tema 2 - soldadura oxi-gas

7/27/2019 Tema 2 - Soldadura Oxi-Gas

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EL PROCESO OXI-GAS

Por: Charles Salazar Silva


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Introduccin

En los descubrimientos

arqueologicos actuales en el Peru y

en el mundo, podemos ver que los

objetos metalicos de los restosencontrados, evidencian signos de

uniones soldadas con brazing

(soldadura fuerte)


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Introduccin

Muchos autores denominan al

proceso como: Soldadura con gas

oxicombustible, tambin es

conocido por sus siglas en inglescomo OFW (oxyfuel gas welding).

El proceso oxi-gas (oxi-acetilnico)

naci cuando empez a producirseindustrialmente el carburo de calcio

en el ao de 1894.


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Definicin

Es un proceso de soldadura endonde los materiales a unir se

calientan por medio de una llama

producida por la combustin entre el

oxigeno y un gas combustible. La

llama es dirigida hacia el material

base a travs de un soplete. Puede

ser con o sin la aplicacin de unmaterial de aporte, o puede ser con o

sin la fusin del material base, en

este roceso no se em lea resin.


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.definicin

La llama se genera en la punta de unsoplete, por donde sale una mezclaadecuada de oxigeno y un gascombustible.

A medida que la llama se mueve a lo largode la unin el metal base y/o el metal deaporte se solidifican para producir launin.

Algunos materiales requieren el uso defundentes.


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Ventajas

El operario tiene control sobre el calor y la

temperatura aportada.

Pueden soldarse lminas delgadas y piezas

pequeas.

Cuando el proceso emplea la fusin seobtiene la mejor unin metalrgica.

El equipo es de bajo costo.

Se puede soldar la mayora de los metales y

aleaciones. El equipo tambin sirve para enderezado, pre-

calentamiento, post-calentamiento, etc.


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Desventajas

El metal base o aleacin puede perder

ciertas caractersticas metalrgicas,

debido a la aportacin de calor y lapermanencia de este.

Este proceso es uno de los mas

lentos, en cuanto a ratio de

deposicin.


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La llama oxi-gas

Llama primaria.- El gas combustible arde con el

oxigeno del cilindro, se genera la mayor cantidad de

calor e inmediatamente despus de esta llama se obtiene

la mayor temperatura.

Llama secundaria.- Los productos de la llama primaria

combustionan con el oxigeno del medio ambiente


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La llama oxi-gas

La funcin principal de la llama es

conseguir un calentamiento localizado

rpido que permita fundir el material base

y/o aporte.

Para conseguir esto la llama tiene que ser

eficiente, y esta eficiencia est relacionada

con dos factores que son: Temperatura deTemperatura de

llamallama e Intensidad de llamaIntensidad de llama


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Temperatura de llama

Depende de :

Descomposicin aCarbn e Hidrogeno

del gas combustible en

la llama primaria.

La combustin en la llamaprimaria genera calor,

y aumenta la

temperatura.


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Intensidad de llama

Depende de :

El poder calorfico del gascombustible empleado.

La velocidad de la llama.

Es una medida de

concentracin de calor

entregado por la llama

primaria

C i d l


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Caractersticas de los gases

combustibles

Todos los gases combustibles requieren oxigeno paraarder, y deben tener las siguientes caractersticas.

Alta temperatura de la llama.

Alto ndice de propagacin de la llama.

Alto poder calorfico.

Mnima reaccin qumica con los metales base y de

aporte.

El acetileno es el gas combustible que

mejor satisface estas caractersticas.

G l


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Gases que se emplean en este

proceso

El Acetileno.El Acetileno.-- Es un gas incoloro, no toxico,inodoro en su estado puro pero comercialmente

se le otorga un olor a ajo.

Se fabrica a partir de la reaccin entre carburo de

calcio y agua.

Como es inestable a presiones por encima de los 2

bar, es almacenado en cilindros que contienen

una masa porosa y mezclado con acetona, que lo

convierten en estable.

Este gas produce la llama mas caliente y masconcentrada que todos los gases.


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Obtencin del acetileno

CaC2 + H20 C2H2 + Ca(OH)2


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l


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gases que se emplean en

este proceso

El HidrEl Hidrgeno.geno.-- Es un gas incoloro, no toxico,inodoro. Es altamente inflamable y arde con

llama invisible, esta caracterstica hace algo

dificultosa su regulacin.

Se fabrica a por electrlisis del agua, por

refrigeracin y presin.

Mas que en soldadura se emplea en oxi corte.

