process 2013

2013 1/93

Subgerencia de Capacitacin y Certificacin

Diplomado en Tecnologa de la Soldadura Ind.

Modulo 4 Procesos de soldadura

Presenta:

M.C. Pedro Hernndez G.

CWI 11060031

2013 3/93

Adems de soldabilidad, los factores que influyen en la seleccin de un

proceso de soldadura son :

1. Introduccin

1) Las dimensiones de los materiales a soldar, en particular su

espesor, la forma,

2) La forma de la posicin en la que la soldadura se debe hacer

3) Requisitos para la raz de la soldadura

4) Accesibilidad del lado trasero

5) La preparacin de la junta

6) La disponibilidad de equipos de soldadura, fuentes de alimentacin

y accesorios

2013 4/93

Los procesos discutidos aqu se pueden dividir en tres grupos bsicos :

Soldadura

Brazing

Y corte

El inspector de soldadura debe tener algn conocimiento de:

caractersticas importantes

ventajas de los procesos

Limitaciones

Equipo necesario

Electrodos / metales de aporte

Tcnicas

Aplicaciones, y los posibles problemas de proceso

2013 5/93

1. Introduccin

La soldadura es una fusin de metales o no metales producidos ya sea

por calentamiento de los materiales a la temperatura de soldadura, con

la aplicacin o sin aplicacin de presin, o por la adicin o sin la adicin

de metal de aporte.

2013 6/93

WI debe saber para el examen CWI AWS los siguientes procesos :

1. Introduccin

SMAW Shielded Metal Arc Welding

GMAW Gas Metal Arc Welding

FCAW Flux Cored Arc Welding

GTAW Gas Tungsten Arc Welding

PAW Plasma Arc Welding

SAW Submerged Arc Welding

ESW Electroslag Welding

OAW Oxyacetylene Welding

SW Stud Welding

Figure 3.1

EBW Electron Beam Welding

RW Resistance Welding

Brazing Processes

Cutting Processes

2013 7/93

2013 8/93

2. Shielded Metal Arc Welding (SMAW)

SMAW utiliza el calor de un arco elctrico entre un electrodo metlico

cubierto y el rea de trabajo. La proteccin proviene de la

descomposicin del revestimiento de fundente del electrodo. El metal de

relleno es suministrado por el ncleo de electrodo de alambre cubierto.

2013 9/93


2013 10/93


2013 11/93


2013 12/93

2013 13/93


2013 14/93

2013 15/93

2013 16/93

1) Estabilizacion de arco de elementos ionizantes (que dicta el uso del

electrodo ac, dcep, or dcen)


El recubrimiento del electrodo proporciona lo siguiente:

2) Gas de proteccin para el charco de soldadura

3) Agentes de formacin de escoria contenido en el recubrimiento

que eliminar las impurezas

4) Los desoxidantes contenidos en el recubrimiento que reducen la

tendencia de la porosidad en la soldadura

5) Una manta aislante

6) elementos de la aleacin

7) El aumento de depositacin de soldadura de metal, polvo de hierro

cuando se incorpora en el revestimiento

2013 17/93

2013 18/93

Figura 3.6 Curva Volt-Amperage para fuente

de poder de corriente constante

2013 19/93

2013 20/93

2013 21/93

Ventajas:

1) Equipo simple y barato

2) portable

3) Disponibilidad de electrodos o numerosos, eso hace el proceso muy

verstil.

Desventajas:

1) Relativamente lento

2) La escoria debe ser removida

3) Electrodos de bajo hidrogeno deben tener un almacenamiento

especial.


2013 22/93

2013 23/93

Discontinuidades

Casi cualquier discontinuidad puede ser producido por el proceso

SMAW, si no se aplican correctamente

1) Porosidad

2) Inclusin de escoria

3) Fusin Incompleta

4) Penetracin incompleta de la junta

5) socavado

6) Traslape

7) Tamao incorrecto de la soldadura

8) Inapropiado perfil

Inapropiada manipulacin del electrodo


2013 24/93

3. Gas Metal Arc Welding (GMAW)

GMAW utiliza el calor de un arco

elctrico entre un electrodo de

alambre continuo de metal

desnudo como aporte y el rea

de trabajo. La proteccin se

obtiene totalmente de un gas

suministrado externamente

pudiendo ser inerte tal como

argn o helio, o un gas activo,

tal como CO2 o O2 o alguna

combinacin de los mismos.

