TECNOLOGÍA DE LA SOLDADURA

PROFESOR: IGNACIO POZAS OPAZO

CORREO : IGNACIO.POZAS@USM.CL

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA

SEDE CONCEPCIÓN

Horario – Secciones

Teoría Horario

Aedo Cancino a

Follert Cifuentes Viernes 10:00 -11:30sala 402 MECATRONICA

Fonseca Medina a

Rios Valenzuela

Miércoles 15:45 -17:15

sala 402 MECATRONICA

Rivas Medina a

Vidal Acuña

Miercoles14:00 - 15:30

sala 402 MECATRONICA

Practico Horario

Aedo Cancino a Castro Concha (P4) Lunes 08:15 - 09:45 Taller Estructuras

Chavarria Bravo a Grandón Salazar (P5) Jueves 08:15 - 09:45 Taller Estructuras

Guarda Silva a Nuñez Pavez (P6) Viernes 08:15 - 09:45 Taller Estructuras

Olivares Molina a Sanhueza Flores (P7) Miercoles 08:15 - 09:45 Taller Estructuras

Sanhueza Martínez a Vidal Acuña (P8) Martes 08:15 - 09:45 Taller Estructuras

Evaluaciones

Práctica:

Promedio

aritmético de

trabajos

prácticos

desarrollados

Teoría:

3 Certámenes escritos

(30% c/u)

“n” Trabajos escritos

(10 %)

Nota de aprobación: Promedio aritmético nota teoría y

nota práctica. Siempre que la nota teórica y la nota

práctica sean mayor o igual a la nota de aprobación

(55%).

Nota de reprobación: La menor nota de las obtenidas

separadamente en teoría o práctica.

Objetivos

1. Evaluar la tecnología de la soldadura atendiendo la calidad y

eficiencia del proceso empleado en una unión.

2. Describir el proceso de soldadura según normas establecidas

3. Describir técnicas de detección de fallas de soldadura

4. Determinar costos de uniones soldadas

5. Aplicar normas de seguridad industrial propias del proceso

Al aprobar la asignatura, el alumno será capaz de:

Unidades Temáticas:

1. Soldadura eléctrica por arco

2. Soldadura por gases combustibles

3. Proceso de Metalizado

4. Normas de Seguridad

5. Detección de fallas en soldadura

6. Actividades practicas

Bibliografía:

• Horwitz, H. Soldadura: Aplicaciones y practica 1990

• Piredda. Manual de Soldadura Eléctrica, 4 Tomos 1990

• Rivas, José Soldadura Eléctrica y Sistemas TIG-MAG 1988

• Indura, Manuales de Soldadura 1995

• Soltec Eutecic-Catolin. Manuales sobre sistemas y materiales de

soldadura 1995

Soldadura

Se denomina así a todos los procesos de unión de metales que se

realizan por fusión localizada de las partes a unir, mediante la

aplicación conveniente de calor o presión.

Objetivo

Establecer resistencia mecánica satisfactoria al trabajo que

desempeñará la pieza.

Introducción a la soldadura

La soldadura es un proceso de unión entre dos o mas piezas de un

material.

Fabricación y Montaje piping alimentación de

agua calderas Camanchaca Coronel.

Fabricación plataforma, montaje de compresores

e instalación piping alimentación de aire, Pesquera

Camanchaca PHC.

Fabricación y montaje de pasarela inox. Para

cocedor, pesquera Camancha PHC.

Recuperación y modificación cinta proceso jibia.

Congelados Pacifico, Talcahuano.

Modificación estanque e instalación línea termofusión

alimentación condensadores, Congelados Pacífico,

Talcahuano

soldadura

Procesos de soldadura

Soldadura eléctrica por arco

Soldadura por gases combustibles

Soldadura de Arco

Como el nombre lo sugiere, es un arco eléctrico que se establece entre

las partes a soldar y un electrodo metálico. La energía eléctrica, convertida

en calor, genera una temperatura en el arco cerca de 5,500 grados

centígrados (10,000 F), causando la fundición de los metales y después la

unión.

A pesar de lo relativamente lento del proceso, por

el recambio de electrodos y la remoción de la

escoria, se mantiene como una de las técnicas más

flexibles y sus ventajas en áreas de acceso

restringido.

"Protección por fundente“ hasta la de “Protección por gas Inerte”:

son escudos protectores del oxígeno del aire.