Tericamente se debera alcanzar 3500 C, pero

como consecuencia de la reaccin se produce

agua la temperatura desciende a 2100 C.2H2 + 02 2 H20 + Calor


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este proceso

El Propano.El Propano.-- Es un gas incoloro, no toxico, peroligeramente anestesiante.

Se obtiene principalmente, de la refinacin del

petrleo o sus derivados.

Se puede almacenar a temperatura ambiente a supresin de vapor (7bar), por ello requiere

envases relativamente livianos.

El poder calorfico del propano es superior a la del

acetileno, pero genera menos calor que en la

llama primaria, siendo su temperatura de llamamenor y su consumo de oxigeno 4 veces mayor.


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La Llama oxiacetilenica

El acetileno reacciona con el oxigeno

y produce una llama que tiene una

temperatura que est por encima delpunto de fusin de la mayora de los

metales industriales.

C2H2 + 2.5 02 2C02 + H20 + Calor

E i i d l ll


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Ecuacin qumica de la llama

oxiacetilenica

En la llama primaria:C2H2 + 02 2C0+ H2 + Calor

En la llama secundaria:

2C0 + H2 + 1.5 02 2C02 + H20 + Calor

TOTAL :C2H2 + 2.5 02 2C02 + H20 + Calor


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Temperaturas a travs de la llama


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La llama neutra

Tiene una proporcin de oxigeno y

acetileno uno a uno. Es la llama soldadora

por excelencia.


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La llama carburante

Tiene exceso de acetileno. La llama tiende

a alargarse. Aparece la zona carburante

que se puede regular en funcin de la

longitud del cono.


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La llama oxidante

Tiene un exceso de oxgeno. La llama

tiende a acortarse. Se usa para soldar

materiales especficos (bronces).


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Soldadura oxiacetilenica con fusin


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del material base

En este caso el material base se llega a

fundir.

La temperatura de trabajo ser latemperatura de fusin del material base.

La temperatura de fusin del material

base y del material de aporte son muy

similares.



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del material base


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Metal de Base Tipo de Metal aporte Tipo de llama Tipo de fundente

--------------------------------------------------------------------------------------------------

Aluminios Similar al metal de base Ligeramente reductora Fundente de Al.Bronces Hojalata de cobre Ligeramente oxidante Base de braxCobre Cobre Neutral NingunoCuproniquel Cuproniquel Reductora NingunoInconel Similar al metal de base Ligeramente reductora Fundente de fluoruroFierro fundido Fierro fundido Neutral Base de brax

Fierro foriado Acero Neutral NingunoPlomo Plomo Ligeramente reductora NingunoMonel Similar al metal de base Ligeramente reductora Fundente de monelNiqueI Niquel Ligeramente reductora NingunoPlata-niquel Plata-niquel Reductora NingunoAcero, baja aleacin Acero Ligeramente reductora NingunoAcero, carbono alto Acero Reductora NingunoAcero, carbono bajo Acero Neutral Ninguno

Acero, carbono mediano Acero Ligeramente reductora NingunoAcero, inoxidable Similar al metal de base Ligeramente reductora Fundente de Al.

Algunos materiales de aporte


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Algunos materiales de aporte

para soldadura por fusin

ACERO AL CARBONO AWS RG-45, AWS RG-60 .- Son varillas

cobreadas para soldar aceros de bajo carbono.Para soldar con esta varilla se emplea llama

neutra.HIERRO FUNDIDO

AWS R CI. Es una varilla hierro fundido parasoldadura autgena de unin y relleno del hierro

fundido gris y maleable. Se emplea llama neutra.En muchos casos se suele emplear el fundenteDIN: F-SH2 para ayudar en el proceso desoldeo.


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COBRE

AWS ER Cu. Varilla de cobre desoxidadoque se emplea para soldar el cobre puro. Seemplea una llama neutra.

ACEROS INOXIDABLES

AWS ER 308L, AWS ER 316L, se empleanpara soldar aceros inoxidables del mismotipo. Hay que tener en consideracin que

para soldar este tipo de materiales hay queemplear una llama ligeramente carburante.


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AWS ER 1100, AWS ER 4043, AWSER 4047. Son varillas de aluminio quese emplean para soldar el mismo tipode material base. Se emplea una llamaligeramente carburante. En este caso es

prcticamente obligatorio el uso delfundente, que se encarga de romper lacapa de almina que se forma con latemperatura y que dificulta la

soldabilidad de este tipo de materiales.El fundente que se emplea esDIN: F-LH 1.