2013 25/93


2013 26/93

2013 27/93


2013 28/93

2013 29/93

2013 30/93

Los depsitos del metal de soldadura GMAW en la junta es de uno de los

siguientes modos:


Transferencia Curriente y voltaje Gas de proteccin Observaciones

Spray Baja Mnimo 90% Ar Plana y horizontal

Globular Medio CO2 Salpicadura

Corto Circuito Corriente continua CO2 El alambre toca la pieza de trabajo

Pulsada Baja Ar-CO2 Pulso ajustado alta corriente y voltaje

2013 31/93


Figure 3.11 GMAW sistema de identificacin del

electrodo

2013 32/93


Ventajas:

1) Se utiliza para unir o recubrir muchos tipos de metales ferrosos y no ferrosos

2) Gas de proteccin en lugar de un fundente

3) Reducir la posibilidad de hidrgeno inducido

4) No produce escoria

5) Produccin automtica y robtica alta y alta productividad

1) Contaminacin excesiva del metal de base puede causar porosidad

2) Corrientes de aire, el viento puede disipar los gases de proteccin

3) Equipo Complejo

4) La transferencia cortocircuito puede llevar a una falta de fusin

Desventajas:

2013 33/93

Discontinuidades:

1) Cualquiera de las discontinuidades de soldadura comunes, excepto

inclusin de escoria

2) Porosidad

3) Fusin incompleta

4) Traslape

5) Socavado

6) Falta de llenado

Pobre tcnica del soldador


2013 34/93

4. Flux Cored Arc Welding (FCAW)

FCAW utiliza el calor de un arco elctrico entre un electrodo metlico

tubular continuo y la pieza de trabajo, que es similar a GMAW, FCAW,

excepto que en el electrodo es tubular y contiene un fundente granular

en lugar del alambre slido de GMAW.

2013 35/93


2013 36/93


2013 37/93

El electrodo FCAW contiene fundente, desoxidantes, y elementos de

aleacin.

Electrodos Auto-protegidos no requieren proteccin externa de gas

Si la proteccin externa se proporciona la opcin es por lo general, CO2

o una mezcla de 75% de CO2 Ar-25%

Stickout elctrico es una variable importante cuando se utiliza la auto-

proteccin con ncleo


2013 38/93


2013 39/93

Ventajas:

1) Debido al aumento de las tasas de depositacin y alta tolerancia

para la contaminacin, FCAW ha reemplazado SMAW y GMAW en

muchas aplicaciones.

2) Se puede usar en la taller o en el campo

3) Alta productividad

4) Arco agresivo profundamente penetrante.

Se puede utilizar en todas las posiciones


Desventajas:

1) Remocin necesaria de la escoria

2) Genera una cantidad significativa de vapores, que reducen la visibilidad de un soldador

2013 40/93

Discontinuidades:

1) Escoria atrapada

2) Porosidad

Pobre tcnica del soldador

Proteccin inadecuada


2013 41/93

5. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)

GTAW utiliza un arco elctrico entre un electrodo no consumible y la

pieza de trabajo. La proteccin se obtiene de un gas inerte o mezcla de

gas inerte. El metal de aporte se pueden aadir segn sea necesario. La

antorcha es por lo general refrigerada por agua, pero puede ser enfriada

por aire para aplicaciones de baja corriente. Figura. 10.15

2013 42/93

2013 43/93


2013 44/93

Puede ser, los mtodos manuales, mecanizados o automtica

Cuando el metal de aporte se aade, el proceso requiere de dos -

Tcnicas de mano

Lento calentamiento y bajas temperaturas combinando con las bajas

velocidades de enfriamiento, son caracteristicas del proceso GTAW

mejorando las propiedades mecanicas de la soldadura y la ZAC.

