Proceso de Soldadura por Arco con electrodo revestido

Ing. Néstor Mario Zapana Rondon 10 Enero 2013

UNIONES SOLDADAS

1.- INTRODUCCION. La soldadura es un proceso en el que se unen

partes metalicas mediante el calentamiento de sus superficies a un estado plastico, permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adicion de otro metal fundido. Los procesos de soldadura actualmente han adquirido gran importancia en todos los campos de la tecnica constructiva moderna.

UNIONES SOLDADAS

•Es indiscutible la ayuda que presta en el área de mantenimiento industrial, recuperando piezas, reduciendo el tiempo de paralización de maquinarias, logrando reparaciones más rápidas y duraderas. Es por ello que se requiere cada vez con mas necesidad profesionales preparados en este campo industrial.

VENTAJAS DE UNIONES SOLDADAS

• Las estructuras soldadas permiten eliminar un gran porcentaje de las placas de unión y empalme, que son necesarias con uniones empernadas. En algunas estructuras es posible ahorrar hasta un 15% o más de peso de acero usando soldadura en lugar de pernos.

VENTAJAS DE UNIONES SOLDADAS

• El proceso de fusionar las partes a unir, hace a las estructuras continuas, esto se traduce en que pueden ser consideradas como una sola pieza, puesto que las juntas soldadas son tan fuertes o más que el metal base.

DESVENTAJAS DE UNIONES SOLDADAS

• Siendo las conexiones soldadas rígidas tiene poca capacidad de deformación, lo que las hace poca seguras ante cargas que produzcan fatiga o vibraciones (sismos) en las conexiones de miembros estructurales importantes.

PROCESOS DE SOLDADURA

Hay numerosos procesos de unión y corte disponibles para el uso en la fabricación de productos metálicos.

Estos son mostrados en el "Esquema principal de procesos de Soldadura y Afines" de la American Welding Society. Este cuadro separa los métodos de unión y corte en distintas categorías.

PROCESOS DE SOLDADURA

Procesos:• Soldadura por Arco con electrodo revestido

• Soldadura MIG. (bajo gas protector con electrodo consumible)

• Soldadura TIC. (se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio)

PROCESOS DE SOLDADURA

• Soldadura por Plasma( princip sol TIG)• Soldadura por Electro escoria( con protec

escoria similar soldadura por arco)• Soldadura por Oxiacetileno( autógena)

SOLDADURA POR ARCO CON ELECTRODO REVESTIDO . (SMAW)

Qué elementos necesitamos para soldar:

Para realizar la soldadura SMAW correctamente necesitamos los siguientes elementos importantes: •a. Máquina de soldar•b. Cables de soldar•c. Porta electrodo•d. Grapa o pinza a tierra•e. Varilla o electrodo revestido.•f. Material base•g. Mesa o banco de trabajo.

Recuerda:De nada sirve tener una buena máquina de soldar, conexiones,

porta electrodoy otros si no hay un soldador entrenado y capacitado que efectúe

la soldadura.

PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO

CONSEJOS PARA PODER EFECTUAR UNA BUENA SOLDADURA

• a. El porta electrodo y grapa a tierra deben ser de mínimo 200 Amperios • capacidad y máximo 300 Amperios según la capacidad de la máquina de

soldar que utilizamos.• b. Los cables de soldar deben siempre estar en buen estado, es decir sin

cortes, • sin daños en su capa protectora, de estar malogrados se comenzarán a• recalentar y colapsarán. Recuerda que por esos cables pasan por lo menos

100 amperios de corriente. • Estos tienen que estar bien ajustados a las borneras, ponerlos

superpuestos y • sin el ajuste necesario, generará resistencia y calentará las borneras y

cables.• c. Hay que tener cuidado con el estado de la grapa a tierra, usar ganchitos, • barras o pedazos de fierro superpuestos hacen que la corriente no pueda

pasar bien.

CONSEJOS PARA PODER EFECTUAR UNA BUENA SOLDADURA

• adecuadamente y por tanto generan mayor resistencia eléctrica, por tanto

• siempre estas piecitas se calentarán y colapsarán, además de exigir más a la

• máquina de soldar. Si no tiene grapa, use un terminal de tipo ojal y empérnelo

• en su mesa de trabajo, y si tiene un terminal suelto, ajústelo a su mesa de

• trabajo con un perno.

