Materiales Soldadura de acero

7/25/2019 Materiales Soldadura de acero

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3- Soldadura oxiacetilnica

3.1- Introduccin

En la soldadura oxiacetilnica la fuente de calor estoriginada por la combustin del oxgeno y acetileno.

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El acetileno (C2H2 es un gas altamente inflamable! incoloroy ms ligero "ue el aire (densidad del acetileno! #.$#% &g'm.)e los gases combustibles! el "ue dispone de mayor podercalorfico es el acetileno (poder calorfico del acetileno! **.+##&cal'&g! lo "ue permite alcan,ar temperaturas de llama mselevada (superior a los .### -C y posee una gran intensidadde llama y velocidad de combustin! por lo "ue esuniversalmente utili,ado en mucos procesos industriales/soldadura y corte! tratamientos por calor! escarificado!endere,ado! temple y revenido de partes mecnicas0

El proceso se origina por el intenso calor de la llamaoxiacetilnica "ue eleva la temperatura del metal base! y "uepermite "ue el metal de aportacin fluya fundido sobre el lasuperficie del metal base! "ue no llega a fundirse. 1a superficiedel metal base debidamente calentada y "umicamente limpiaarrastra acia el interior por atraccin capilar la pelcula de

material de aporte! lo "ue a su ve, origina el enfriamiento delmetal base asta "ue el metal de aporte se solidifi"ue.

Esta umectacin o moado del metal base por parte de lapelcula "ue forma el metal de aporte depender de lanaturale,a de los metales a unir y del estado de sussuperficies. En la prctica las superficies se van a presentarcontaminadas por xidos o grasas "ue van a impedir uncorrecto moado.


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3ara obtener resultados satisfactorios es necesario recubriro decapar las superficies de las pie,as a unir con fundenteslimpiadores.

3.2- Tipos de procesos en la soldadura oxiacetilnica

En la soldadura oxiacetilnica se diferencias dosprocedimientos distintos! a saber/

4 Soldadura por usin/ cuando los bordes de las pie,asen contacto se funden por la accin de la llamaoxiacetilnica. En este caso! tambin puede aber o nomaterial de aporte. En caso de no utili,arse varilla de aporte!son los bordes de las pie,as en contacto las "ue funden. 5l

fundirse los bordes! stos fluyen en contacto! "ue trasenfriarse resulta todo un solo blo"ue de metal. Cuando seutili,a varilla de aporte! sta deber tener la mismacomposicin "ue las pie,as a unir.

4 Soldadura uerte ! blanda/ en este procedimiento laspie,as a unir no llegan a fundir sus bordes! sino "ue secrean untas de alta resistencia en la ,ona de contacto. Estetipo de procedimiento se divide a su ve, en 6oldadura7uerte (89ra,ing8 en ingls o 6oldadura 9landa(86oldering8. 1as aleaciones ferrosas "ue fluyan a una

temperatura mxima de :2%-C son utili,adas en la soldadurablanda! mientras "ue a"uellas "ue fluyan a temperaturasuperiores a :2%-C sern utili,adas para la soldadura fuerte.En todo caso! la temperatura de trabao siempre ser inferiora la temperatura de fusin del metal base. 1a granaplicacin de este procedimiento es para a"uellosmateriales donde estas baas temperaturas de trabao evitan"ue se genere cambios estructurales por el efecto de lasaltas temperaturas.

3.3- "reparacin de supericies

1a limpie,a de las superficies tiene por obeto la eliminacinde cuerpos extra;os "ue van a dificultar el correcto moado delmetal de aporte. 6e podrn utili,ar dos procedimientos/

< 1impie,a mecnica=

< 1impie,a "umica.


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1a limpie,a "umica consiste en el empleo de determinadosagentes limpiadores! llamados fundentes.

1os fundentes sirven para disolver o escorificar los xidos"ue se forman sobre la superficie de diversos metales duranteel proceso de calentado. 1os fundentes suelen presentarse enforma de polvos! y en algunos casos! como l"uidos.

1os fundentes presentan una temperatura de fusin msbaa "ue la del metal de aporte. Cuando alcan,an estatemperatura! moan o umectan la superficie de contacto ysirven tambin como indicador de temperatura para laaplicacin del metal de aporte.