Con excepcin del aluminio, que normalmente se sueldan utilizando

corriente alterna, la mayor parte de la GTAW se realiza utilizando DCEN


La clasificacin de metal de aporte para las operaciones de GTAW es el

mismo que para el proceso GMAW.

2013 45/93


2013 46/93


2013 47/93

Ventajas:

1) El GTAW es capaz de soldar prcticamente todos los metales,

materiales incluso muy delgados.

2) Soldaduras de alta calidad visual excelente apariencia

3) Proceso limpio, sin quitar la escoria

Desventajas:

1) El nivel de habilidad necesario

2) Baja tolerancia a la contaminacion

3) Es un proceso de soldadura muy lento


2013 48/93

Discontinuidades:

1) Cualquiera de las discontinuidades de soldadura comunes, excepto

inclusiones de escoria.

2) Inclusiones de tungsteno


2013 49/93

Sumerged Arc Welding (SAW)

Semiautomtico,

Mecanizado

Automtico

SAW utiliza el calor de un arco elctrico o arcos entre el electrodo o los

electrodos y la pieza de trabajo, todo protegido por una manta de la

fundente granular.

2013 50/93

Electrodo de alimentacin y longitud de arco estn controlados por

el alimentador de alambre y la fuente de alimentacin.

El arco est oculto en la soldadura por arco sumergido.

Para la soldadura mecanizada o automtica, el camino debe estar

pre- alineado.

Suciedad de taller, grasa o humedad pueden contaminar el flujo.

Algunos fundentes calentados requieren contenedores y tolvas de

almacenamiento


2013 51/93


2013 52/93


2013 53/93


L (bajo), M (medio) or H (alto) contenido de manganeso, C (electrodo compuesto)

2013 54/93

Ventajas:

1) Se puede realizar en numerosos metales.

2) Alta tasa de depositacin metal de soldadura

3) Operador no tiene necesidad de utilizar un filtro en los lentes

4) Menos humo generado

5) Tiene capacidad de penetracin muy profunda


2013 55/93

Desventajas:

1) Limpieza de las superficies de trabajo y alinear el desplazamiento de

la mquina son muy importantes.

2) El fundente de bajo hidrgeno requieren almacenamiento en horno

caliente.

3) Relacin Ancho-profundidad, puede conducir a una grieta de lnea

central.

La alineacin incorrecta dar lugar a:

Camas de cordones fuera de posicin con penetracin incompleta

de la junta, alta restriccin de juntas, grietas

7. Sumerged Arc Welding (SAW)

2013 56/93

Discontinuidades:

Las soldaduras pueden presentar todas las discontinuidades comunes

1. Socavado

2. Grietas

3. Fusion incompleta


2013 57/93


2013 58/93

Plasma Arc Welding (PAW)

PAW es un proceso que utiliza un arco constreido entre el electrodo y la

pieza de trabajo (arco transferido) o el electrodo y la boquilla de

constriccin (no transferido). En muchos aspectos, este proceso es muy

similar a GTAW, sin embargo, el arco constreido proporciona una fuente

de calor mucho ms localizadas.

2013 59/93


2013 60/93

La proteccin de este proceso se obtiene a partir del gas caliente,

ionizado que sale de la antorcha, lo que puede ser complementado por

una fuente auxiliar de gas de proteccin. Este gas de proteccin puede

ser un gas inerte o una mezcla de gases. No hay ninguna presin

utilizada y metal de aporte puede o no ser necesario

6. Plasma Arc Welding (PAW)

2013 61/93

Al igual que GTAW, PAW utiliza un electrodo de tungsteno, pero el

electrodo est empotrado en la antorcha. El arco constreido produce

una fuente de calor ms localizada que resulta en la capacidad para

soldar materiales a velocidades de desplazamiento ms altas que las

obtenidas con GTAW. Esto tiende a reducir la entrada de calor,

resultando en velocidades de enfriamiento ms rpidas de HAZ


2013 62/93


2013 63/93


Fig. 3.30 Equipo de soldadura de arco por plasma, Incluida la consola de

Control

2013 64/93

Ventajas:

1) Proceso ms fcil para controlar manualmente

2) Ms rpido proceso, tienden a la cantidad de distorsin

3) Soldadura de alta calidad

Desventajas:

1) Limitado a espesores de 1 o menores.