Recuerda:

• Si seguimos estos consejos, nuestra máquina de soldar durará más, nuestro

• recibo de luz será más bajo, nuestros accesorios de soldar durarán más, y

• sobre todo, TRABAJAREMOS CON SEGURIDAD.

¿QUE SOLDADURA DEBO USAR AL MOMENTO DE SOLDAR?

• La clasificación de los electrodos de acuerdo a su revestimiento es:Electrodos celulósicos: Son los que utilizaremos para el apuntalado y

armado.Cellocord AP E-6011Punto Azul E-6011

• Electrodos rutílicos: Son los que utilizaremos para el acabado y• presentación final. • Overcord M E-6012 • Overcord S E-6013• Electrodos básicos: Lo usaremos cuando hacemos alguna reparación • especial o cuando necesitamos un electrodo muy resistente al soldar. • Supercito E-7018

Entendiendo la clasificación de la American Welding Society - AWS

• CELLOCORD AP : E 6011• Electrodo• Resistencia a la tensión• Posiciones• Tipo de recubrimiento y corriente

Recuerda:• Una de las principales características de los electrodos es su

RESISTENCIA A LA • TRACCIÓN; es decir cuánto resiste antes de romperse.• Resistencia a la tracción: • 1 pulgada cuadrada• 60,000 LIBRAS x pulg 2• Barra cuadrada hecha• de un depósito de :• Cellocord AP E 6011 ó• Overcord M E 6013 ó• Punto Azul E 6011

Posiciones de soldadura:• El tercer dígito – es decir el 1 – indica que estos tipos

de soldadura• sueldan en toda posición, es decir :• Posición plana: P • Posición horizontal: H • Posición Vertical Ascendente: V asc • Posición sobre cabeza.: Sc

POSICIONES DE SOLDAR

Juntas en posición plana

Preparación de juntas

TIPOS DE CORDONES DE SOLDADURA

Preparación de juntas para la soldadura

APLICACIONES:• Utilizado en la fabricación de objetos donde la resistencia de las

uniones • debe ser garantizada de forma obligatoria: • Fabricación de tanques, reservorios y • tuberías. • Fabricación de techos, tijerales, escaleras, • portones y puertas de seguridad,• bastidores. • Fabricación de carrocerías, mototaxis y estructuras metálicas en

general. • Diámetro Amperaje • 2.5 mm 50 a 80 Amp• 3.2 mm 80 a 110 Amp

Clasificación: AWS E-6011• Este es un electrodo de penetración diseñado• para trabajar preferentemente con máquinas• de soldar de corriente alterna AC las cuáles • son comunes en los talleres de cerrajería.• Presentan un arco potente y estable con gran • facilidad en el encendido y reencendido para• la soldadura por punteo, típico en las• estructuras metálicas livianas.• Presenta fácil remoción de escoria y se • pueden soldar sobre superficies ligeramente • contaminadas con óxidos.• El metal depositado solidifica con rapidez lo• que le confiere facilidad para realizar• soldaduras en todas posiciones sobretodo en • perfiles en L y T. • Su característica fundamental es que el punto que suelda es muy resistente • evitando así que los apuntalados y productos finales se rompan

APLICACIONES:• Especial para la soldadura de unión de aceros de bajo

carbono (fierros • dulces); perfiles, ángulos, platinas y• planchas en el sector cerrajero.• Ideal para trabajos de fabricación de • estructuras livianas. • Recomendable en la fabricación de puertas,• ventanas, portones, los cuáles deben resistir• el accionar de ladrones y vándalos.• Estructuras metálicas en general.

• Diámetro Amperaje • 2.5 mm 50 a 80 Amp• 3.2 mm 80 a 110 Amp

ELECTRODOS BASICOS • Norma: AWS E 7018• Características:• Electrodo básico: Electrodo diseñado para soldar a elementos de• mediana y alta resistencia sin que éstos se fisuren, es de fácil manipulación• y encendido.• Alta resistencia a la tensión, impacto y elasticidad• del depósito: Los depósitos de este electrodo tienen un alto valor de • resistencia a la tensión, resistencia al golpe y una buena elasticidad, lo que • lo hace indispensable en aplicaciones de aceros de mediano carbono y baja• aleación. Cuando queremos resistencia mecánica, este electrodo es • necesario.• Acabado muy bueno y facilidad de manipulación: El• acabado es de muy buena calidad y buen aspecto por lo que los cordones• hechos con estos electrodos no necesitas d e ninguna operación de • esmerilado, cepillado ni masillado.