Procesos Soldadura de Arco

MMA/SMAW (Manual Metal Arc/ Shielded Metal Arc Welding Proceso por arco eléctrico manual

GMAW (Gas Metal Arc Welding) o también conocido como MIG (Metal Inert Gas).

GTAW (gas tungsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas).

SAW (Submerged Arc Welding): Sistema de alta deposición por arco eléctrico sumergido en fundentes sólidos (en polvo).

Proceso por arco plasma

Soldadura por arco eléctrico manual SMAW

Descripción del proceso

Electrodo

El electrodo consiste en un núcleo o varilla metálica, rodeado por

una capa de revestimiento, donde el núcleo es transferido hacia el

metal base a través de una zona eléctrica generada por la

corriente de soldadura.

ELECTRODO

Tiene un núcleo metálico, un revestimiento a base de sustancias

químicas y un extremo no revestido para fijarlo en el porta electrodo.

Funciones

a) Dirige el arco conduciendo a una fusión equilibrada y uniforme.

b) Crea gases que actúan como protección evitando el acceso delOxígeno y el Nitrógeno.

c) Produce una escoria que cubre el metal de aporte, evitando elenfriamiento brusco y también el contacto del Oxígeno y delNitrógeno.

d) Contiene determinados elementos para obtener una buenafusión con los distintos tipos de materiales.

e) Aporta al baño de fusión elementos químicos que darán al metaldepositado las distintas características para las cuáles fueformulado

f) Estabiliza el arco eléctrico.

Propiedades del Revestimiento

El revestimiento del electrodo, determina las característicasmecánicas y químicas de la unión, está constituido por unconjunto de componentes minerales y orgánicos que cumplenlas siguientes funciones:

Producir gases protectores para evitar la contaminaciónatmosférica y gases ionizantes para dirigir y mantener elarco.

Producir escoria para proteger el metal ya depositadohasta su solidificación.

Suministrar materiales desoxidantes, elementos dealeación e hierro en polvo.

Clasificación AWS A5.1 (aceros al

carbono)

Propiedades Mecánicas

Posiciones

Recubrimiento

Los códigos para designación que aparecen después del guion son opcionales e indican lo siguiente:

• HZ, indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 ó

16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de bajo hidrógeno).

• R, indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad

relativa (sólo para electrodos de bajo hidrógeno).

Clasificación AWS A5.4 (aceros inoxidables)

La especificación AWS A5.4 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar

aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificación de estos electrodos

también es numérico.

Como muestras de clasificación de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, ó E

310-16

E Indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco

XXXIndica la numeración que se corresponde a la Clase AISI de acero

inoxidable, para el cual está destinado el electrodo.

Y Indica la posición en que puede utilizarse

ZSeñala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la polaridad a

utilizarse

Selección del electrodo

La medida del electrodo a utilizar depende de los siguientes factores:

1) Naturaleza del metal base.

2) Dimensiones de la sección a soldar.

3) Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora.

4) En qué posición o posiciones se soldará.

5) Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza.

6) Si el depósito debe poseer alguna característica especial, como son:

resistencia a la corrosión, gran resistencia a la tracción, ductilidad, etc.

7) Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma o

especificaciones especiales.

Equipo Básico

Fuente de Poder

Transforma la corriente eléctrica de la línea de

alimentación a valores de amperaje y voltaje

adecuados para establecer y mantener el arco de

soldadura.

Se prefiere del tipo de corriente constante y la

característica más importante es la capacidad.

Porta Electrodo

Transfiere la corriente eléctrica del cable al electrodo.

Está aislado para permitir la manipulación por el

operador.

Disponible en varias capacidades.

Pinza de Tierra

Es el medio de conexión del cable de fuerza a la pieza

de trabajo.

Están disponibles en varios tamaños y configuraciones

para diferentes aplicaciones.

Para lograr buenos resultados, es necesario disponer de un equipo

de soldadura que posea regulación de corriente, que sea capaz de

controlar la potencia y que resulte de un manejo sencillo y seguro.

