1. Definiciones Basicas

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DEFINICIONES BASICAS. Lincoln Soldaduras de Venezuela, C.A. MODULO I: Definiciones Básicas.

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MODULO I:

Definiciones Básicas.

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1. Definición:

Es la unión de 2 o mas piezas mediante la fusión por un arco eléctrico

mediante practicas industriales y económicamente rentable.

Para una aplicación adecuada desde el punto de vista técnico se

necesitan tener conocimientos en:

Metalurgia.

Mecánica.

Electricidad.

Soldadura:

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Metal Base: Es la pieza a soldar y se debe determinar el tipo de alea-

cion metalúrgica que se va soldar para obtener resultados óptimos.

Existen dos grandes grupos de aleaciones metalúrgicas:

1. Aleaciones Ferrosas.

2. Aleaciones No Ferrosas.

Metalurgia:

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Aleaciones Ferrosas:

1. Aceros: Son aleaciones en base de hierro con carbono desde un 0,1% hasta

un 2% y contienen otros elementos químicos, que los clasifican:

1.1. Aceros al Carbono: Son aceros en donde predominan bajos contenidos de

carbono y permiten algo de Mn, Si, P y S.

1.2. Aceros Bajos Aleados: Son aleaciones en base hierro que contienen hasta

un máximo de 5% elementos metálicos, como: Mo, Cr, Ni, Si.

1.3. Aceros Inoxidables: Son aleaciones de hierro-carbono con cantidades

relativamente altas de Cromo (mayor o igual al 12%), encontrándose clasificados

en:

Metalurgia:

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1.3.1. Aceros Inoxidables Austeniticos.

1.3.2. Aceros Inoxidables Ferriticos.

1.3.3. Aceros Inoxidables Martensiticos.

1.3.4. Aceros Inoxidables Duplex.

2. Fundiciones: Son aleaciones de hierro-carbono (2,08% al 6,67% C) y silicio

(es menor o igual al 4,5 % Si), contienen además, dependiendo del proceso de

fabricación: Manganeso (menor o igual al 1,5%) Fósforo ( menor o igual al 1,8%)

y Azufre (menor o igual al 0,25%).

Clasificándose:

Metalurgia:

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2.1. Fundición Gris: Altamente soldable.

2.2. Fundición Maleable: Medianamente soldable.

2.3. Fundición Nodular: Medianamente Soldable.

2.4. Fundición Blanca: No es soldable.

Alecciones No Ferrosas:

1. Aleaciones de Níquel: Aleaciones en base a Níquel, monel, inconel, etc.

2. Aleaciones de Cobre: Aleaciones en base a Cobre, bronces, latones, etc.

3. Aleaciones de Aluminio: Aleaciones en base a Aluminio.

4. Aleaciones de Magnesio: Aleaciones en base a Magnesio.

Metalurgia:

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Composición Química: Veamos los elementos químicos que están presentes

en una Acero al carbono SAE-1020:

% C : 0,18 a 0,23. % Mn : 0,60 a 0,90.

% P : ≤ 0,04. % Si : ≤ 0,05.

Al soldar el metal base se obtendrán tres zonas bien definidas, siendo:

a. Metal Base.

b. Zona afectada por el Calor.

c. Cordón de Soldadura.

Metalurgia:

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Para garantizar una soldadura con parámetros de calidad aceptables se deben

realizar una serie de ensayos mecánicos en las tres zonas del área soldada.

1. Ensayo de Resistencia a la Tracción: Es cuando se somete una probeta de me-

tal a la tracción o tensión a ambos extremos hasta que se fractura y se expresa

en lb./plg.2. o en N/mm2. Nos permite

determinar:

a. Punto de Fluencia.

b. Zona Elástica.

c. Zona Plástica.

d. Ultimo esfuerzo a la tracción.

e. Punto de Fractura.

Mecánica:

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Modulo de Elasticidad: Graficamos la resistencia

a la tensión vs. % deformación obtenemos el

modulo de elasticidad de los materiales.

Lo anterior nos permite definir:

a. Ductilidad: Es la capacidad de un material o

aleación metalúrgica de ser deformado sin llegar a agrietarse o fracturarse. Por

ejemplo, el acero, caucho.

b. Fragilidad: Es el material o aleación metalúrgica que prácticamente no acepta

ningún % de deformación antes de fracturarse, por ejemplo, Tungsteno,

fundición de hierro.