TECNICAS DE SOLDADURA • 1. Cuidando la calidad de nuestras estructuras antes de soldar:• a. Siempre es conveniente la limpieza y cepillado de los elementos a • soldar, si bien tanto el electrodo Punto Azul así como el Cellocord AP • tienen tolerancia a pequeñas cantidades de óxidos y suciedad, es • preferible evitarlas.• Correcto limpiado• Limpieza inexistente • b. El corte adecuado, espigado y entallado es una fase que tiene que • hacerse de manera adecuada, cualquier defecto en la ejecución de estas • operaciones influirá directamente en la correcta ejecución de la • soldadura.

2. Cuidando la calidad de nuestras estructurasdurante la soldadura:

• a. El armado y apuntalado es una parte fundamental• a fin de lograr estructuras cuyas formas finales sean • aceptables, el apuntalado es correcto cuando se • utilizan referencias o se escuadran bien, esto tiene• que hacerse en una mesa plana.• Armado y apuntalado• de adornos• b. Recuerden que los puntos hechos en el apuntalado tienen que

ser • resistentes y esto sólo se logra utilizando electrodos • Punto Azul o Cellocord AP. La flexibilidad de los • puntos también facilita la corrección de• deformaciones sin que éstos se rompan.

Recuerde:• Si un punto se rompe • por usar soldadura • inadecuada, el• Un mal espigado no• favorece a una adecuada • soldadura.• escuadrar de nuevo y volver a ejecutar nuevamente• el punto nos quita tiempo y por consiguiente dinero. • c. Hay que tener muy en cuenta que los elemento metálicos

que se • suelda se dilatan y contraen cuando son soldados, obviarlos

hace que• todo el esfuerzo por conseguir un buen escuadre se eche a

perder.

Recuerde:• d. Una vez que los cuatro lados de nuestros marcos estén escuadrados y • apuntalados; éstos se sueldan de una manera rápida a fin de minimizar• la contracción, los ángulos y Tees se sueldan con un cordón ejecutado• en posición vertical descendente. • Luego se refuerzan las uniones haciendo cordones en posición plana. • e. Se recomienda que al soldar la estructura, se debe procurar que la• soldadura quede oculta, sin embargo hay aplicaciones donde vale la • pena mostrar los cordones, como en el caso de rejas , portones, • pasamanos, donde en vez de masillar los cordones de soldadura, • conviene lucirlos. • Para esto recomendamos el uso de electrodos rutílicos como el Overcord • M y Overcord S, a fin de lograr cordones de muy buena apariencia.• En caso haya defectos en el armado, los cordones de soldadura pueden • ser hechos por el lado visible de las estructuras y luego pueden ser• esmerilados o limados.

3. Cuidando la calidad de nuestras estructuras después de la

soldadura:• a. En ciertas estructuras como puertas, ventanas, escaleras, es • conveniente en lo posible dejar un acabado de los cordones plano, esto• mediante métodos mecánicos como el esmerilado y cincelado. Sin• embargo, tenemos que tener en cuenta que esto puede ser negativo si

• es que el cordón o punto de soldadura no tuvo una penetración • adecuada.• Uniones mal efectuadas,• los defectos erróneamente • son corregidos• masillándolos• b. La apariencia y limpieza de los cordones debe ser tomada en cuenta, • para lograr una buena ejecución del cordón se tienen que tener en • cuenta la correcta regulación de variables de soldadura.

Defectos de uniones

Defectos de unionesCordón 1 : Bien ejecutadoCordón 2 : Poco amperaje Cordón 3. : Amperaje elevado Cordón 4: El arco es corto; electrodo muy pegado al metal.Cordón 5: El arco es muy alto; electrodo muy alejado del metal.