2) El uso de PAW puede requerir una mayor habilidad del operador

debido a un equipo ms complejo.

3) Baja tolerancia a la contaminacin,


2013 65/93

Discontinuidades:

1) Igual que GTAW

2) Inclusion de cobre

3) Falta de fusion

4) Key hole (Tuneles)


2013 66/93

8. Electroslag Welding (ESW)

ESW utiliza la electricidad derritiendo el metal de aporte con un fundente

en la superficies de la pieza de trabajo. El calor se crea por la resistencia

elctrica del flujo. No hay arco, excepto en el inicio de la soldadura antes

de que el fundente granular se funde y se hace conductor. La escoria

fundida se mantiene a continuacin por su resistencia al flujo de la

corriente elctrica que pasa entre el electrodo y la pieza de trabajo.

2013 67/93

Mecanizado

Automtico

Soldadura hecha en posicin plana

Respaldos enfriados por agua (zapatas) en contacto con los lados

de la junta contienen el metal de soldadura y el fundente liquido.

La escoria refina el metal base fundido y el metal de aporte


2013 68/93


2013 69/93


2013 70/93

Ventajas:

1) Altas velocidades de deposicin

2) Uso de mltiples electrodos

3) No requiere preparacin especial

4) No hay tendencia de distorsin angular

Desventajas:

1) Tiempo considerable en preparar

2) Slo las secciones ms gruesas pueden ser econmicamente

unidas.

3) Las caras de la junta deben estar alineados

4) El borde de la placa debe ser lisa


2013 71/93

9. Oxyacetylene Welding (OAW)

OAW es un proceso de soldadura qumica que se basa en la reaccin

qumica entre la llama oxiacetilnica y el metal de base para producir el

calor necesario para la fusin de la base y el metal de aporte

2013 72/93

2013 73/93

2013 74/93

Stud weld (SW)

Soldadura de esprragos es un proceso de 4 etapas usado para unir

accesorios a las superficies metlicas. Una pistola de pernos tiene la

punta del esprrago contra la pieza de trabajo. Fig. 10,27. El proceso se

realiza en cuatro ciclos, los cuales estn temporizados y secuenciados

por la caja de control una vez que el esprrago es posicionado y se

empuja el gatillo.

2013 75/93

2013 76/93

2013 77/93

Stud weld (SW)

Ventajas:

Es un mtodo econmico y eficaz para la unin de soldadura a una

superficie

Desventajas:

El operador de soldadura correctamente debe ajustar el equipo de

pernos. La accin de la pistola, impropia (corrientes inapropiadas) puede

resultar en la fusin incompleta o socavar.

2013 78/93

Laser beam Welding (LBW)

Es un proceso de unin por fusin que produce la coalescencia de los

materiales con el calor obtenido a partir de un haz coherente concentrado

de luz monocromtica que incide, en la junta a soldar

Laser es un acrnimo de:

Light Amplification by Stimulated

Emission of Radiation

2013 79/93


Las principales ventajas de la soldadura por lser de haz se incluyen las siguientes :

Menor crecimiento de grano en la ZAC y menos distorsin de la

pieza.

Alta relacin Altura - Ancho

Soldaduras de paso simple por lser se han hecho en materiales de

hasta 1-1/4

Puede centrarse en un rea pequea

Variedad de materiales pueden ser soldados, incluyendo materiales

disimiles.

El rayo laser no esta influenciado por la presencia de campos

magnticos.