Mecánica:

Tungsteno

Acero

FundiciónCaucho

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2. Resistencia a la Compresión: Es la capacidad de un metal o aleación de

soportar cargas de compresión sin que llegue a fracturarse. Este concepto es

usado en aplicaciones de recubrimientos duros o hardfancing. Se presenta en

ejes y sus soportes, etc.

En ciertos ocasiones, se presenta como

un desprendimiento laminar del metal

antes de presentar su fractura.

3. Resistencia a La Fatiga: Es la capacidad de un material o aleación metálica

de resistir a la fractura bajo cargas variables y alternas durante un ciclo de

tiempo. Es muy usado en la industria automotriz.

Para limites prácticos existe un punto denominado Limite de Endurecimiento =

Limite de Fluencia.

Mecánica:

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En los aceros se determina mediante la expresión:

Limite de Endurecimiento = (40-60) % Limite de Fluencia considerando 10.000

ciclos de carga aplicado.

4. Resistencia al Impacto (Ensayo Charpy): Se aplica una carga dinámica a una

probeta entallada a una temperatura determinada y el se determina su tipo de

fractura dúctil o frágil. Se mide en unidades

de energía o trabajo absorbido. (N.m o J.pie).

Este ensayo nos permite definir la Tenacidad:

Que es la capacidad de un metal de absorber

impacto al aplicarle una carga rápidamente

y mantener su ductilidad.

Mecánica:

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Este ensayo es muy usado en la industria para certificar la fabricación de puentes,

barcos, recipientes a presión, intercambiadores de calor, gasoductos, oleoductos,

etc.

5. Ensayo de Dureza: Es el ensayo para determinar la capacidad de un metal a ser

indentado o penetrado.

Se emplean varias tipo de ensayo:

a. Ensayo Dureza Brinell: Se mide en BN.

b. Ensayo Dureza Rockwell: Se mide en RC.

Mecánica:

C:3.000 Kg. C: 150 Kg.

Brinell B. Rockwell Rc.

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Arco Eléctrico: Para la soldadura por arco eléctrico, este es el responsable del a-

porte de energía para poder fusionar el metal base y electrodo para obtener un

cordón de soldadura.

Por lo tanto, resulta adecuado tener ciertos conceptos de electricidad claros para

poder comprender la complejidad de la soldadura por arco eléctrico.

1. Corriente Eléctrica: Es la cantidad de electrones que fluyen por un conductor.

Se mide en Amperios. Y puede compararse

con el volumen de agua que circula a través

de una tubería.

Dependiendo de comportamiento, tenemos:

Electricidad:

Polo (+) Polo (-).

Electrones (e).

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1.1. Corriente Alterna / AC: Es aquella que cambia cons-

tantemente de polaridad durante 60 ciclos por segundo.

Es el valor de la frecuencia en Venezuela, en otros países

frecuencia es de 50 Hz.

1.2. Corriente Directa: Es aquella que mantiene un sen-

tido de flujo de electrones constante, sea positivo o ne-

gativo.

Aquí se define el concepto de polaridad para determinar

si es positiva o negativa, teniéndose:

Polaridad Positiva (+).

Polaridad Negativa (-).

Electricidad:

(+)

(-)

(+)

(-)

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Electricidad:

2. Voltaje: Es el trabajo que se debe realizar para transportar una carga

eléctrica de un punto a otro. Se mide en Voltios. Se puede comparar con la

presión del agua que circula por una tubería.

Se usa en Venezuela 480 Voltios para transportar la corriente de las fuentes

primarias a las sub-estaciones que las reducen las empleadas en uso

industrial y domestico:

a. 460 voltios Industrial.

b. 230 voltios Industrial / Domestico.

c. 115 voltios Domestico.

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Las fases de alimentación eléctrica son:

a. Bifásicas: (+) Fase

( ) Neutro.

( - ) Tierra.

b. Trifásica: (+) Fase.

(+) Fase.

( ) Neutro.

( - ) Tierra.

OCV/Voltaje en Circuito Abierto: Es el voltaje que se mide en una fuente de poder

entre ambos terminales, cuando esta encendida y no esta soldando. Este OCV es

necesario para iniciar el arco eléctrico.

Electricidad:

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3. Fuentes de Poder:

3.1.Fuentes de Poder Eléctricas:

3.1.1. Transformador:

Modelos Lincoln Tipo Transformador:

Arc Weld 180, AC-225C, AC-225 Capillita, AC-225 GLM, AC-1200.

Electricidad:

Entrada:

Alto Voltaje.

Bajo Amperaje.

Corriente AC.

Salida:

Bajo Voltaje.

Alta Amperaje.

Corriente AC.