Cordón 6: Velocidad de avance muy baja.Cordón 7: Elevada velocidad de avance al soldar

(SMAW)

Se muestra que el arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo debido al flujo de electricidad. Este arco provee calor, o energía, para fundir el metal base, metal de aporte y recubrimiento del electrodo. A medida que el arco de soldadura avanza hacia la derecha o izquierda según sea el caso, deja detrás metal de soldadura solidificado cubierto por una capa de fundente convertido como escoria.

(SMAW)

Esta escoria tiende a flotar fuera del metal debido a que solidifica después que el metal fundido haya solidificado, entonces hay menos posibilidad que sea atrapada dentro de la zona de soldadura resultando una inclusión de escoria. Otra característica es la presencia de gas de protección, el que es producido cuando el recubrimiento del electrodo es calentado y se descompone. Estos gases ayudan al fundente en la protección del metal fundido en la región del arco.

(SMAW)

Un elemento principal en el proceso de soldadura por arco con electrodo revestido es el electrodo mismo. Esta hecho de un núcleo de metal sólido, alambre, cubierto con una capa de fundente granular que se mantiene en el lugar por algún tipo de agente aglutinante. El recubrimiento del electrodo es la característica que clasifica a los distintos tipos de electrodos. Realmente sirven para cinco funciones diversas.

(SMAW)

a. Protección : el recubrimiento se descompone para formar una protección gaseosa para el metal fundido.

b. Desoxidación : el recubrimiento provee una acción de flujo para remover el oxigeno y otros gases atmosféricos.

c. Aleante: el recubrimiento provee elementos aleantes adicionales para el deposito de soldadura.

(SMAW)

d. Ionización : el recubrimiento mejora las características eléctricas para incrementar la estabilidad del arco.

e. Aislación : la escoria solidificada provee una cobertura de aislación para disminuir la velocidad de enfriamiento del metal.

SOLDAR CON SEGURIDAD ES CUIDAR NUESTRA SALUD Y EL BIEN DE

LOS NUESTROS

La operación de soldadura eléctrica al arco conlleva varios riesgos que pueden

afectar la salud e integridad del maestro soldador. Cuando soldamos estamos

expuestos a los siguientes peligros:1. Radiación: Causante de quemaduras y daños irreparables a la vista.El arco eléctrico es muy brillante y emite rayos. Algunos de estos rayos

pueden causar severas quemaduras a la piel, daño que puede causar después de

algunos años cáncer. Para evitar estos nocivos efectos tendremos que usar ropa de algodón y accesorios de cuero a fin de proteger las partes del cuerpo

expuestas a esta radiación.

Figura 1: No expongas tu vista, cara, cuello y manos a la radiación

Figura 2: Soldar con una luna no es suficiente

RECUERDA ¡!!!! Usa siempre tu casco; la vista no la

puedes descuidar!!!!

2.Electrocución: El descuido nos puede traer lesiones

No obstante en los trabajos de soldadura no se trabajan con valores de voltaje

altos, hay un permanente riesgo de electrocución que puede causarquemaduras, alteraciones en el funcionamiento del corazón y del

movimientode manos y piernas. Si bien el shock eléctrico no es letal pero la sorpresa oreacción puede llevarnos a caídas, golpes y cortes en las manos, cabeza,

etc.

Recuerda:

Para evitar el riesgo de electrocución se deben cuidar con los siguientes hábitos

y tener el equipo de soldar y las conexiones eléctricas en buen estado.

- Los cables eléctricos, porta electrodo, grapa a tierra, caja de luz y

cables de suministro eléctrico no deben estar en mal estado ni mal

instalados.

INSPECCION Y PRUEBAS EN SOLDADURA

Para la inspección de soldaduras se aplica el método de inspección visual, además de los ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (NDT) como son

• Líquidos penetrantes (PT)• Partículas magnetizables (MT)• Radiografías (RT)• Ultrasonido (UT)• Corrientes inducidas (ET)

INSPECCION VISUAL (VT)

Dado que las responsabilidades del inspector de soldadura pueden hacerse extensivas a todas las etapas de fabricación de un producto, una ayuda útil es una lista de chequeo de inspección. Este documento va a ayudar al inspector de soldadura a organizar el esfuerzo de inspección y a asegurar que cada tarea especifica sea realizada.

ENSAYO DE LIQUIDOS PENETRANTES (PT)

En términos generales, el ensayo de líquidos penetrantes revela discontinuidades superficiales mediante la afloración de un medio penetrante contra un fondo de contrastante coloreado. Esto se logra mediante la aplicación de un penetrante (generalmente un líquido) sobre la superficie limpia de la pieza a ensayar.

