proceso de soldadura 01 freddy osinaga esab
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Documentos del III Congreso Boliviano de Ing. Mecanica Electromecanica, Realizado el 2006 en Santa Cruz-BoliviaTRANSCRIPT
Electrodos Revestidos
ESAB su socio en Soldadura y Corte
Soldadura Manual con Electrodos Revestidos
Productos & ServiciosProductos & Servicios
ESAB su socio en Soldadura y Corte
Proceso de Soldadura ManualDirección de Avance
Arco
Protección Gaseosa
Gotas metálicas Transferidas
Electrodo Revestido
Alambre ElectrodoCordón de
soldadura & Escoria
Baño de FusiónProceso SMAW
Soldadura Manual con Electrodos Revestidos
Aceros al Carbono y Baja Aleación
Condiciones Básicas de Selección
Las propiedades mecánicas del metal depositado deben ser compatibles con el metal base de menor resistencia presente en la junta a soldar
Verificar si se requiere acotar algún elemento químico en la composición del metal de aporte o controlar el calor aportado, según las condiciones de servicio actuantes en la construcción soldada
Verificar si es necesario el precalentamiento.Esto ocurre cuandoel Ceq >0,25% y/o el espesor > 1/2”.También cuando la junta estécon restricción de movimientos o nos encontremos con aceros de mediano /alto carbono o baja aleación y alta resistencia
Soldadura Manual con Electrodos RevestidosVentajas del Proceso
Baja inversión inicial
Arco autoprotegido ( Portátil & para Trabajos«in situ»)
Soldadura en toda posición
Versatilidad (Electrodos disponibles para una amplia gama de materiales ferrosos y no-ferrosos)
Diversos grupos de electrodos según los requerimientos de la junta a soldar ,para unión y recargue resistente al desgaste
Soldadura Manual con Electrodos RevestidosLimitaciones del Proceso
Baja eficiencia o rendimiento (65-75%)
Soldador entrenado y calificado
Proceso discontinuo
Corriente de soldadura limitada (limita el aporte Kg/h)
Requiere remoción de Escoria
Defectos en «arranque y parada»
Absorción de humedad
Soldadura Manual con Electrodos Revestidos
Aceros al Carbono & Baja Aleación
Para seleccionar el mejor electrodo que provea el máximo rendimiento,se recomienda basar la elección enlos requerimientos de la junta a soldar
Aceros al CarbonoRequerimientos de la junta a soldar
Alta Penetración y soldadura en posición
Alta Tasa de deposición y Alta velocidad en posición plana y filete horizontal
Soldadura en cualquier posición , buenaterminación y mediana penetración
Excelente propiedades mecánicas,Bajo hidrógeno,alta tasa de deposición,aceros de mediano y alto carbono,aún en gruesos espesores y juntas empotradas
Clasificación AWS A5.1 / A5.5
E X0XX -XXDesigna comp.Química de metal depositado (Tabla 2)
Utilización del electrodo (AC/DC) (Tabla 1)
Posición de soldadura :
1 . Toda Posición (P,V,H,SC)
2 . Plana y Horizontal
3 . Solo Plana
Mínimo UTS x 10.000 Psi
Indica Electrodo
( Ej.: E 7018 )
A5.1 Electrodos Revestidos para Aceros al Carbono
Utilización: Utilización: ArcoArco Revestimiento Polvo de FeRevestimiento Polvo de Fe
60106010 DCEPDCEP enérgicoenérgico Celulosa Celulosa -- SS 00--10%10%
1111 AC/DCEPAC/DCEP enérgicoenérgico Celulosa Celulosa -- PP 0 0
1212 AC/DCENAC/DCEN MedianoMediano Rutilo Rutilo -- SS 00--10 %10 %
13 AC/DCEP or N13 AC/DCEP or N SuaveSuave Rutilo Rutilo –– P P 00--10 %10 %
7014 AC/DCEP or N7014 AC/DCEP or N SuaveSuave Rutilo Rutilo -- IPIP 2525--40 %40 %
1515 DCEPDCEP MedianoMediano Bajo Hid. Bajo Hid. -- SS 00
1616 AC/DCEPAC/DCEP MedianoMediano Bajo Hid. Bajo Hid. -- PP 00
70187018 AC/DCEPAC/DCEP MedianoMediano Bajo Hid. Bajo Hid. -- IPIP 2525--40%40%
20 AC/DCEP or N20 AC/DCEP or N MedianoMediano Oxido Fe Oxido Fe -- SS 00
24 AC/DCEP or N24 AC/DCEP or N SuaveSuave Rutilo Rutilo -- IPIP 50%50%
27 AC/DCEP or N27 AC/DCEP or N MedianoMediano Oxido Fe Oxido Fe -- IPIP 50%50%
2828 AC/DCEPAC/DCEP MedianoMediano Bajo Hid. Bajo Hid. -- IPIP 50%50%(S) Sodio, (P) Potasio, (IP) Polvo de Fe
Tabla 1(S) Sodio, (P) Potasio, (IP) Polvo de Fe
Aceros al Carbono - Clasificación AWSElectrodos revestidos para Aceros de Baja Aleación AWS A5.5
Tabla 2
Resistentes a la Resistentes a la IntemperieIntemperie
De uso militarDe uso militarSin requisitos de Sin requisitos de Composición QuímicaComposición Química
MMM1M1
W1W1M2M2
Mn Mn -- MoMoNiNi--MoMoNiNiCr Cr --MoMoMOMO
GG
D1D1D2D2D3D3
NM1NM1C1C1--C1LC1LC2C2--C2LC2LC3C3--C3LC3L
C4C4C5LC5L
B1 B6B1 B6--B6LB6LB2B2--B2L B7B2L B7--B7LB7LB3B3--B3L B8B3L B8B4 B8L B4 B8L B5 B9 B5 B9
A 1A 1
Tipos de Aceros AleadosTipos de Aceros Aleados
Soldadura de los Aceros Inoxidables Estructuras & Recipientes
Construcción & Mantenimiento
ESAB su socio en soldadura y corte
¿Que es un Acero Inoxidable ?