>o existe un fundente universal para todos los usos! debidoa "ue los xidos de los diferentes metales y aleaciones varanmuco de propiedades fsicas y "umicas. Cada metal base ocada varilla de aportacin re"uerir el empleo de un fundenteespecial! seg?n sus caractersticas. 1a eleccin del tipo defundente deber acerse en todo caso consultando loscatlogos de los suministradores.

3.#- $%uipo de soldadura

5dunto se representa es"uemticamente el e"uipo desoldadura necesario!


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a Cilindros de presin de acetileno

El acetileno se suministra en cilindros o botellas de acero apresin. 6e trata de un gas altamente inestable! por lo "uere"uerir de cuidados especiales para su almacenamiento. 5s!

el interior de la botella de acetileno deber ser preparada conuna masa porosa de arena! carbn vegetal! amianto! cementoy todo embebido en acetona! para evitar la explosin delacetileno. 1a presin de suministro o de llenado de las botellases de *@ &g'cm2.

5dunto se incluye una tabla con las caractersticas de lasbotellas de suministro del gas/

Volumen enbotellas

(litros)

Dimetro

(mm.)

Altura contulipa

(mm.)

Peso totalaprox.

llenas (Kg.)

Presin dellenado (bar

a 15)

ontenido

(Kg.)

40 229 1370 81 15 7

40/33 229 1370 80 15 6

20 204 905 40 15 4

5 140 600 14 15 1

Atros datos de inters se relacionan a continuacin/

4 3roporcin de la me,cla (5cetileno'Axgeno para lallama/

Bximo/ */*!@

>ormal/ */*!*

4 emperatura de la llama/

Bximo/ *+# -C

>ormal/ *#+ -C

4 Delocidad de propagacin de la llama/

Bximo/ **+# cm'seg

>ormal/ %*# cm'seg


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b Cilindros de presin de oxgeno

El oxgeno se suministra igualmente en botellas de acero apresiones elevadas! superiores a los *@# &g'cm2. 5l serintensamente oxidante! deber evitarse todo contacto con

sustancias fcilmente combustibles! ya "ue podr provocar sucombustin. odos los accesorios y elementos "ue puedanentrar en contacto con el oxgeno debern estar exentos degrasa! aceites y lubricantes.

5dunto se incluye una tabla con las caractersticas de lasbotellas de suministro/

Volumen en

botellas(litros)

Dimetro

(mm.)

Altura con

tulipa(mm.)

Peso total

aprox.llenas (Kg.)

Presin de

llenado (bara 15)

ontenido

(m!.)

50 229 1640 84 200 10,6

20 204 940 37 200 4,2

10 140 950 24 200 2,8

5 140 610 12 200 1

2,5 115 450 5 200 0,5

c Banorreductores

1a misin de los manorreductores es la de disminuir lapresin "ue los gases tienen en el interior de las botellas! ymantenerlas estables en su salida a travs de las mangueras.6e adunta figura representativa!


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1a mayora de los reguladores son de dos graduaciones ytienen dos medidores! uno para indicar la presin del cilindro yotro para indicar la presin "ue entra en la manguera.

d Dlvula de seguridad

6e trata de un dispositivo de seguridad conectado al cilindro

de acetileno "ue sirve para evitar el retroceso de la llama alinterior del cilindro debido a un mal uso o por cual"uier tipo deaccidente (por eemplo! la explosin de una manguera0.


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e Bangueras

6on los elementos flexibles! lisos por el interior construidosen multicapas! de goma sinttica resistente a la accin de losgases! con inserciones textiles de fibra sinttica para refor,arla estructura! y cubierta tambin de goma sinttica "ue suelenser de color roo para el acetileno y verde'a,ul para el oxgeno!resistente a la abrasin! a la lu, y a los agentes atmosfricos.

Estos elementos sirven de nexo de unin entre losmanorreductores y el soplete. 6u presin de trabao estlimitada por lo "ue se deber actuar sobre el manorreductorpara controlar en todo momento la presin de salida de losgases.

f 6istema antirretroceso

6on dos vlvulas de seguridad colocadas entre mangueras ysopletes "ue permiten el paso del gas en un sentido y no en elotro.