No requiere vaco como el EBW

El haz puede ser transmitido a mas de una estacin de trabajo

2013 80/93


Desventajas:

Las juntas deben ser posicionada con precisin bajo el haz

las juntas de ranura cuadrada a tope se requieren

Las piezas de trabajo a menudo debe ser forzadas juntas

La alta reflectividad y la conductividad trmica de algunos materiales

(aluminio, cobre) puede afectar

Las velocidades de enfriamiento rpido puede producir el agrietamiento y la

fragilizacin en la ZAC y puede atrapar porosidad en el metal de soldadura.

Con los lseres de alta potencia, se produce vapor a menudo por encima de

la junta de soldadura, cosa que interfiera con la capacidad del lser para

llegar a la junta

El equipo es caro

2013 81/93

Electron Beam Welding (EBW)

EBW es un proceso de unin por fusin que produce la coalescencia de

los materiales con calor obtenido del haz incidente compuesto de

electrones de alta energa en la junta a soldar

los electrones son partculas fundamentales de materia,

caracterizadas por su carga negativa y una masa muy pequea. El

haz es creado utilizando una pistola de electrones que contiene un tipo

emisor termoinico de electrones llamado ctodo o filamento

2013 82/93

2013 83/93

Electron Beam Welding (EBW)

EBW produce an mayores densidades de potencia que el LBW

Un haz de electrones pueden moverse fcilmente por la deflexin

electromagntica. En la mayora de casos, se utiliza para ajustar la

alineacin del haz a la junta.

Esta flexin modifica la densidad de potencia promedio en la junta, y

resulta en un cambio en la forma del cordn de soldadura.

2013 84/93

Los siguientes son ventajas de la soldadura por haz de electrones :

La EBW convierte directamente la energa elctrica a una salida de

haz

de energa. Por esto el proceso es extremadamente eficiente.

Las construcciones soldadas tienen una razn elevada de

profundidad -

ancho. Esta caracterstica permite una soldadura de pasada nica

para juntas

de gran espesor.

La entrega de calor por unidad de longitud para una penetracin dada

puede ser mucho menor que en la soldadura por arco. La zona de

soldadura delgada resulta en una distorsin baja, y un menor efecto

de deterioro trmico.

Un ambiente de alta pureza (vaco) para la soldadura minimiza la

contaminacin del metal por oxgeno y nitrgeno.

2013 85/93

Resistance Welding (RW)

La soldadura de resistencia (RW), la soldadura de Puntos RSW, de

Costura RSEW, y de Proyeccin PW son Procesos de soldadura de

resistencia en donde el calor es generado por la resistencia que opone

la pieza de trabajo al paso de la corriente elctrica, generando calor

que produce la unin de los metales en la superficie de contacto.

Aplicando una fuerza antes, durante y despus de la aplicacin de la

corriente.

2013 86/93

Resistance Welding (RW)

Tpicamente es utilizado en aplicaciones de lamina por encima de 1/8

de espesor

2013 87/93

Brazing (B)

Es un grupo de procesos de unin que produce la coalescencia de los

materiales por calentamiento, un metal de aporte que tiene un punto de

fusin superior a 840 F y por debajo del punto de fusin del metal base.

2013 88/93

Brazing (B)

Una diferencia importante entre los mtodos de soldadura diferentes, es

la manera en que se aplica el calor:

Torch brazing (TB)

Furnace brazing (FB)

Induction brazing (IB)

Resistance brazing (RB)

Dip brazing (DB)

Infrared brazing (IRB)

Difusion brazing (DFB)

2013 89/93

2013 90/93

2013 91/93

Procesos de corte

Trmico y Mecnico

Corte trmico es el mtodo estndar para:

Preparacin de las juntas de metales comunes, reparacin y saneado

Kerf Se define como el rea de corte un ancho

El metal es eliminado por combustin (oxidacin) en oxicorte, por fusin

simple, en chorro de plasma, o por fusin por arco en un chorro de aire.

2013 92/93

Cutting Processes

Oxifuel cutting (OFC)

Air Carbon Arc Cutting (CAC-A)

Plasma Arc Cutting (PAC)

Mechanical cutting

2013 93/93

2013 94/93

2013 95/93

2013 96/93

2013 97/93

2013 98/93

process 2013

Documents