Basicamente es un acero de alta aleación, principalmente con altos niveles de Cromo (Cr) ,se considera que la aleación es un acero inoxidable a partir de un 11 /12% Cr ,con este porcentaje el material reacciona con el oxígeno formando :
Fe & Cr
Una fina y transparente película de óxido no metálico de cromo muy estable produciendo una pasivación en su superficie,que lo protege de medios corrosivos como: la atmósfera, el agua ó algunas soluciones ácidas o alcalinas
Cromo [ %]
[%]d
e Pé
rdid
a en
Pes
o
Resistencia a la oxidación se incrementa con el aumento de cromo
Acero Inoxidable 48Hs a 1000°C
¿ Bajo que requerimientos se seleccionan los Aceros Inoxidables ?En Construcción & Mantenimiento para cumplir las condiciones de servicio de piezas y componentes que requieran:
Resistencia a la Oxidación
Resistencia al Calor
Resistencia a la Corrosión
Alta Tenacidad para uso Criogénico
Resistencia al Creep
Aceros Inoxidables Vs. Aceros al carbono
La aplicación de calor en los aceros al carbono y de baja aleación, pueden cambiar su estructura metalográfica y consecuentemente sus propiedades, con esa información como guía,se pueden efectuar soldaduras que cumplan con los requerimientos físicos de las uniones soldadas.
Pero cuando consideramos la soldadura de los aceros inoxidables,debemos además tomar precauciones para mantener su resistencia a la corrosión y al calor,así como evitar la suceptibilidad del metal de soldadura a riesgos de fisuración o fragilización en función de su estructura, composición y energía térmica aportada durante todo el proceso [ E(J/cm),precalentamiento, trat.térmicos]
Composición & MicroestructuraLas propiedades mecánicas,resistencia a la corrosión y soldabilidad de estos aceros son determinados por su microestructura; a su vez estas son definidas por su composición química
CC CrCr NiNi OtrosOtros EjemplosEjemplos
AusteníticoAustenítico ..02 02 --.5.5 1616--3030 88--4040 MoMo, Cu, N, Cb, , Cu, N, Cb, Ti Serie 300Ti Serie 300
MartensíticoMartensítico ..0202--1.21.2 1111--1818 00--55 Mo, V, W, CoMo, V, W, Co 410, 420410, 420
FerríticoFerrítico ..0101--.5.5 1616--3030 00--44 Al, Ti, Cb, MoAl, Ti, Cb, Mo 409, 409, 430430
DuplexDuplex ..0101--1.01.0 1818--2828 44--88 MoMo, Cu, W, Mn, N, Cu, W, Mn, N FerraliumFerralium 255255Super DuplexSuper Duplex ZAF 2507 ZAF 2507
Diagrama de los estructuras Básicas de los Aceros Inoxidables en función del Cr & Ni
20
16
12
8
4
Austenítico
Duplex
MartensíticoFerrítico
Cromo y Níquel contribuyen a estabilizar la ferrita y austenita respectivamente
Níq
uel [
%]
4 8 12 16 20 24 28
Cromo [ %]
Aceros Inoxidables Vs. Aceros al carbonoEl comportamiento del acero inoxidable bajo el calor aportado por el arco difiere del comportamiento del acero al carbono y esto se manifiesta porque son fisicamente diferentes:
Coeficiente de Expansión térmica50 % mayor en los Aceros aleados al Cr-Ni
Esto pueda dar origen a grandes tensiones de contracción y en planchas de bajo espesor dar un alto grado de deformación
Resistividad Eléctrica4 a 7 veces mayor que los Aceros al Carbono
Por esta causa los electrodos revestidos se ponen al rojo más facilmente, por lo cual se producen más cortos y utilizan menor corriente de soldadura que sus similares para soldar aceros al carbono o baja aleación