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g 6oplete

6e compone de un cuerpo o mango con vlvulas deregulacin y de bo"uillas intercambiables. 6u misin es la deme,clar los gases y conseguir la llama ptima para el soldeo.1a velocidad "ue ad"uiere los gases al paso por el sopletedebe ser alta a fin de evitar un retroceso de la llama.

El soplete estndar puede ser de tipo combinado! es decir!"ue puede ser utili,ado para soldar o cortar.

6e emplean diferentes tipos y tama;os de bo"uilla unto conel soplete para aplicaciones especficas de soldadura y corte.El e"uipo normal tiene tres o ms bo"uillas. na bo"uillademasiado pe"ue;a retardar excesivamente y en algunoscasos ar imposible la fusin del metal base. 3or el contrario!una bo"uilla demasiado grande puede llegar a la "uemaduradel metal base. 1os fabricantes recomendarn ciertos tipos debo"uillas para cada tipo de metales y espesores de pie,as aunir.

3ara el encendido primero se debe dar salida al gascombustible! posteriormente mediante una cispa se trata deencender el soplete! y luego actuando sobre el regulador deloxgeno situado en el mango del soplete! se regula la llamaasta conseguir la ptima (aproximadamente se produce paravol?menes iguales de oxgeno y acetileno.


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3.&- 'a lla(a oxiacetilnica

Es el tipo de llama "ue se origina en la punta de la bo"uillapor la combustin de * volumen de oxgeno (Do con *.* a *.vol?menes de acetileno (Da. El volumen de los gases se

regula mediante las llaves situadas en el mango del soplete.)ependiendo de la relacin entre los vol?menes de los gasesse distinguen tres tipos de llamas "ue tienen aplicacionesdiferentes. 1a normalmente empleada para soldadura deaceros es la llama neutra.

5 continuacin se muestra las distintas ,onas "ue sepueden distinguir en la llama oxiacetilnica y las reacciones"ue se originan en cada caso.


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a Fona 5

6e distinguen a su ve, dos regiones en esta ,ona! a saber/

4 Gegin */ 6e produce la me,cla de acetileno y oxgeno atemperatura baa. 6e distingue como un cono o dardo de colora,ulado brillante.

4 Gegin 2/ 6e sit?a inmediatamente despus de la Gegin *y es donde tiene lugar la reaccin primaria originndose a suve, un aumento brusco de la temperatura! alcan,ando su valormximo al final de un cono de color verdoso. 1a reaccin "uetiene lugar es reductora y por tanto apta para soldar.

C2H2 A2 IJ 2CA H2 *#+@## (cal

b Fona 9 3enaco

En esta ,ona tiene lugar la reaccin secundaria comoconsecuencia del contacto con el aire. >o es una ,ona aptapara la soldadura dado "ue su temperatura es baa. 1a ,onade alta temperatura est poco definida y los gases resultantesno dan la proteccin adecuada.

CA K A2 2>2 IJ CA2 2>2 +L### (calH2 K A2 2>2 IJ H2A 2>2 @L### (cal

3.)- "roductos de aporte

5 continuacin se describe la funcin "ue desempe;a elmetal de aporte y los fundentes.

a Betal de aporte


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6e suministran en varillas de metal "ue se funden con lallama y se depositan sobre los bordes de la pie,a a soldar osobre la superficie para compensar desgastes. 5dems!pueden ser utili,ados para conferir ciertas propiedades

mecnicas al metal base.3ara la eleccin del material de aporte se debe tener en

cuenta los siguientes factores/

4 "ue sea de la meor calidad posible=

4 "ue las propiedades mecnicas del metal de aporte seantales "ue la unin soldada "ue resulte posea meorespropiedades mecnicas "ue el metal base=

4 se recomienda "ue en su composicin "umica ayaexceso de Bn! 6i y C=

4 el dimetro de la varilla ser en funcin del mtodo deeecucin y del espesor de la pie,a a soldar.

6eg?n la naturale,a del metal base! el tipo de varilla deaporte en la soldadura fuerte puede clasificarse en/

4 Cobre puro=

4 5leaciones a base de plata=

4 5leaciones a base de cobre=

4 5leaciones a base de aluminio.

b 7undentes

Como ya se trat anteriormente en la seccin . losfundentes son productos "umicos "ue se utili,an para evitar laformacin de xidos "ue puedan "uedar ocluidos en la uninsoldada. 6u uso es obligatorio para la soldadura de todos losmetales y aleaciones salvo para el acero suave.