Podemos clasificar los equipos para soldadura por arco en tres tipos

básicos:

1. Equipo de Corriente Alterna (CA).

2. Equipo de Corriente Continua (CC).

3. Equipo de Corriente Alterna y Corriente Continua combinadas.

Clasificación de equipos para soldadura por

Amperaje

Es la variable de mayor importancia en el proceso, determina:

1. La profundidad de penetración.

2. La tasa depósito.

3. El volumen del cordón.

4. Depende del tipo y diámetro del electrodo, posición y diseño de

la junta.

El amperaje a utilizar para realizar la soldadura dependerá de:

1. Tamaño del electrodo seleccionado.

2. El tipo de recubrimiento que el electrodo posea.

3. El tipo de equipo de soldadura utilizado (CA; CC directa e inversa).

Velocidad de Avance

Depende del operador y es la rapidez con la que elcharco se desplaza a lo largo de la junta.

Al aumentar la velocidad de avance.

Se reduce el tamaño del cordón.

Se incrementa ligeramente la penetración.

El Voltaje esta determinado por la longitud de arco(distancia de la punta del electrodo al charco).

A mayor voltaje se obtiene un cordón mas planoy ancho.

Efectos de las Variables

Calidad de Soldadura

Inclusiones de Escoria:

Velocidad de avance errática.

Oscilación demasiado amplia.

Escoria del cordón anterior.

Porosidad:

Corriente excesiva.

Metal base sucio, aceite, grasa.

Demasiado óxido.

Alta humedad en el recubrimiento.

Fusión Incompleta:

Velocidad de avance muy alta.

Mayor diámetro de electrodo del necesario.

Socavado:

Excesivo amperaje de soldadura.

Voltaje demasiado alto.

Velocidad de oscilación alta.

Porosidad de agujero de gusano:

Causado por humedad o azufre en el acero.

Superficie de la junta sucia.

Demasiada humedad en la junta.

La soldadura eléctrica resulta indispensable para un gran número de

industrias.

Es un sistema de reducido coste, de fácil y rápida utilización,

resultados perfectos y aplicable a toda clase de metales

relativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la

remoción de la escoria, Luminosos, Infrarrojos y Ultravioleta, los

cuáles producen trastornos orgánicos

Tipos de soldadura

•Soldadura de cordón

•Soldadura ondeada

•Soldadura de tapón y agujero alargado o muesca

•Soldadura de filete

•Soldadura de ranura

Soldadura de cordón

• Reconstrucción de superficies

• Realizadas de una sola pasada

• Metal aportante en línea

• Muy poco uso en uniones

Soldadura ondeada

• Reconstrucción de superficies

• Cordón con algo de movimiento

• Ancho del cordón acorde al diseño o necesidad

• Tipo: zig-zag, circular, oscilante, etc.

Soldadura de tapón y agujero alargado o muesca

• Función remachadora

• Perforaciones previas

• Diversos usos

• Poca resistencia a tracciones perpendiculares a la superficie

Tipos de Juntas

• Junta a tope.

• Junta en esquina.

• Junta en “t”.

• Junta a traslape.

• Junta de borde

La geometría de una junta consiste únicamente del perfil de su

sección transversal, antes de realizar la soldadura.

Tipos básicos de unión

La junta debe prepararse (ranurarse) para poder soldarla, existen 19

tipos básicos, los mas importantes son:

• Ranura a escuadra.

• Ranura en bisel sencillo.

• Ranura en v.

• Ranura en j.

• Ranura en u.

• Filete.

Ranura a escuadra

se emplea para espesores delgados.

Las dos caras son paralelas.

Es fácil de aplicar. ZONA A SOLDAR

Ranura en bisel sencillo

Se emplea para economizar soldadura.

• solo se bisela uno de los miembros a soldar.

ZONA A SOLDAR

Soldadura de ranura o Bisel

• Miembros conectados en un mismo plano

• Implica ensamble perfecto de las piezas

• Más resistencia que las de filete

• Pueden ser reforzados

Ranura en “V”

ZONA A SOLDAR

Ranura en J

Es similar al bisel sencillo pero tiene un radio en la zona de la raiz.

ZONA A SOLDAR

Ranura en “U”

Se emplea para grandes espesores.

• ayuda a reducir la cantidad de soldadura a depositar.

ZONA A SOLDAR

Filete

No es propiamente una ranura.

• Se emplea para la soldadura de elementos estructurales.

• No se recomienda para esfuerzos cortantes.

ZONA A SOLDAR

Tipos y formas de costura, según DIN 1912 (soldadura por fusión).