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Descripción y comparación de los procesos de soldadura utilizados en la industria
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ING. JUAN DE DIOS QUISPE
1
Procesos de Soldadura
y
Procesos Afines
Agosto 2010
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
2
Soldadura por hidrógeno atómico ..................... AHW
Soldadura por arco con electrodo desnudo ...... BMAW
Soldadura por arco con electrodo de carbono .. CAW
- gas ........................................... CAW-G
- protegido .................................... CAW-S
- doble ......................................... ACW-T
Soldadura por electrogas ................................. EGW
Soldadura por arco con electrodo tubular ....... FCAW
Soldadura blanda por inmersión ......... DS
Soldadura blanda en horno ................ FS
Soldadura blanda por inducción ......... IS
Soldadura blanda por rayos infrarrojo . IRS
Soldadura blanda de hierro ................. INS
Soldadura blanda por resistencia ........ RS
Soldadura blanda por soplete ............. TS
Soldadura blanda por ola .................... WS
SOLDADUR
A
BLANDA
SOLDERING
( S )
OTROS
PROCESOS
DE
SOLDADUR
A
Corte con fundente .............................. FOC
Corte con polvo metálico ...................... POC
Corte por oxigas .................................. OFC
- corte oxiacetilénico ................ .. OFC-A
- corte oxihidrógeno .................... OFC-H
- corte con oxigas natural ............ OFC-N
- corte oxipropano ....................... OFC-P
Corte por arco con oxígeno .................. AOC
Corte con oxígeno y rayos láser ........... LOC
Corte por arco con carbón y aire (arc air) ..... AAC
Corte por arco con electrodo de carbón ...... CAC
Corte por arco metal gas ............................. GMAC
Corte por arco con tungsteno y gas ............ GTAC
Corte por arco con metal ............................. MAC
Corte por arco por Plasma .......................... PAC
Corte por arco con electrodo revestido ....... SMAC
Pulverizado por arco eléctrico ............. EASP
Pulverizado por llama ......................... FLSP
Pulverizado por plasma ...................... PSP
Soldadura fuerte por arco .......................... AB
Soldadura fuerte por bloques .................... BB
Soldadura fuerte por difusión ..................... DFB
Soldadura fuerte por inmersión .................. DB
Soldadura fuerte por flujo ........................... FLB
Soldadura fuerte en horno .......................... FB
Soldadura fuerte por inducción ................... IB
Soldadura fuerte rayos infrarrojo ................. IRB
Soldadura fuerte por resistencia ................. RB
Soldadura fuerte por soplete ........................ TB
Soldad. fuerte con elect. doble de carbón.. TCAB
Soldadura por chisporroteo ............................. FW
Soldadura de resistencia de alta frecuencia .... HFRW
Soldadura por percusión ................................ PEW
Soldadura por proyección ................................ PRW
Soldadura de costura por resistencia .............. RSEW
Soldadura por puntos por resistencia .............. RSW
Soldadura por recalcado .................................. UW
Soldadura por co-extrucción ............ CEW
Soldadura en frío ........................... CW
Soldadura por difusión ................... DFW
Soldadura por explosión ................ EXW
Soldadura por forja ......................... FOW
Soldadura por fricción ..................... FRW
Soldadura por presión en caliente ... HPW
