resumen capítulo 6.- proceso de soldadura smaw

7/25/2019 Resumen Captulo 6.- Proceso de Soldadura Smaw

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UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE INGENIERAEscuela de Ingeniera Metalrgica y Ciencia de los MaterialesDepartamento de Metalurgia Fsica - Soldadura

Resumen elaborado por: Profa. Ysis E. Plaza R.

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CCAAPPTTUULLOO66..

SSOOLLDDAADDUURRAAPPOORRAARRCCOOEELLCCTTRRIICCOOCCOONNEELLEECCTTRROODDOOSSRREEVVEESSTTIIDDOOSS((SSMMAAWW))

66..11..DDEEFFIINNIICCIINN Proceso de soldadura por fusin. Emplea un arco elctrico entre un electrodo metlico revestido y el depsito fundido. Proteccin gaseosaDescomposicin del revestimiento. Sin aplicacin de presin. Metal de aporte proporcionado por el mismo electrodo.

66..22..EEQQUUIIPPOO Fuente de energa Pinza portaelectrodo, Conexin a la pieza de trabajo, Cables de soldadura. Equipo accesorio (Careta, instrumentos de limpieza, respaldos)

66..22..11..FFUUEENNTTEEDDEEEENNEERRGGAA Curva caracterstica Corriente Constante (CC). Corriente de salidaDC, AC o AC/DC.66..22..22..PPIINNZZAAPPOORRTTAAEELLEECCTTRROODDOOSS Dispositivo de sujecin Pinza metlica con mango aislante y quijadas que conduce la corriente entre la fuente y el

electrodo a travs del cable y permite sostener y controlar el electrodo.

66..22..33..CCOONNEEIINNDDEELLAAPPIIEEZZAADDEETTRRAA!!AA""OO Dispositivo de sujecin Pinza metlica que conduce la corriente entre la fuente y la pieza de trabajo a travs del

cable. Tipos:

o : Tensadas con resorte (Bajo amperaje).o : Con tornillo ajustable (Altos amperajes).

66..22..##..CCAA!!LLEESSDDEESSOOLLDDAADDUURRAA Parte del circuito conformado por alambres finos (Cu o Al) trenzados recubiertos por una funda de alta resistencia

elctrica y trmica a travs del cual circula la corriente entre la fuente, la pinza portaelectrodo y la conexin de la piezade trabajo.


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Clasificacin segn Calibre AWG (American Wire Gauge)

Calibre del cableAmperaje mximo, ciclo de trabajo y longitud total de los cables de soldadura.Fuente Tamao total de cable: Electrodo + pieza (m)

Imx(A)

Ciclo detrabajo %

0-15 15-30 30-46 46-61 61-76

Calibre AWG100 20 6 4 3 2 1180 20 30 4 4 3 2 1200 60 2 2 2 1 1/0200 50 3 3 2 1 1/0250 30 3 3 2 1 1/0300 60 1/0 1/0 1/0 2/0 3/0400 60 2/0 2/0 2/0 3/0 4/0500 60 2/0 2/0 3/0 3/0 4/0600 60 2/0 2/0 3/0 4/0 *

* Usar dos cables 3/0 en paralelo.66..22..$$..EEQQUUIIPPOOAACCCCEESSOORRIIOO

CC%%&&''%%Protege los ojos y cara de la radiacin, chispas y salpicaduras. Tipos:

o Filtro fijo.o Visera articulada con filtro y vidrio transparente fijo.o Filtro de oscurecimiento automtico con ajuste graduable de proteccin y sensibilidad.

II**++&&,,--''**++//''00--''%%Eliminar polvo, xido y salpicaduras en el metal base, raspar escoria de la superficiedel cordn, cortar soldaduras provisionales, etc.

RR''++%%00//++--''440055++**--''440055++

66..33..MMAATTEERRIIAALLEESS66..33..11..MMAATTEERRIIAALLEESS!!AASSEE Electrodos revestidos disponibles comercialmente para soldar:

Aceros al carbono Aceros de baja aleacin Aceros resistentes a la corrosin Fundiciones de hierro (dctil y gris) Aluminio y aleaciones de aluminio Cobre y aleaciones de cobre Nquel y aleaciones de nquel Electrodos para la aplicacin de revestimientos resistentes al desgaste, impacto y corrosin.


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66..33..22..EELLEECCTTRROODDOOSSRREEVVEESSTTIIDDOOSS Funciones del Electrodo: Establece y mantiene el arco, protege el metal fundido y aporta material. Conformacin:

Ncleo:Alambre de seccin circular uniforme de composicin similar a la del metal base. Revestimiento: Cilindro concntrico de espesor uniforme que envuelve al ncleo, mezcla de compuestos que

cumple un conjunto de funciones especficas.

FF,,**55**''++//''00&&''77''++--''**A) Estabiliza el arco elctrico

Compuestos fcilmente ionizables que conducen la corriente en la apertura del arco (Inicio de arco, estabilidad). Arcos de ACRequieren de un medio fuertemente ionizado para mantenerse estables.B) Forma una pantalla que protege el metal fundido

RiesgoMetal fundido + Gases del aire (O2y N2) xidos y Nitruros Caractersticas metalrgicas y mecnicas deficientes.

MetalFundido

Gotas en el arco elctrico Depsito fundido en la ranura

ProteccinCompuestos que al quemarse enel arco generan gases.

Escoria que flota aislando elmetal.

C) Medio para efectuar depsitos metlicos

Compuestos metlicos Modificacin de composicin qumica del depsito Proporciona o mejora propiedades(resistencia, dureza, ductilidad, anticorrosivas, etc).

Revestimientos de alto rendimientoIncrementan el volumen de metal depositado por unidad de tiempo.D) Forma una escoria que purifica el metal Escoria Atrae y atrapa impurezas del depsito fundido

(azufre, fsforo). Elementos desoxidantesEvitan la formacin de poros.E) Acta como aislante y mantiene el metal de soldadura en su sitio

EscoriaReduce la velocidad de enfriamiento (solidificacin y enfriamiento) Evita cambios bruscos de temperatura(microestructuras frgiles).

Se amolda al depsito fundidoCordones lisos, regulares y de buena apariencia. Contribuye a mantener el metal fundido permanezca en su sitio (elevada viscosidad y tensin superficial). CC00%%++8855%%5599**//''00++&&''77''++--''**++

Capacidad de ionizacin:A) Sales de sodioSlo DCB) Sales de potasioAC/DC

Tipo de proteccin gaseosa:Revestimiento

Orgnicos Inorgnicos(Bajo H2)Celulsicos Rutlicos

ProteccinCO, CO2,H2, H2O

CO, CO2,H2, H2O

CO, CO2

Humos,escoria

Gran cantidad de humos,poca escoria

Menor cantidad de humos,escoria gruesa

Escoria muyGruesa

AplicacinBuena

penetracinCarpintera

MetlicaDepsitosdctiles

EjemplosE6010 (Na)E6011 (K)

E6012 (Na)E6013 (K)E7024 (Fe).

E7015 (Na)E7016 (K)E7018 (Fe)

CC00%%++8855%%5599**//''00++''00''55&&//++ AWS y ASMEElectrodos segn depsitos con caractersticas mecnicas y qumicas similares.

Identificacin

Nombre comercial que les asigna el fabricante + Designacin AWS y/o ASME. Normas AWS para consumibles de soldadura:Ttulo AWS/ANSI ASME

Aceros al carbono A5.1 SFA 5.1Aluminio y aleaciones de aluminio A5.3 -Aceros inoxidables A5.4 SFA 5.4Aceros de baja aleacin A5.5 SFA 5.5Cobre y aleaciones de cobre A5.6 SFA 5.6Nquel y aleaciones de nquel A5.11 SFA 5.11Fundiciones de hierro A5.15 -Varillas y electrodos para revestimientos A5.13/ A5.21 SFA 5.13/ SFA 5.21


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A) Electrodos revestidos de aceros al carbono

Dgito Tipo de revestimiento ACDC

Reversa Directa0 Celulsico-Silicato sdico - X -1 Celulsico-Silicato potsico X X X2 Rutilo-Silicato sdico X - X3 Rutilo-Silicato potsico X - X4 Rutilo gran rendimiento X X X5 Bsico-Silicato sdico - X X6 Bsico-Silicato potsico X X -

7 cido gran rendimiento X X X8 Bsico de gran rendimiento X X -

B) Electrodos para aceros de baja aleacin

Clase Elemento(s) Principal(es)

A MolibdenoB Cromo-MolibdenoC NquelD Manganeso-MolibdenoN Nquel-MolibdenoM Aceros de especificaciones militaresG Aceros de baja aleacin, sin especificacin qumica

C) Electrodos revestidos de acero inoxidable


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66..##..PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOODDEESSOOLLDDAADDUURRAA

66..##..11..DDII::MMEETTRROODDEELLEELLEECCTTRROODDOO Dimetro ptimo Soldadura del tamao requerido en el menor tiempo posible usando el amperaje y velocidad de

avance correcta. Aporte trmicoCorriente, voltaje, velocidad de avance Dimetro del electrodo. Aplicaciones segn el dimetro:

o Delgados (2; 2,5; 3,25 mm):Bajo aporte trmico (punteado, uniones de piezas de poco espesor, primer pase,soldadura fuera de posicin).

o Gruesos:Elevado aporte trmico (unin de piezas de espesores medios y gruesos, soldaduras en posicinplana, recubrimientos).

66..##..22..CCOORRRRIIEENNTTEE TT//''55&&&&''**''

DC AC

Cada de tensin Elevada Baja

Electrodos TodosEl revestimiento debe contenersustancias que restablezcan el arco

Iniciodel arco

Fcil Ms difcil

Estabilidad del arco Buena DeficienteSoploMagntico

Muy sensible Menos sensible

Salpicaduras Poco frecuentes Ms frecuentesPosiciones Todas TodasEspesor Todos (Delgados) Medios y gruesos

PP00%%&&//%%// Determinada por el tipo de revestimiento.

