TECNOLOGÍA DE LA SOLDADURA
PROFESOR: IGNACIO POZAS OPAZO
CORREO : [email protected]
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).