Temperatura de FusiónAcero Inoxidable 1427°C ( 2600°F)Acero al Carbono 1.566°C ( 2850°F)
Procesos de Soldadura & Materiales de Aporte
Electrodo Electrodo RevestidoRevestido
SMAWSMAW
Alambre Alambre MIG MIG
GMAW
GTAW
TIGTIGArco Arco
SumergidoSumergido
SAWSAW
Aceros Inoxidables & Refractarios
Maquinas & EquiposInversoras - TIG - MIG
FCAW - SAW
Alambre Alambre TubularTubular
FCAWFCAW Electrodos
Varillas
Alambres &
Fundentes
Procesos de Soldadura & Materiales de Aporte
Participación promedio de cada proceso en el mercado
SMAW : Electrodo Revestido 62%GMAW : Proceso MIG 20%GTAW : Proceso TIG 8% FCAW : Proceso Alambre Tubular 5%SAW : Proceso Arco Sumergido 5%
En todos ellos, el metal fundido o baño de fusión están protegidos de la oxidación atmosférica mediante escoria o gas activo / inerte o una mezcla de ambos
SMAWElectrodos Revestidos
ElectrodoComposición Aleación
AleaciónAdicional (Mo,otros)L=Bajo Carbono, H=Alto Carbono
E XXX XX X - XX15-DC(+) (T) 16-AC/DC(+) (T)17-AC/DC(+) (T) 25-DC(+) (P&H)
26-SC/DC(+) (P&H)
A5.4
Soldadura de Materiales DisímilesReparación & Mantenimiento
ESAB su socio en soldadura y corte
Conarco Conarco 308L/316L308L/316L
AceroAceroInoxidable Inoxidable austeníticoaustenítico
NimangNimangConarco Conarco
E017E017
Conarco Conarco E 017E 017
Ac.de alto Ac.de alto MnMn
Conarco Conarco 309 / 410309 / 410
ConarcoConarco309 / 309 / E017E017
Conarco Conarco 309 / 309M0309 / 309M0
AceroAceroInoxidable Inoxidable MarténsíticoMarténsítico
ConarcoConarcoNi100Ni100
Conarco Conarco Ni100Ni100
Conarco Conarco Ni100Ni100
Conarco Conarco Ni100Ni100
H°F°H°F°
ConartenConarten80 / E 10680 / E 106
Conarco Conarco Ni55/100Ni55/100
Conarco E Conarco E 106106
Conarco Conarco E 017E 017
Conarco Conarco E 106E 106
Ac.de alto Ac.de alto carbonocarbono
Conarco Conarco 18/18RH18/18RH
Conarten Conarten 60/8060/80
Conarco Conarco Ni55Ni55
Conarco Conarco E106E106
Conarco Conarco E 017E 017
Conarco Conarco 309/309Mo309/309Mo
Ac.de Bajo Ac.de Bajo CarbonoCarbono
Ac.de Ac.de Bajo Bajo
CarbonoCarbono
Ac.de alto Ac.de alto carbonocarbono
H°F°H°F°Ac.Inoxidable Ac.Inoxidable MartensíticoMartensítico
Ac.de Ac.de alto Mnalto Mn
Ac.Inoxidable Ac.Inoxidable austeníticoaustenítico
Material Base
Guía Rápida de Selección
Soldadura de Materiales Disímiles
AA
aa
AA
bb
BB
bb
BB
bb
NN
aa
AA
BB
BB
NN
NN
NN
AA
AA
BB
BB
NN
NN
NN
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NN
NN
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NN
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NN
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NN
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NN
aa
NN
bb
NN
bb
NN
aa
NN
aa
NN
aa
C18 C18 A1A1
C18C18C18C18A1A1
C C --1/2Mo1/2Mo
C18C18B1B1
C18 C18 A1A1
C18C18A1A1
1/2Cr 1/2Cr 1/2Mo1/2Mo
C18 C18 B2B2
C18 C18 B2B2
C18 C18 A1A1
C18 C18 A1A1
1 1/4Cr 1 1/4Cr 1/2Mo1/2Mo
C18 C18 B3B3
C18 C18 B3B3
C18 C18 B2B2
C18 C18 A1A1
C 18 C 18 A1A1
2 1/4Cr 2 1/4Cr 1Mo1Mo
304L304LNi3 Ni3 Ni3Ni3Ni3Ni3Ni3Ni3309L309L
309L309LNi3Ni3
AISI 304 / AISI 304 / 304L304L
310310309L309L
310310309L309L
Ni3Ni3Ni3Ni3309L309LNi3Ni3
309L309LNi3Ni3
309L309LNi3Ni3
AISI 310AISI 310
316L316L310310316L316L
308L308L316L316L
Ni3Ni3Ni3Ni3309L309LNi3Ni3