Soldadura por laminador ................ ROW
Soldadura por ultrasonido ................ USW
Soldadura por arco metal gas .................... GMAW
- arco pulsado ......................... GMAW-P
- arco en corto circuito ............. GMAW-S
Soldadura por arco Tungsteno gas ............ GTAW
- arco pulsado .......................... GTAW-P
Soldadura por plasma ................................. PAW
Soldadura por arco con electrodo revestido.. SMAW
Soldadura de espárrago ............................ SW
Soldadura por arco sumergido ................... SAW
- series ...................................... SAW-S
CORTE
POR
ARCO
( AC )
CORTE
POR
OXIGENO
( OC )
SOLDADUR
A
POR
RESISTENCI
A
( RW )
SOLDADUR
A
POR OXIGAS
( OFW )
CORTE
TERMICO
( TC )
UNION
CON
ADHESIVO
S
( ABO )
PULVERIZAD
O
TERMICO
SPRAYING
( THSP )
SOLDADUR
A POR ARCO
(AW)
PROCESOS
DE
SOLDADUR
A
SOLDADURA
EN ESTADO
SOLIDO
( SSW )
SOLDADUR
A
FURETE
BRAZING
( B )
Corte por haz de electrones ............... EBC
Corte con haz de rayos láser ............. LBC
- aire ...................................... LBC-A
- evaporativo ........................... LBC-EV
- gas inerte ............................. LBC-IG
- oxígeno ................................ LBC-O
OTROS
PROCES
OS
DE
CORTE
PROCESOS
AFINES
Soldadura por haz de electrones ........... EBW
- gran vacío ........................... EBW-HV
- vacío medio .......................... EBW-MV
- sin vacío ................................ EBW-NV
Soldadura por electroescoria .................. ESW
Soldadura por flujo ................................. FLOW
Soldadura por inducción .......................... IW
Soldadura por rayos láser ....................... LBW
Soldadura por termita ............................. TW
Soldadura aeroacetilénica ...................... AAW
Soldadura oxiacetilénica ........................... OAW
Soldadura por oxihidrógeno .................... OHW
Soldadura por presión con gas ................. PGW
ESQUEMA PRINCIPAL DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA Y PROCESOS AFINES
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
3
SOLDADURA
POR OXIGAS
( OFW )
Soldadura aeroacetilénica ........... AAW
Soldadura oxiacetilénica ............... OAW
Soldadura por oxihidrógeno ........ OHW
Soldadura por presión con gas .... PGW
SOLDADURA
EN ESTADO
SÓLIDO
(SSW)
Sold. por hidrógeno atómico ..................... AHW
Sold. por arco con electrodo desnudo ...... BMAW
Sold. por arco con electrodo de carbón ... CAW
- gas ............................................ CAW-G
- protegido .................................... CAW-S
- doble ............................................ ACW-T
Sold. por electrogas ............................... EGW
Sold. por arco con electrodo tubular .. ... FCAW
Sold. blanda por inmersión ....... DS
Sold. blanda en horno .............. FS
Sold. blanda por inducción ....... IS
Sold. blanda por rayos infrarrojo . IRS
Sold. blanda de hierro ................. INS
Sold. blanda por resistencia ........ RS
Sold. blanda por soplete ............. TS
Sold. blanda por ola .................... WS
Soldad. fuerte por arco ............... AB
Soldad. fuerte por bloques .......... BB
Soldad. fuerte por difusión ........... DFB
Soldad. fuerte por inmersión ........ DB
Soldad. fuerte por flujo ................. FLB
Soldad. fuerte en horno ............... FB
Soldad. fuerte por inducción ........ IB
Soldad. fuerte rayos infrarrojo....... IRB
Soldad. fuerte por resistencia...... RB
Soldad. fuerte por soplete............. TB
Sold. fuerte /elect. doble carbón… TCAB
