor temperatura en la que se efectuó el ensayo de impacto (charpy con entalla en V), obteniéndose valores den o mínimo 27.5 para el metal depositado. Ejemplos:

FXX – EXXX La letra ¨Z¨ indica, que no es requerido ensayo de impacto.

FXX0 – EXXX El número 0 señala que la temperatura mínima en la que se realizo el ensayo de impacto fue de -18º C.

FXX2 – EXXX El número 2 se refiere a la temperatura mínima de -29º C.

FXX4 – EXXX El número 4 indica una temperatura mínima de -40º C.

FXX5 – EXXX El número 5 señala una temperatura mínima de -46º C.

FXX6 – EXXX El número 6 indica que la temperatura mínima fue de -51º C.

FXX8 – EXXX El número 8 se refiere a que el ensayo de impacto se realizo a -62º C

5. La letra ¨E¨ designa a un alambre-electrodo, y las ¨EC¨ indican un electrodo compuesto.

6. En este campo estará cubierto por una de las letras ¨L¨, ¨M¨ o ¨H¨ y ellas se refieren al contenido de manganeso del alambre.

L = alambre de bajo contenido de Mn (máx. 0,60%).M = alambre de medio contenido de Mn (máx. 1.40%)H = alambre de alto contenido de Mn (máx. 2,20%).

7. Estos dígitos /en número de dos) se refiere a la composición química del alambre, conforme tabla: 35.

8. La letra ¨K¨, cuando incorpora a la clasificación del alambre, indica que el mismo fue fabricado con acero calmado al silicio.

TABLA Nº 35.

Clasificación AWS

Composición Química (en %)C Mn Si P S Cu(a)

Tipo Bajo MnEL 8 0,10 0,25 a 0.07 0,30 0,30 0,35

0,60EL 8 K 0,10 “ 0.10 a

0,25“ “ “

EL 12 0,04 a 0,14 “ 0,10 “ “ “Tipo Medio Mn

EM 12 0,06 a 0,15 0,80 a 1,25

0,10 0,30 0,30 0,35

EM 12K 0,05 a 0,15 “ 0,10 a 0,35

“ “ “

EM 13K 0,06 a 0,16 0,90 a 1,40

0,35 a 0,75

“ “ “

EM 14K 0,06 a 0,19 “ “EM 15K 0,10 a 0,20 0,80 a

1,250,10 a 0,35

0,030 0,030 “

Tipo Alto MnEH 11K 0,07 a 0,15 1,40 a

1,850,80 a 1,15

0,030 0,030 0,35

EH 12K 0,06 a 0,15 1,50 a 2,00

0,25 a 0,65

0,025 0,025 “

EH 14 0,10 a 0,20 1,70 a 2,20

0,10 0,030 0,030 “

Tipo Compuesto 0,15 1,80 0,90 0,035 0,035 0,35

consumibles soldadura

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