1os re"uisitos "ue deben reunir los fundentes son tales "ue/

4 debern ser capa, de disolver la pelcula de xido "ue seforma durante el proceso de soldeo=


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4 el compuesto resultante (fundentexido deber ser ligeroy flotar en el metal fundido! para evitar as "ue "uede ocluidoen el interior de la soldadura=

4 deber poseer una temperatura de fusin inferior a la delmetal base.

"etal Varilla #ipo de $lama %undente

Acero Suave Acero al Carbono Neutra No

Acero Inoxiable Acero Inoxiable Neutra S!

Aleaci"n e

Alu#inioAlu#inio Carburi$ante S!

Aleaci"n e Cobre Cobre Neutra S!

3.*- Tcnica operatoria

na ve, regulado el soplete! y elegido los productos deaporte! se proceder a la operacin de soldeo. 6e puedendistinguir varias posiciones o tcnicas/

a Btodo Clsico o 8a i,"uierdas8

El metal de aportacin se sit?a por delante de la bo"uilla! elsentido de avance es tal "ue la llama se dirige acia la ,ona no

soldada.

< Dentaas/

4 es de aplicacin en pie,as con espesores de asta + mm=

4 eecucin fcil y de buena penetracin=

4 buen aspecto del cordn.

< Mnconvenientes/


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4 coste elevado debido a la baa velocidad de soldeo y altoconsumo de gases=

4 deformaciones residuales importantes.

b Btodo 8a derecas8

El metal de aportacin se sit?a por detrs de la bo"uilla! elsentido de avance es tal "ue la llama se dirige acia la ,ona yasoldada.

< Dentaas/

4 es de aplicacin para espesores de *24*@ mm=

4 menor consumo de gases y gran velocidad de eecucin=

4 menores distorsiones en la pie,a base.

< Mnconvenientes/

4 no est recomendado para soldar pie,as con espesores

menores de + mm.

c 6oldadura en vertical ascendente

Est dentro de las llamadas soldaduras en posicin! por lo"ue su eecucin reviste ms dificultad.


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#- "recauciones de uso ! se+uridad

#.1- "eli+ro por retroceso de lla(a

1as causas ms comunes por las "ue puede producirse elretroceso de la llama son/ bo"uilla sucia! soplete en malestado! distancia desde la bo"uilla a la pie,a a soldarinadecuada! etc.

Como norma general de actuacin se recomienda cerrarprimero la salida de oxgeno para "ue cese la combustin.

#.2- Incendio o explosin de (an+ueras

1as causas ms comunes por las "ue puedan originarseaccidentes con las mangueras pueden ser debidas a su malestado de conservacin! mal reglae de presin en los

manorreductores! mala colocacin de las mangueras duranteel proceso de soldeo! etc.

Como en el caso anterior se debe actuar cerrando loscilindros de presin! y en primer lugar el oxgeno.

#.3- ,or(as de al(acena(iento ! uso de los cilindros de

presin


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6e debe evitar golpearlos! no exponerlos al sol! nicalentarlos con llamas. En general mantener los cilindrosalmacenados por debao de @#-C! en lugar bien ventilado.

1os cilindros de oxgeno no se deben manipular en contactocon materiales aceitosos o grasos.

3ara el caso del acetileno! evitar su contacto directo concobre puro! mercurio! plata y latn "ue tenga ms del %#N decobre.

En general! se recomienda cada @ a;os reali,ar una pruebaidrosttica sobre los cilindros.

5 continuacin se relacionan otras recomendaciones deseguridad sobre el uso del acetileno/

4 El acetileno es extremadamente inflamable y explosivo. 6uuso a presiones superiores a * &g'cm2supone un riesgo altode explosin. 3or lo tanto nunca se debe utili,ar acetileno fueradel cilindro a presiones superiores a * &g'cm2.

4 >unca abrir la vlvula con ms de O de vuelta.

4 >unca agotar el cilindro a menos de 2 &g'cm2de presin.

4 6oltar el diafragma del regulador antes de la abertura.

JJ 7M> )E1 AGM51


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Te(a * eor(aciones ! tensiones producidas por el calor de soldadura. Otrosdeectos.

Generalidades.

Deformaciones producidas en la soldadura.