Soldadura por chisporroteo ........... FW
Sold. de resist. de alta frecuencia . HFRW
Soldadura por percusión .............. PEW
Soldadura por proyección .............. PRW
Sold. de costura por resist. ........... RSEW
Sold. por puntos por resist. ........... RSW
Soldadura por recalcado ................ UW
Soldadura por co-extrucción ......... CEW
Soldadura en frío ......................... CW
Soldadura por difusión ................. DFW
Soldadura por explosión .............. EXW
Soldadura por forja ....................... FOW
Soldadura por fricción .............. .... FRW
Soldad. por presión en caliente ….. HPW
Soldadura por laminador ............... ROW
Soldadura por ultrasonido ............... USW
Soldadura por arco metal gas ...... GMAW
- arco pulsado ................. GMAW-P
- arco en corto circuito ..... GMAW-S
Soldad. por arco Tungsteno gas .... GTAW
- arco pulsado ................. GTAW-P
Soldadura por plasma ..................... PAW
Soldad. por arco con elect. Revest... SMAW
Soldadura de espárrago ................. SW
Soldad. por arco sumergido ............ SAW
- series ............................ SAW-S
OLDADURA S
POR
RESISTENCI
A
( RW )
SOLDADURA
POR ARCO
(AW)
PROCESOS
DE
SOLDADUR
A
Sold. por haz de electrones .. EBW
- gran vacío .............. EBW-HV
- vacío medio ............ EBW-MV
- sin vacío .................. EBW-NV
Sold. por electroescoria ...... ESW
Sold. por flujo ..................... FLOW
Sold. por inducción ............. IW
Sold. por rayos láser ........... LBW
Sold. por termita ................. TW
SOLDADURA
FUERTE
BRAZING
(B)
OTROS
PROCESOS
DE
SOLDADURA
SOLDADURA
BLANDA
SOLDERING
(S)
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
4
CORTE POR
OXIGENO
( OC )
Corte con fundente .......................... FOC
Corte con polvo metálico .................. POC
Corte por oxigas .............................. OFC
- corte oxiacetilénico ............... OFC-A
- corte oxihidrógeno ................ OFC-H
- corte con oxigas natural ........ OFC-N
- corte oxipropano ................... OFC-P
Corte por arco con oxígeno .............. AOC
Corte con oxígeno y rayos láser ....... LOC
Pulverizado por arco eléctrico ............. EASP
Pulverizado por llama ......................... FLSP
Pulverizado por plasma ...................... PSP
UNION CON
ADHESIVOS
( ABO )
PULVERIZA
DO
TERMICO
SPRAYING
( THSP )
Corte por haz de electrones ...... EBC
Corte por haz de rayos láser ..... LBC
- aire ............................... LBC-A
- evaporativo .................. LBC-EV
- gas inerte .................... LBC-IG
- oxígeno ....................... LBC-O
OTROS
PROCESOS
DE CORTE
PROCESOS
AFINES
CORTE POR
ARCO
( AC )
CORTE
TERMICO
( TC )
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5
1. Soldadura por hidrógeno atómico Atomic hydrogen welding AHW
2 Soldadura por arco con electrodo sin protección Bare metal arc welding BMAW
3. Soldadura por arco con electrodo de carbón Carbon arc welding CAW
- gas - gas CAW-G
- protegido - shielded CAW-S
- doble - twin CAW-T
4. Soldadura por electrogas Electrogas welding EGW
5. Soldadura por arco con electrodo tubular Flux cored arc welding FCAW
6. Soldadura por arco metal gas Gas metal arc welding GMAW
- arco pulsado - pulsed arc GMAW-
P- arco con corto circuito - short circuiting arc GMAW-
S7. Soldadura por arco tungsteno gas Gas tungsten arc welding GTAW
- arco pulsado - pulsed arc GTAW-P
8. Soldadura por plasma Plasma arc welding PAW
9. Soldadura por arco con electrodo revestido Shielded metal arc welding SMAW
10. Soldadura por arco de espárragos Stud arc welding SW