309L309LNi3Ni3
309L309LNi3Ni3
AISI 316 / AISI 316 / 316L316L
347347316L316L347347
309L309L347347
308L308L347347
Ni3Ni3Ni3Ni3309L309LNi3Ni3
309L309LNi3Ni3
309L309LNi3Ni3
AISI 321/ AISI 321/ 347347
AISI AISI 321/ 321/ 347347
AISI316 AISI316 / 316L/ 316L
AISI AISI 310310
AISI AISI 304 / 304 / 304L304L
2 1/4Cr 2 1/4Cr 1Mo1Mo
1 1/4Cr 1 1/4Cr 1Mo1Mo
1/2Cr 1/2Cr 1/2Mo1/2Mo
C C --1/2Mo1/2Mo
Ac.alAc.alCarbonoCarbono
Material Material BaseBase
aa
NN
309L309LNi3Ni3
Precalentamiento
Código de electrodo
TTP
aabbcc
2020150150200200
Temperatura°CTemperatura°CPrecPrec
*Ni3 = Conarco Nicrofe 3
215215241241------------
1122
------------
550 550 ––650650720720--750750
No requiereNo requiere
AABBNN
Dureza Máx.HBDureza Máx.HBTiempo ( h )Tiempo ( h )Temperatura °CTemperatura °CTTPTTP
ESAB su socio en soldadura y corte
Recubrimientos Resistentes al DesgasteReparación & Mantenimiento
ESAB su socio en soldadura y corte
Recubrimientos Resistentes al Desgaste
Incrementar la vida en servicio de los componentes con el objetivo de reducir costos de reposición y mantenimiento
Evitar interrupciones largas de servicio y de esta manera minimizar pérdidas de producción
Reducir costos de inversión como consecuencia del incremento de vida útil de los componentes
Electrodos Revestidos para Aceros Comunes & Baja Aleación
Recomendaciones para acondicionamiento de depósitos destinados al almacenaje de electrodos
Temperatura 20ºC más alta que la temperatura ambiente,pero menor a50ºC ó humedad relativa menor a 50%
BásicoBásicoRutílico o BásicoRutílico o BásicoBásicoBásico
E XX15/16/18E XX15/16/18E 3XX/4XXE 3XX/4XXE XXX18E XXX18--XXXX
Temperatura 15ºC más alta que la temperatura ambiente,pero menor a 50ºC ó humedad relativa menor a 60%
Rutílico (Polvo Fe)Rutílico (Polvo Fe)Rutílico (Polvo Fe)Rutílico (Polvo Fe)
E XX14E XX14E XX24E XX24
Temperatura 10ºC más alta que la temperatura ambiente,pero menor a 40ºC
CelulósicoCelulósicoCelulósicoCelulósicoRutílicoRutílicoRutílicoRutílico
E XX10E XX10E XX11E XX11EXX12EXX12EXX13EXX13
TipoClaseAcondicionamiento del depósito
ElectrodoElectrodo
Electrodos Revestidos para Aceros Comunes & Aleados
Recomendaciones para el resecado de electrodos revestidos
Siempre antes de usar,resecar 60 a 120 minutos a 300-400ºC,luego conservar en termo ( 150ºC) hasta el momento de soldar
Aplicaciones críticas Aplicaciones críticas (Aceros con (Aceros con
Rt>600N/mm2)Rt>600N/mm2)
Cuando el electrodo permaneció mas de 2 h. sin protección (Mantenimiento 150ºC),resecar a 350ºC durante 1 ½ hora. No exceder los 400ºC
Donde se requiera Donde se requiera bajo H2 en metal bajo H2 en metal
depositadodepositado
BásicosBásicosE XX15/16/18E XX15/16/18E 4XX // BásicosE 4XX // BásicosE XXX18E XXX18--XXXX
Resecar 30/120 minutos a 100-150ºC, asociar menor temperatura con el mayor tiempo.
TodasTodasRutílicosRutílicosE XX12/13/14/24E XX12/13/14/24Inox.AusteníticosInox.Austeníticos
No requieren.TodasTodasCelulósicosCelulósicosE XX10 / 11E XX10 / 11
AplicacionesClase & TipoResecado en Horno o Termo portátil
ElectrodoElectrodo
ESAB Sudaméricawww.esab.com.brwww.esab.com.ar
ESAB 1904 – 2004Cien años de Innovación en Soldadura
Gracias por su asistencia
Ing. Freddy O. Osinaga A.
Edición: Jaime R. Araki V. (Jazz)