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Soldadura oxiacetilenica,

material base y aporte :

Acero al Carbono


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Aplicacin del AWS R CI, se emplea unfundente DIN: F-SH2

Soldadura oxiacetilenica sin fusin


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del material base

Es posible lograr la unin de dos materialessin que estos se llegaran a fundir mediantela aplicacin de un tercero cuyo punto de

fusin esta muy por debajo del o losmateriales base. El calentamiento tiene queser suficiente solamente para fundir el

material de aporte.



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del material base

Si el punto de fusin del material de

aporte supera los 450C lo llamaremos

BRAZING o Soldadura fuerte.

Si el punto de fusin del material de

aporte es inferior a los 450C lo

llamaremos SOLDERING o Soldadura

blanda.



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del material base


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Metal de Base Tipo de Metal aporte Tipo de llama Tipo de fundente (DIN)

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Aluminios Aluminio al Silicio Ligeramente reductora F LH 1Laton (Cu Zn) Aleacion de Plata Ligeramente reductora F SH 1Bronces (Cu Sn) Cobre Zinc Ligeramente reductora F SH 2Cobre Cobre Zinc Ligeramente reductora F SH 2Inconel Aleacion de Plata Ligeramente reductora F SH 1 F SH 2

Fierro fundido nodular Aleacion de Plata Ligeramente reductora F SH 1 F SH 2Fierro forjado Cobre Zinc Neutra ligeramente oxidante F SH 2Monel Aleacion de Plata Ligeramente reductora F SH 1 F SH 2Niquel Aleacion de Plata Ligeramente reductora F SH 1 F SH 2Cuproniquel Cobre Ligeramente reductora F SH 2Plata Niquel Aleacion de Plata Ligeramente reductora F SH 1 F SH 2Aceros de baja aleacin Cobre Zinc Ligeramente reductora F SH 2Aceros al carbono Cobre Zinc Ligeramente reductora F SH 2

Aceros inoxidables Aleacion de Plata Neutra ligeramente reductora F SH 1


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Aleaciones de base cobre y plata


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Aleaciones de base cobre y plata

AWS BCuP 2.- Es una aleacin de cobre y fsforo,empleada bsicamente en la unin de piezas de cobre,

aplicacin en la cual no requiere el uso de fundentes. YAWS BAg 2.- Es una aleacion de plata al 35% parauso de refrigeracion.


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(AWS RBCuZn A).- Aleacin de Cobre Zinc para la unin y recargue de aceros,aceros inoxidables, hierro fundido, nquely aleaciones de nquel, cobre, yaleaciones de cobre que tengan el puntode solidus por encima de los 950C(bronces).


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Anillos tubulares de plata con el

fundente incorporado


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fundente incorporado


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AWS RBCuZn D.- Estaaleacin de CobreZincNiquel generalmente esusada en recargue deaceros, hierro fundido,

nquel y aleaciones denquel, bronces. Esempleada en dondeexiste desgaste metal-metal.

REPARACION DE MULTIPLE DE FIERRO

FUNDIDO CON AWS RBCuZn D


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FUNDIDO CON AWS RBCuZn D

FOTO N 1


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FOTO N 2


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FOTO N 3

Uso de fundentes para este tipo de

aleaciones


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aleaciones

Para soldar este grupo de aleaciones seemplea DIN: F SH2 que para trabajacon las temperaturas de fusin de estas

aleaciones.


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El Equipo


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El Equipo

Est constituido por doscilindros que contienenacetileno y oxigenorespectivamente, susrespectivos reguladores,sus mangueras deconexin, su caa y sus

boquillas. La funcion del equipo es

suministrar la mezclaadecuada de oxigeno yacetileno.

La caa y las boquillas

son intercambiables.


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EL SOPLETE


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Esta constituido por mango, mezclador y las boquillas.

Contiene elementos reguladores del paso de los gases.

Tiene un sistema adecuado para montar y desmontar lasboquillas o puntas.

En la zona mezcladora se juntan el oxigeno con el acetileno y

ya mezclados pasan a las boquillas.

.EL SOPLETE


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Su funcin principal es que el oxigeno y acetileno

se mezclen correctamente, y que exista un

equilibrio correcto entre la velocidad de salida y lavelocidad de combustin.

El soplete debe estar diseado para que el

operario controle correctamente las caractersticas

de la llama y que estas puedan ser variadas

durante la operacin de soldadura.

Tiene que soportar ciertas cadas eventuales y

trabajo rudo.

La llama no debe alterarse cundo la boquilla se

caliente.Los gases pasan por las vlvulas de control en

forma separada y se juntan en la zona de mezcla,

para luego pasar a las boquillas.