ENSAYO DE LIQUIDOS PENETRANTES (PT)

Una vez que se deja permanecer al penetrante sobre la superficie durante una cantidad de tiempo de penetración, este va a infiltrarse adentro de cualquier abertura superficial. A continuación se remueve el exceso de penetrante y se aplica un revelador que saca al penetrante que permanece en las discontinuidades. Las indicaciones resultantes son mostradas en contraste y magnifican la presencia de la discontinuidad de manera que pueden ser interpretadas visualmente.

ENSAYO DE PARTICULAS MAGNETIZABLES (MT)

Este particular método de ensayo no destructivo es principalmente usado para descubrir discontinuidades superficiales.Para entender este ensayo consideremos la discontinuidad que esta presente en la barra de acero; en la vecindad de esa discontinuidad, hay campos magnéticos de signo opuesto creados en los extremos opuestos de la separación de aire presente en la discontinuidad.

ENSAYO DE PARTICULAS MAGNETIZABLES (MT)

Estos polos de signo opuesto tienen una fuerza atractiva entre ellos, y si el área es rociada con partículas de hierro, estas partículas van a ser atraídas y sostenidas en el lugar de la discontinuidad. Por esto para realizar un ensayo de partículas magnetizables, debe haber algunas muestras de generación de un campo magnético en la pieza a ensayar.

ENSAYO DE PARTICULAS MAGNETIZABLES (MT)

Una vez que la parte ha sido magnetizada, las partículas de hierro son rociadas sobre la superficie. Si las discontinuidades están presentes, estas partículas van a ser atraídas y sostenidas en el lugar para proveer una indicación visual.

ENSAYO RADIOGRAFICO (RT)

La radiografía es un método de ensayo no destructivo basado en el principio de transmisión o absorción de radiación preferencial. Las áreas de espesor reducido o menor densidad transmiten más, y en consecuencia absorben menos radiación. La radiación que pasa a través del objeto de ensayo, formara una imagen contrastante en una película que recibe la radiación.

ENSAYO RADIOGRAFICO (RT)

Las áreas de alta transmisión de radiación, o baja absorción, en la película revelada aparecen como áreas negras.Las áreas de baja transmisión de radiación, o alta absorción, en las películas reveladas aparecen como áreas claras

Ensayo radiográfico

Es un método de inspección que usa ondas sonoras de alta frecuencia, por encima del rango audible por el ser humano, para medir propiedades geométricas y físicas en los materiales. La onda sonora generada viaja a través del metal a una velocidad dada y retornara a un transductor cuando encuentre algún reflector, tal como un cambio de densidad, y sea reflejado.

ENSAYO POR ULTRASONIDO (UT)

Si este reflector esta orientado apropiadamente, rebotara el sonido de retorno hacia el transductor a la misma velocidad y contactará al transductor. Cuando es impactado por dicha onda sonora que retorna, un cristal piezoeléctrico convertirá esta energía sonora nuevamente en pulsos electrónicos que son amplificados y pueden ser mostrados por el tubo de rayos catódicos [TCR (CRT)] como una indicación visual a ser interpretada por el operador.

ENSAYO POR ULTRASONIDO (UT)

Numeración de electrodos

“E” significa “electrodo” y se refiere a la soldadura por arco.

E-60xx Significa una resistencia a la tracción de 60,000 libras por pulgada cuadrada. (42,2 Kg./mm2).

E-70xx Significa una resistencia a la tracción de 70,000 libras por pulgada cuadrada. (49,2kg./mm2).

E-100xx Significa una resistencia a la tracción de 100,000 libras por pulgada cuadrada. (70,3kg./mm2).

Numeración de electrodos

La penúltima cifra indica la posición para soldar. Exx1x Significa para todas las posiciones.Exx2x Significa posición horizontal o plana.Exx3x Significa posición plana solamente.E-6010 y E-6011 Tiene un alto contenido de materia orgánica (celulosa)

E-6013 tienen un revestimiento con alto contenido de óxido de rutilo (titanio).

NUMERACION DE ELECTRODOS CC-CA. Interpretación ultimo digito