AA--''&&%%;;'' Clasificacin y dimetro del electrodoIntervalo de amperaje de trabajo adecuado. Dentro del intervalo: tipo de junta, posicin de soldadura, penetracin, velocidad de avance deseada. Amperajes superiores Socavaduras, salpicaduras, agrietamiento, sobrecalentamiento del electrodo, degradacin de

las propiedades del revestimiento. Amperajes inferioresDificultad para iniciar y estabilizar el arco.

66..##..33..LLOONNGGIITTUUDDDDEELLAARRCCOO Longitud ideal ~ Dimetro del electrodo. Arco corto:

Primer pase o de raz. Disminucin del soplo magntico.

Arco demasiado corto: Cortocircuitos. Adhesin del electrodo a la pieza.

Arco demasiado largo: Pierde direccionalidad e intensidad. Porosidad y contaminacin del depsito Disminucin de la eficacia de la proteccin del arco y del metal de

soldadura. SalpicadurasDisminucin de la eficiencia de la deposicin.


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66..##..##..VVEELLOOCCIIDDAADDDDEEAAVVAANNCCEE Velocidad de avance Velocidad de enfriamiento, aporte trmico (estructura metalrgica), apariencia del cordn,

penetracin. Velocidad de avance:

Directamente proporcional a la velocidad de enfriamiento. Inversamente proporcional al aporte trmico y al ancho y penetracin del cordn.

Muy baja Muy elevada

Convexidad Aumento de la ZAC

Socavaduras Porosidad

66..##..$$..TTCCNNIICCAADDEESSOOLLDDAADDUURRAAInspeccinprevia

Superficies: correctamente alineadas y limpias.

Punteo Emplear el mismo tipo de electrodo que se utilice en la soldadura. Cantidad: depende de la longitud de la pieza. Inspeccin (eliminarlo si presenta grietas o crteres).

Inicio de arco

Tcnicas: golpe o raspadura. Se debe iniciar dentro de la zona de soldadura. Adherencia: Se debe liberar tan rpido como sea posible (antes de que

se enfre).Reinicio

de arco

Reiniciar el arco antes de que el electrodo se enfre (es conductor

mientras est caliente).Observacin deldepsito

Distinguir entre el metal y la escoriaEvitar que la escoria se adelanteal depsito y asegurar que funda las superficies de la ranura.

Ejecucin dela soldadura

Longitud del arco y velocidad de soldaduraConstantes. Primer pase: Cordones rectos. Relleno: Cordones oscilados simtricos.

Interrupcindel arco

Nunca interrumpir el arco de forma bruscagrietas y poros en el crterdel cordn.

Remocinde escoria

Entre pasadas: Eliminarla completamente (piqueta, cepillo, esmeril). Final: Eliminar la escoria, salpicaduras y realizar un cepillado final. El material de los alambres del cepillo y de la piqueta debe ser similar al

del material base.

66..$$..CCAALLIIDDAADDDDEELLAASSOOLLDDAADDUURRAA

Discontinuidad: Interrupcin de la estructura tpica de un material generando una falta de homogeneidad en suspropiedades mecnicas, metalrgicas y/o fsicas.

Una discontinuidad no es necesariamente un defecto

Defecto:Discontinuidad o conjunto de discontinuidades que de forma individual o acumulada impiden que la pieza sedesempee adecuadamente bajo las condiciones de servicio (no cumple los criterios mnimos aplicables deaceptacin).

El trmino implica rechazo del componente.

66..$$..11.. II**5500,,++**''++ //'' ''++55&&%%.. Materiales no metlicos retenidos en el metal de soldadura o entre el metal desoldadura y el metal base.

66..$$..22..FF,,++99****55--00''%%..Falta de fusin entre el metal de soldadura y las superficies de la ranura o entre cordones desoldadura adyacentes en uniones de mltiples pasadas.


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66..$$..33..SS55%%77%%//,,&&%%++..Ranura formada por la fusin de material base adyacente al taln o la raz de la soldadura y quequeda sin llenarse por el metal de soldadura.

66..$$..##..TT&&%%++00%%''..Discontinuidad en la cual el metal de soldadura sobresale o sobrepasa el taln y/o la raz de la soldadurasin llegar a fundirse con el metal base.

66..$$..$$.. PP&&++//%%// 55%%77//%%//''++.. Discontinuidades volumtricas formadas por gases retenidos dentro del metal desoldadura o entre la escoria y el metal de soldadura.

66..$$..66..FF%%00%%//''''**''&&%%5599**..Discontinuidad en la raz de una junta en la cual el metal de soldadura no abarca todo elespesor de la misma o tiene penetracin inferior a la especificada.

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