Zona Mezcladora

B i t i t 02 ti


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Bsicamente existen 02 tipos:

De presiones iguales y de inyector

..Zona Mezcladora

D i l i


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De igual presin.-

El oxigeno y acetileno ingresan

prcticamente a la mismapresin y velocidad.

Del tipo inyector.-

El acetileno de baja presin pormedio del efecto venturi esabsorvido por el oxigeno quepasa a mayor velocidad.


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Mango del soplete

y diversos tipos de

boquillas

Tipos de boquillas

B ill d ld d G l t


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Boquillas de soldadura.- Generalmentefabricada de cobre, se selecciona segn el

caudal de gases, cada fabricanteproporciona tablas para su correctaseleccin.

Boquilla de calentamiento.- Proporcionauna llama mltiple debido a que tienevarios agujeros de salida, de esta formase puede compartir el calor a un rea masgrande de la pieza. Para lograr esto seemplean mayores caudales de gas.

Boquillas


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q

Esta diseada para dirigir la llama con comodidady eficiencia.

La llama es controlada por medio del dimetro del

orificio.

Por lo general se fabrican en aleaciones de base

cobre, para que tengan buena conductividadtrmica, debido al contacto con la llama.

Existen variedades de tamaos y tipos para los

diversos trabajos.

Deben ser fcilmente intercambiables. Generalmente se emplean 2 formas de

recambiarlas.

Tipos y recambio de boquillas


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Los reguladores


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Los gases suministrados por los cilindros no pueden

utilizarse a la alta presin que se encuentran almacenados,por lo que requieren un sistema de regulacin para podersetrabajar (baja presin).

El regulador es un dispositivo mecnico que mantiene lapresin de salida constante sin importar la presin deingreso.

Pueden ser de una etapa o de dos etapas, los de dosetapas entregan una presin mas constante, pero son mascaros por que se trata de dos reguladores en uno.

Los reguladores para cada tipo de gases conexionesdiferentes entre si para evitar la intercambiabilidad, es decircada gas usa su propio regulador.


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Factores a tener en cuenta paraseleccionar un regulador:

El gas con el que se va a trabajar.

Rango de presiones de ingreso y

salida. Caudal mximo que se puede

suministrar.

Si es de aplicacin industrial o no.


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Mangueras


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Son las encargadas de conducir, tanto el oxigenocomo el acetileno (a presin reducida) al soplete.

Deben ser lo suficientemente flexibles para quefaciliten el trabajo.

Las mangueras que transportan el gas de

combustible son siempre de color rojo, las deoxigeno son de color verde.

Las conexiones de las mangueras difieren entresi de tal manera que no existe la posibilidad deintercambiar las de oxigeno con las de acetileno.


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Valvulas anti-retorno


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Tienen la funcinde evitar el retornodel gas con lafinalidad de quepase de un

sistema a otro. Estas vlvulas se

deben instalar enel ingreso del

soplete.


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SEGURIDAD EN LOS EQUIPOS


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SEGURIDAD EN LOS EQUIPOS


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El operario debe estar capacitado para el uso correcto de

los reguladores. Los reguladores debe estar limpio y en buen estado.

Los cilindros deben fijarse en la pared o a un sistema queimpida que se caigan.

Al instalar los reguladores se debe verificar que las roscasde las conexiones de los cilindros estn en buen estado ylibres de partculas.

NUNCA Se debe conectar los reguladores a los cilindros sise observa residuos de grasa. El oxigeno a alta presionpuede reaccionar violentamente con aceites, grasas, uotros productos.

Antes de abrir la vlvula del cilindro se debe liberar lamariposa de regulacin de los cilindros (llevar a cero lapresin de trabajo)

Hacerle una prueba de fugas antes de iniciar el trabajo.

Al terminar el trabajo purgue los gases primero el acetilenoy luego el de oxigeno, siempre en ese orden y nunca enforma simultanea.

SEGURIDAD EN LOS EQUUIPOS


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Las mangueras deben estar

en una posicin elevada, paraevitar daos por cada deobjetos. Paso de ruedas deequipos o metales calientes.

Las mangueras deben serreparadas con las conexionesadecuadas para este fin.

NUNCA use oxigeno parasoplar o limpiar una pieza.

No retire los capuchones queprotegen a las conexiones delos cilindros.

Los cilindros debenalmacenarse siempre enforma vertical y en lugares

con buena ventilacin. No use la llama para otro

fines


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Muchas Gracias


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