11. Soldadura por arco sumergido Sumerged arc welding SAW
- series - series SAW-S
1
PROCESOS DE SOLDADURA – WELDING PROCESSESI. Soldadura por Arco - Arc Welding AW - Unión por Fusión - Estado
Líquido
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
6
II. Soldadura en Estado Sólido - Solid State Welding SSW
1. Soldadura por coextrucción Coextruction welding CEW
2. Soldadura en frío Cold welding CW
3. Soldadura por difusión Diffusion welding DFW
4. Soldadura por explosión Explosion welding EXW
5. Soldadura por forja Forge welding FOW
6. Soldadura por fricción Friction welding FRW
7. Soldadura por presión en caliente Hot pressure welding HPW
8. Soldadura por laminador Roll welding ROW
9. Soldadura por ultrasonido Ultrasonic welding USW
6
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
7
I. III. Soldadura Fuerte - Brazing B - Soldadura en estado Sólido-Líquido
1. Soldadura fuerte por arco Arc Brazing AB
2. Soldadura fuerte por bloques Block brazing BB
3. Soldadura fuerte por difusión Diffusion brazing DFB
4. Soldadura fuerte por inmersión Dip brazing DB
5. Soldadura fuerte por flujo Flow Brazing FLB
6. Soldadura fuerte en horno Furnace brazing FB
7. Soldadura fuerte por inducción Induction brazing IB
8. Soldadura fuerte por rayos infrarrojo Infrared welding IRW
9. Soldadura fuerte por resistencia Resistance brazing RB
10. Soldadura fuerte por soplete Torch Brazing TB
11. Soldadura fuerte con electrodo doble de carbón Twin carbon arc brazing TCAW
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
8
IV Soldadura Blanda - Soldering S - Soldadura en estado Sólido-
Líquido
1. Soldadura blanda por inmersión Dip soldering DS
2. Soldadura blanda en horno Furnace soldering FS
3. Soldadura blanda por inducción Induction soldering IS
4. Soldadura blanda por rayos infrarrojo Infrared soldering IRS
5. Soldadura blanda de hierro Iron soldering INS
6. Soldadura blanda por resistencia Resistance soldering RS
7. Soldadura blanda por soplete Torch soldering TS
8. Soldadura blanda por onda Wave soldering WS
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9
I. V. Soldadura por Resistencia - Resistance Welding RW
1. Soldadura por chisporroteo Flash welding FW
2. Soldadura por resistencia a alta frecuencia High frecuency resistenace welding HFRW
3. Soldadura por percusión Percusion welding PEW
4. Soldadura por proyección Proyection welding PRW
5. Soldadura de costura por resistencia Resistance seam welding RSEW
6. Soldadura por puntos y por resistencia Resistance spot welding RSW
7. Soldadura por recalcado ( apretado por martilleo) Upset welding UW
II. VI. Soldadura por Oxigas - Oxyfuel Gas Welding OFW
1. Soldadura aero acetilénica Air acetylene welding AAW
2. Soldadura oxiacetilénica Oxyacetylene welding OAW
3. Soldadura por oxihidrógeno Oxyhidrogen Welding OHW
4. Soldadura por presión con gas Pressure gas welding PGW
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10
I. VII. Otros Procesos de Soldadura - Other Welding Processes
1. Soldadura por haz de electrones Electron beam Welding EBW
- gran vacío - high vacuum EBW-HV
- vacío medio - medium vacuum EBW-MV
- sin vacío - non vacuum EBW-NV
2. Soldadura por Electroescoria Electroslag Welding ESW
3. Soldadura por flujo Flow Welding FLOW
4. Soldadura por inducción Induction Welding IW
5. Soldadura por rayos láser Laser beam welding LBW
6. Soldadura por termita Thermit welding TW
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
11
PROCESOS AFINES A LA SOLDADURA – ALLIED WELDING PROCESSESI. Pulverizado Térmico - Thermal Spraying THSP
1. Pulverizado por arco eléctrico Electric arc spraying EASP
2. Pulverizado por llama Flame spraying FLSP
3. Pulverizado por plasma Plasma spraying PSP
II. II. Unión con Adhesivos - Adhesive Bonding ABO
Corte Térmico - Thermal Cutting TCIII. III. Corte por Oxígeno - Oxygen Cutting OC
1. Corte con fundente Chemical flux cutting FOC
2. Corte con polvo metálico Metal powder cutting POC
3. Corte por oxigas Oxyfuel gas cutting OFC
- corte oxiacetilénico - oxyacetylene cutting OFC-A
- corte oxihidrógeno - oxyhydrogen cutting OFC-H
- corte con oxi gas natural - oxynatural gas cutting OFC-N
- corte con oxi propano - oxypropane cutting OFC-P
4. corte por arco con oxígeno Oxygen arc cutting AOC
5. corte con oxígeno y rayos láser Oxygen lance cutting LOC
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
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I. IV. Corte por Arco - Arc Cutting AC
1. Corte por arco con carbón y aire ( arc air ) Air carbon arc cutting AAC
2. Corte por arco con electrodo de carbón. Carbon arc cutting CAC
3. Corte por arco metal gas. Gas metal arc cutting GMAC
4. Corte por arco con tungsteno y gas Gas tungsten arc cutting GTAC
5. Corte por arco con metal. Metal arc cutting MAC
6. Corte por arco con plasma. Plasma arc cutting PAC
7. Corte por arco con electrodo revestido. Shielded metal arc cutting SMAC
II. V. Otros Procesos de Corte - Other Cutting Processes
1. Corte por haz de electrones. Electrón beam cutting EBC
2. Corte con haz de rayos láser. Lasser beam cutting LBC
- aire - air LBC-A
- evaporativo - evaporate LBC-EV
- gas inerte - inert gas LBC-IG
- oxígeno - oxigen LBC-O
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
13
1. Atomic Hydrogen - AHW
Proceso inventado en la mitad de los años 1920 en
General Electric, por Irving Langmuir.
El proceso de soldadura por hidrógeno atómico, puede ser
considerado como un precursor de los procesos de
soldadura por arco con protección gaseosa y plasma.
En este proceso el arco es establecido entre dos electrodos
de tungsteno, en un chorro o corriente de gas hidrógeno,
empleando corriente alterna. Ver Fig. 1.
A medida que el gas pasa a través del arco, el hidrógeno
molecular es disociado en hidrógeno atómico.
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
14
Como resultado de la recombinación de los átomos para
formar el hidrógeno molecular ( forma más estable ), el calor
absorbido de la disociación en el arco es liberado.
El hidrógeno es un agente reductor poderoso, cualquier
herrumbre en el área de la soldadura es reducido a hierro, y
no se puede formar o existir óxido en la atmósfera de
hidrógeno, hasta que ésta sea removida.
Sin embargo, el metal de soldadura, puede absorber
hidrógeno, causando efectos metalúrgicos desfavorables.
El gas hidrógeno al ingresar al arco también actúa como gas
protector y como refrigerante, evitando el
sobrecalentamiento de los electrodos de tungsteno.
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15
Atomic Hydrogen Welding - AHW
Circuit diagram
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
16
Atomic Hydrogen Welding - AHW
Welding process
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
17
Electrodo desnudo
Entrada de oxígeno
y nitrógeno del aire
y contaminación
del metal de
soldadura
Electrodo desnudo
Arco inestable
Bare Metal Arc Welding - BMAW
En 1890, el americano C. L. Coffin de Detroit patentó el
proceso de soldadura por arco empleando un electrodo de
metal, y realizó la soldadura con fusión del metal de aporte.
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18
Carbón Arc Welding - CAW
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
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19
Electrogas Welding Process - EGW
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
20
Electrogas Welding Process - EGW
Process diagram
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
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21
Flux Cored Arc Welding - FCAW
Equipment for Flux Cored Arc Welding
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
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22
Flux Cored Arc Welding - FCAW
Process diagram
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
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23
Gas Metal Arc Welding - GMAW
Circuit diagram for GMAW
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24
Process diagram
Gas Metal Arc Welding - GMAW
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25
Gas Tungsten Arc Welding - GTAW
Equipment for Gas Tungsten Arc Welding
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
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Gas Tungsten Arc Welding - GTAW
Process diagram - Gas Tungsten Arc Welding
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
27
Gas Tungsten Arc Welding - GTAW
Gas Tungsten Arc Welding Application
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28
Plasma Arc Welding - PAW
Equipment for Plasma Arc welding
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29
Plasma Arc Welding - PAW
Process diagram
Liquid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
30
Shielded Metal Arc Welding – SMAW
Proceso de Soldadura con Electrodo Revestido
Circuit diagram (SMAW) – Equipment for SMAW
Liquid State
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31
Shielded Metal Arc Welding – SMAW
SMAW process diagram
Liquid State
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32
Stud Arc Welding – SW
Soldadura de Espárragos
Circuit diagram - SW
Liquid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
33
Stud Arc Welding – SW
Stud Welding Process
Liquid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
34
Circuit diagram - SAW
Submerged Arc Welding - SAW Liquid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
35
Submerged Arc Welding - SAW
Process diagram
Liquid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
36
Submerged Arc WeldingLiquid State
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37
Submerged Arc Welding - SAW
Tractor – Automatic Submerged Arc Welding
Liquid State
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38
Cold Welding - CW
Making a Cold Weld
Solid State
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39
Cold Welding - CW
Cobre soldado a Aluminio
Solid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
40
Explosion Welding - EXW Solid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
41
Explosion Welding - EXW
Interface of Explosion Weld
Solid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
42
1
2
3
4
Friction Welding - FRW
Welding Process
Solid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
43
Friction Welding - FRW
Parts assembled by friction welding
Solid State
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44
Friction Welding - FRW Solid State
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45
Friction Welding - FRW Solid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
46
Solid State
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
47
Roll Welding - ROWSolid State
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48
Ultrasonic Welding - USW
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49
Brazing - B
Torch brazing manually aplied
Sólido Líquido
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50
Soldering - S
Torch soldering
Sólido Líquido
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51
Resistance Welding - RW
Resistance spot welding process
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52
Resistance Welding - RW
(a) Spot welding cycle, (b) Plot of squeezing force & current in cycle
(1) Parts inserted between electrodes, (2) Electrodes close, force aplied
(3) Current on, (4) Current off, (5) Electrodes opened
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
53
Resistance Welding - RW
Resistance Seam Welding - RSEW
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
54
Resistance Projection Welding - RPW
(1) Start of operation, contact between parts is at projections
(2) When current is aplied, weld nuggets similar to spot welding
are formed at the projections.
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
55
High frecuency resistance welding - HFRW
Resistance Welding - RW
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
56
Oxyfuel Gas Welding - OFW
Oxyacetylene welding operation OAW
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57
Oxyfuel Gas Welding - OFW
Oxyacetylene Welding Equipment
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58
Other Welding Processes
Electron Beam Welding - EBW
Electron beam welding process
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59
Electroslag Welding - ESW
Process Diagram
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60
Thermit Welding - TW
(1) Thermit ignited;
(2) Crucible tapped, superheated metal flows into mold;
(3) Metal solidifies to produce weld joint.
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61
3Fe 3 O4 + 8Al = 9Fe + 4Al 2O3 + 3010 kj/mol (3088 ºC [15590 ºF])
3CuO + 2Al = 3Cu + Al 2O3 + 1152 kj/mol (4866 ºC [8790 ºF])
3NiO + 2Al = 3Ni + Al 2O3 + 864 kj/mol ( 3171 ºC [5740 ºF])
3MnO2 + 4Al = 3Mn + 2Al 2O3 + 4356 kj/mol (4993 ºC [9020 ºF])
Thermit reactions and their theorical temperatures
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62
Allied Welding processes
Thermal Spraying - THSP
Arc spraying process
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63
Plasma Spraying - PSP
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64
Thermal Cutting - TC
Oxyacetylene cutting
process
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65
Oxyacetylene Cutting Processes
Manual cutting
Automatic cutting
bevels
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66
Temperature of the Oxyacetylene flame
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
67
Four types of flames
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
68
Process diagram for Air carbon arc cutting or gouging
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69
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70
ING. JUAN DE DIOS QUISPE
71
Figura 3.55 Corte por Oxigas
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72
Figura 3.63 - Pinza de Corte por Arco con Electrodo de Grafito