Defectos de la soldadura.

1 +eneralidades

Cuando se calienta uniformemente una pie,a libre! sta se dilata! cuando alcan,a latemperatura ambiente! sus dimensiones (volumen! son ms grandes "ue antes de sufrirencantamiento. 1a contraccin es! ms acusada "ue la dilatacin. 1as deformacionessern tanto o ms fuertes en pie,as a soldar libres cuando/

4Bs d?ctil sea el material "ue se suelda.

4Benos condu,ca calor dico material. 6i lo conduce el enfriamiento es ms lento.

4Bs larga sea la lnea a soldar.

1as tensiones internas son igual o ms importantes/

a4 Cuanto ms tena, y sensible al calor sea de material a soldar.

b4 Cuanto ms rgida ser la pie,a "ue se "uede soldar.

c4 1as grietas "ue presentan a soldar materiales poco elsticos! tales como fundiciones!aceros fundidos! etc.

2 eor(aciones producidas en la soldadura.

1as deformaciones producidas en las pie,as sometidas a soldadura pueden manifestarsede los siguientes modos/

4En sentido longitudinal.

4En sentido transversal.

45l puentear pie,as libres "ue se an de soldar.

Baneras de evitar las deformaciones/

4Evitar soldar pie,as en ngulo cuando tienden a deformarse y adems no se puedemartillar.

4)eformar previamente las pie,as en sentido inverso con un valor sensiblemente igual al"ue produ,ca la contraccin.

43recaldeo total o parcial de las pie,as asta +@#P.

4Eleccin del orden de eecucin de la soldadura por facciones opuestas.

46upresin de las deformaciones despus de eecutar la soldadura/


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a4 Endere,amiento del ro de las pie,as soldadas de poco espesor! con la ayuda de unmartillo.

b4 En el estado de la pie,a compresa martillo! una ve, caldeada total o parcialmente.

c4 Calentando localmente con soplete en a"uellos lugares "ue ms se destinaron a causa

de la contraccin.3 eectos de la soldadura.

1os defectos de la soldadura se deben principalmente a tres causas/

4)efectos de preparacin de los bordes a soldar! deben de ser regulares! tanto si sonrectos como si son acaflanados.

4)efectos de disposicin o situacin de los bordes a soldar/

Q )esnivelacin de los bordes.

Q 6eparacin excesiva de las soldar.


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4)efectos de eecucin debidos al soldador/

1 Falta de penetracin. Rste efecto se presenta debido a siguientes causas/

43oca separacin entre las pie,as a soldar.

43reparacin de caflanes con ngulos demasiado pe"ue;os.

4)istancia excesiva del dardo al ba;o fundido.

45vance demasiado rpido.

2-metal pegado.Este defecto se presenta en soldadores poco biles! de "ue nodistingue en el ba;o de metal fundido de la escoria y adems dea caer material fundidosobre las ,onas no fundidos de material base.

3-Mordeduras. 6on canales o depresiones producidas en el sentido longitudinal delcordn! bien por un lado del mismo o por los dos lados.

4-Falta de material de aportacin.Exceso de velocidad.

5-Cordn demasiado ancho.

6-o!re espesor e"agerado del cordn.

# -$nclusin de "idos en el interior del cordn.

%-$nclusin de gases.

&-Fisuras.

Normas de seguridad especifcas : soldadura oxiacetilnica

El tipo de soldadura por gas ms utilizado es la soldadura oxiacetilnica yoxicorte, que aprovecha el gran poder calorfco de la llama obtenida conoxgeno y acetileno El suministro de gas se puede obtener tanto de unainstalaci!n f"a como de botellas porttiles #parte, un equipo de soldaduraoxiacetilnica est integrado por manorreductores, vlvulas antirretroceso,mangueras y soplete El principal riesgo asociado a esta tcnica desoldadura es el riesgo de incendio y$o explosi!n durante los procesos de

encendido y apagado, por utilizaci!n incorrecta del soplete, monta"einadecuado, mal estado del mismo o retorno de la llama # pesar de que losrecipientes que contienen gases comprimidos se construyen de %ormasufcientemente segura, todava se producen accidentes por no seguir lasnormas de seguridad relacionadas con las operaciones complementarias demanutenci!n, transporte, almacenamiento y utilizaci!n de los mismos

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