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3.1.2. Transformador / Rectificador:

Modelos Lincoln Tipo Transformador / Rectificador:

AC/DC 225/125, Idealarc 250 AC/DC, RX-250, RX-300, RX -330, RX-450, RX-520, R3R-400, R3R-500, Precisión TIG 185, Precisión TIG 275, Precisión TIG 375, CV-305, CV-400, CV-655, DC-400, DC-600, DC-655, DC-1000, DC-1500.

Electricidad:

Entrada:

Alto Voltaje.

Bajo Amperaje.

Corriente AC.

Salida:

Bajo Voltaje.

Alta Amperaje.

Corriente AC / DC (+/-)

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3.1.3. Invertec:

Modelos Lincoln Invertec:

V100-S, V160-S, V275-S, V160-T, V205 AC/DC, V350-PRO, Invertec V-450. Multi Weld 350, STT-II, Power Wave 355, Power Wave 455 / STT, Power MIg 350-MP, Pro-Cut 25, Pro-Cut 55, Pro-Cut 80.

Electricidad:

Entrada:

Alto Voltaje.

Bajo Amperaje.

Corriente AC.

Salida:

Bajo Voltaje.

Alta Amperaje.

Corriente DC (+/-).

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3.2. Fuentes de Poder a Motor de Combustión Interna:

3.2.1. Accionados con Motor a Gasolina Generador:

Las maquinas Lincoln tipo Generador accionadas con motor a combustión

interna a gasolina son:

Power Arc 5500, Weldan Power 125, Pipeliner 200G, Classic 300G.

Electricidad:

Generador.

AC

DC

Motor a Combustión

Interna.

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3.2.2. Accionados con Motor a Gasolina Alternador Chopper:

Las maquinas Lincoln tipo Alternador Chopper accionadas con motor a

combustión interna a gasolina son:

Ránger 10.000, Ránger 3 Pase, Ránger GTX, Ránger 250, Ránger 305-G.

Electricidad:

Alternador

Tipo Chopper.

AC / DC.

DC

Motor a Combustión

Interna.

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3.2.3. Accionados con Motor Diesel Alternador Chopper:

Las maquinas Lincoln tipo Alternador Chopper accionadas con motor a

combustión interna a diesel son:

Ranger 305-D, Commander 300, Vantage 300, Vantage 400, Vantage 500, Air-Vantage 500.

Electricidad:

Alternador

Tipo Chopper.DC

Motor a Combustión

Interna.

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3.2.3. Accionados con Motor Diesel Generador:

Las maquinas Lincoln tipo Generador accionadas con motor a combustión

interna a diesel son:

Pipeliner 200D, Classic 300D, SAE-400, SAE-400 Severe Duty.

Electricidad:

Generador DCMotor a

Combustión Interna.

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3.2.4. Motores a Combustión Usados por Lincoln:

a. Accionados a Gasolina:

Robin / Subara.

Honda. Enfriamiento por

Kohler. Aire / Aceite.

General Motors.

b. Accionados con Diesel:

Deutz. Enfriamiento por Aire / Aceite.

Kubota.

Perkins. Enfriamiento por Agua.

Cummins

Electricidad:

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Existen organizaciones a diferentes niveles que se encargan de norma-

lizar y establecer especificaciones a nivel de soldadura, teniéndose:

1. AWS : Sociedad Americana de Soldadura.

2. ASME : Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.

3. ANSI : Sociedad Americana de Especificaciones y Normas.

4. API : Instituto Americano del Petróleo.

5. NEMA : Asociación Americana de Fabricantes de Equipos Eléctricos.

6. COVENIN : Comité Venezolano de Normas y Especificaciones ISO.

7. ABS : Sociedad Americana de Fabricantes de Barcos.

8. Lloyd’s Register.

Normas y Especificaciones:

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Por ejemplo:

AWS-5.1. Especificación para Electrodos para Soldar Aceros al Carbono.

ASME Volumen IX Especificación para Calificación de Procesos de Soldadura.

ASME SFA-5.5. Especificación para Electrodos para Soldar Aceros Bajos Aleados.

ANSI- B.31.3. Especificación para Instalación Mecánicas en Refinerías y Estacio-

nes de Bombeo de Combustible.

API 1104. Especificación para el Tendido de Tubería para Oleoductos y

Gasoductos.

API 650. Especificación para la Erección de Tanques de Almacenamiento de

Petróleo y Combustible.

Nema Clase II Especificación para Fabricar Equipos Transformadores/

Rectificador de Soldar.

Normas y Especificaciones:

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Normas y Especificaciones: