SOLDADURA

Los procesos de soldadura se describen como la union o fusion de dos piezas. Se pueden usar o no metales de aporte , o de relleno, que son metales que se agregan a la zona de soldadura durante la operacin.

Procesos de soldadura con arco:electrodo consumible

El proceso puede implicar un electrodo consumible o uno no consumible(varilla o alambre). Se produce un arco entre la punta del electrodo y de la pieza que se va a soldar, mediante una fuente de poder de CA o CD. Este arco produce temperaturas de unos 30.000C (54.000F), en la categoria de soldadura con arco se incluyen varios procesos que describiremosa continuacion.

1-Soldadura con arco y metal protegido (SMAW)

El arco electrico se genera tocando la pieza con la punta de un electrodo recubierto y retirandola con rapidez a la distancia sufuciente para mantener el arco. Los electrodos tiene la forma de una varilla delgada y larga.

El calor generado funde una parte de la punta de su electrodo, su recubrimiento y el metal base en la zona inmediata del arco, el recubrimiento del electrodo desoxida la zona de la soldadura y produce gas de pantalla que la protege del oxigeno del ambiente

La fuente puede ser de CD o CA. La polaridad de CD se utiliza para soldar lamina por que el arco que produce es muy estable y se prefiere en para los metales que requieren poca penetracion, en la polaridad inversa se produce una mayor penetracion.

La polaridad alterna el arco pulsa rapidamente y es adecuado para soldar partes gruesas y para usar electrodos de gran diametro en corrientes maximas

2-Soldadura por arco sumergido(saw)

El arco es protegido con un fundente granular formados por cal, silice, oxido de manganeso, fluoruro de calcio y otros compuestos. La capa gruesa de fundente cubre totalmente el metal fundido; evita las salpicaduras y las chispas. Tambien el fundente actua como aislante termico, facilitando la penetracion profunda del calor en la pieza.

El electrodo consumible es un rollo de alambre redondo desnudo de 1.5 a 10mm (1/16 a 3/8 de pulg) de diametro, se alimenta en forma automatica por un tubo(pistola de soldar). Las corrientes electricas suelen ser de 300 a 2000 A. la calidad de la soldadura es muy alta, con buena tenacidad, ductilidad y uniformidad

3- soldadura de arco, metal y gas(GMAW)

Llamda soldadura de gas inerte (MIG) se protege el area de la soldadura con una atmosfera inerte de argon, helio, dioxido de carbono o varias otras mezclas de gases. El alambre desnudo se alimenta al arco en forma automatica a travez de una boquilla.

En la union se pueden despositar varias capas de soldadura el metal se puede se puede transferir con tres metodos en este proceso:

Atomizacion (aspersion), globular y corto circuito.

Atomizacion (aspersion): pequeas gotas de metal fundido del electrodo pasan al area de soldadura, con una frecuencia de varios cientos por segundo, la transferencia no tiene salpicaduras y es muy estable.

Globular: se usan gases ricos en dioxido de carbono, y los globulos se impulsan mediante las fuerzas del arco electrico, se producen bastantes salpicaduras. Se usan altas corrientes para mayor penetracion de la soldadura.

Cortocircuito: el metal se transifere en forma de gotitas individuales, mas de 50 por segundo, cuando la punta del electrodo toca al metal fundido de soldadura y hace cortocircuito. Los gases son ricos en dioxido de carbono y los electrodos son de alambre de diametro pequeo

4-soldadura con arco y nucleo de fundente (FCAW)

Se parece al de la soldadura con arco y metal en gas, con la excepcin que el electrodo tiene forma tubular y esta relleno con fundente. Los electrodos con nucleo producen un arco mas estable, mejoran el contorno del cordon y producen mejores propiedades mecanicas del metal de soldadura. Los electrodos tienen en general diametros pequeos, de 0.5 a 4 mm

5- soldadura con electrogas(EGW)

Se usa principalmente para soldar los bordes de secciones en sentido vertical y en un paso, con las piezas colocadas borde con borde. El metal de aporte se deposita en una cavidad de la union entre las dos piezas por unir. Uno o varios electrodos se alimentan por un conducto y se mantiene un arco continuo con electrodos de nucleo de fundente, hasta de 750 A. o electrodos solidos a 400 A.

6- soldadura por electroescoria

Sus aplicaciones se parecen a la soldadura con electrogas, la principal diferencia es que el arco se inicia entre la punta del electrodo y el fondo de la pieza por soldar. Se agrega fundente, el cual se funde por el calor del arco. Despues de que la escoria fundida llega a la punta del electrodo se extingue el arco. En adelante el calor se produce en forma continua por la resistencia electrica de la escoria fundida.

La soldadura por electroescoria es capaz de soldar placas de espesores entre 50 y mas de 900 mm ( de 2 a 36 pulg). La corriente requerida es unos 600 A a 40 o 50V.

ELECTRODOS

Los electrodos para los procesos de soldadura con arco y electrodos consumibles que hemos descrito se clasifican segn la resistencia del material depositado, la corriente (CA o CD) el tipo de recubrimiento. Los electrodos se identifican con numeros y letras o con clave de colores. Las dimensiones normales de los electrodos recubiertos son de 150 a 460 mm (6 a 18 plg) de longuitud y de 1.5 a 8 mm (1/16 a 5/16 pulg) de diametro. Al disminuir el grosor de las piezas por soldar, tambien disminuye la corriente necesaria y el diametro del electrodo.

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Designaciones de electrodos de acero suave recubiertos

Los dos primeros digitos de numero de 4 digitos y los tres primerps digitos de cinco numeros indican la resistencia minima a la tension:

E60XX 60,000 PSI(lb/pulg2)

E70XX 70,000 PSI(lb/pulg2)

E110XX 110,000 PSI(lb/pulg2)

Los dos dgitos siguientes indican la posicion:

EXX1X Todas las posiciones

EXX2X Posicin plana y biseles horizontales

Ejemplos de electrodos mas utilizados

6013 penetracion media

7018 penetracion moderada

6012 penetracion media

6010 alta penetracion

7024 para presentacion

Los electrodos de alta penetracion terminan el ultimo digito en 0 o 1

Amperaje de trabajo para los electrodos de los siguientes diametros:

3/32 amperaje 70 A

1/8 amperaje 110 A

5/32 amperaje 150 A

PROCESOS DE SOLDADURA CON ARCO : ELECTRODO NO CONSUMIBLE

A diferencia de los procesos de soldadura con arco que usan electrodos consumibles la soldadura con arco y electrodo no consumible se usa un electrodo de tugnsteno y de una fuente externa que le suministra gas de proteccion.

1-Soldadura con arco de tugnsteno y gas (GTAW)(TIG)

Llamada soldadura TIG de tungsteno en gas inerte, el metal de aporte es un alambre como no se consume el electrodo de tungsteno en esta operacin, se mantiene una abertura de arco constante y estable en un nivel constante de corriente. El gas de proteccion suele ser argon, helio, o una mezcla de los dos. La fuente de poder puede ser de CD con 200 A o de CA con 500 A

2-soldadura con arco de plasma(PAW)

Se produce un arco concentrado de plasma que se dirige hacia el area de la soldadura. Un plasma es un gas inerte ionizado, formado por cantidades casi iguales de electrones e iones positivos. El plasma se inicia entre el electrodo de tungsteno y el orificio, mediante un arco piloto de baja corriente. Las corrientes de operacin suelen ser menores que 100 A.

Hay dos metodos de soldar con arco de plasma:

Arco transferido: el arco se transfiere del electrodo a la pieza

No transferido: el arco se produce entre el electrodo y la boquilla, y el calor es arrastrado a la pieza por el gas plasma.

La gran concentracion de calor puede atravesar por completo la union en espesores hasta de 20mm.

SOLDADURA CON OXIGENO Y COMBUSTIBLE GASEOSO (OAW)

Llamado tambien soldadura oxiacetilenica la llama generada es la fuente de calor para fundir los metales a unir. Las temperaturas que se desarrollan en la llama, como resultado de esas reacciones pueden llegar a los 3300C (6000F).

Tipos de llama

Llama neutra: son cuando las proporciones de acetileno y oxigeno al mezclarlas tienen una relacin de 1:1.

Llama oxidante: se produce cuando hay un mayor suministro de oxigeno esta llama es perjudicial para los aceros por que los oxida solo es preferible utilizarla en la soldadura de cobre y sus aleaciones.

Llama carburante o reductora: se produce cuando la relacin de oxigeno es deficiente la temperatura es menor por lo que es adecuada para aplicaciones que requieran poco calor.

Presiones de trabajo en oxiacetilenica

Acetileno de 5 7 psi

Oxigeno de 20-25 psi

Presiones para oxicorte

Acetileno de 5 7 psi

Oxigeno 40 psi