m. II Ayudante de Mantenimiento Soldador

Manual de Mantenimiento a Equipos Manual II. Ayudante Especialista Soldador

Presentación La Gerencia de Perforación División Sur, como parte correspondiente a la formación

de carrera académica de nuestro personal operativo y considerando el acuerdo de

participar en los diferentes temas con las Divisiones Norte y Marina, y de acuerdo a

los lineamientos establecidos por la Unidad de Perforación y Mantenimiento de

Pozos a través de la Gerencia de Ingeniería, fueron desarrollados nueve manuales

de Mantenimiento a Equipos, para la formación de carrera de personal de las

especialidades de Soldadura, Electricidad y Mecánica.

Estos manuales fueron elaborados a solicitud de Subgerencia de Ingeniería y

desarrollados por el Instituto Mexicano del Petróleo con la supervisión técnica del

especialista de cada área de la Subgerencia de Servicios a Pozos, considerándolos

el principio del plan de carrera para cada una de las áreas de mantenimiento a

equipos y serán la base de los cursos de capacitación para los mismos.

Agradezco la participación de todo el personal que estuvo involucrado directa e

indirectamente en la realización de los mismos, ya que es un logro para la

capacitación operativa de nuestro personal.

Atte:

Joaquín G. Obregón de la Cruz

Gerente

I


“Mejor que las piedras preciosas y el oro acuñado es el conocimiento”

Proverbio Bíblico.

II


ÍNDICE MANUAL II

NIVEL I.- AYUDANTE ESPECIALISTA SOLDADOR

PÁG.

INTRODUCCION VI

OBJETIVO VII 1. SOLDADURA BÁSICA I 1

1.1.- Procesos de la Soldadura 1

1.2.- Desarrollo de la Soldadura 3

1.3.- Definición de Soldadura 4

1.4.- Conceptos de Soldadura 4

1.5.- Clases de la Soldadura 5

1.6.- Metal Base 5

1.7.- Metal de Aporte 5

1.8.- Recubrimiento de Soldadura 5

1.9.- Elementos y Factores de la Soldadura 5

1.10.- Electrodo 6

1.11.- Fundente 6

1.12.- Longitud de Arco 6

1.13.- Velocidad del Electrodo 6

1.14.- Amperaje 6

1.15.- Arco Eléctrico 7

1.16.- Formar el Arco 7

1.17.- Tensión de Trabajo 7

1.18.- Biselado 7

1.19.- Combustión de la Soldadura 7

III


2. SOLDADURA BÁSICA II 8

Métodos de Soldadura: Presión y Fusión

Presión 2.1.- Fragua o martillo 8

2.2.- Soldadura bajo el agua 8

2.3.- Resistencia Eléctrica 9

2.4.- Inducción 9

2.5.- Fricción 9

2.6.- Percusión en el vacío 11

2.7.- Termita o aluminotérmica (con presión) 11

Fusión 2.8.- Termita o aluminotérmica (sin presión) 11

2.9.- Oxigas 11

2.10.- Arco eléctrico (soldadura eléctrica) 18

2.11.- Rayo láser 27

2.12.- Bombardeo eléctrico 28

2.13.- Fundición con escoria 28

3. PROCESOS DE SOLDADURA 29

3.1.- Gases y equipo de soldadura oxiacetileno 29

3.2.- Practicas de Soldadura oxiacetileno 29

3.3.- Equipo de Soldadura por arco eléctrico 34

3.4.- Maquina de Soldar de corriente alterna 35

3.5.- Circuitos para Soldadura eléctrica 37

3.6.- Practica de Soldadura eléctrica 38

3.7.- Tipos de juntas en Soldadura eléctrica 43

3.8.- Prueba práctica de soldadura 44

IV


4. HERRAMIENTAS Y EQUIPO. 46

4.1.- Cilindros para Oxígeno y Acetileno 46

4.2.- Reguladores de presión 51

4.3.- Mangueras y conexiones 53

4.4.- Soplete o cortador 54

4.5.- Tipos de electrodos 55

4.6.- Portaelectrodos y cables 57

4.7.- Herramientas de mano 58

5. EQUIPO DE SEGURIDAD ESPECÍFICO. 89

5.1.- Mandiles 89

5.2.- Gafas 89

5.3.- Careta 90

5.4.- Guantes 91

5.5.- Polainas 92

6. TOMA DE LECTURAS 93

6.1 Instrumentos Analógicos 94

6.2 Tomando Lecturas 95

6.3.- Instrumentos Digitales 96

APÉNDICE A INDICE DE FIGURAS Y TABLAS 98 BIBLIOGRAFIA 100

V


INTRODUCCION

La Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos dentro del Sistema de

Desarrollo Profesional, está implantando procesos sistemáticos dinámicos y

permanentes, para lograr el desarrollo integral del Factor Humano; esto implica la

optimización, selección, preparación y edición del material didáctico para apoyar los

programas de cursos que emanen del sistema citado.

El manual para “Ayudante de Mantenimiento Soldador” esta dirigido al personal

que labora en el área de mantenimiento de los equipos de Perforación y

Mantenimiento de Pozos en las ramas mecánica eléctrica y estructural.

La función de mantenimiento en los equipos de perforación es de gran importancia,

ya que de su aplicación eficiente depende la operación segura y oportuna de las

unidades componentes de los equipos.

Como parte integral de los servicios de mantenimiento se cuenta con talleres de

soldadura mantenimiento a Instrumentos, Válvulas, Árboles, Herramientas

Especiales, Inspección Tubular y Laboratorio de Electrónica para desarrollar y

complementar las actividades de mantenimiento a las unidades componentes de los

equipos de perforación y mantenimiento de pozos.

Este manual se encuentra estructurado didácticamente de tal manera que se

encuentran en él los conocimientos básicos de mantenimiento Eléctrico, que deben

tener los ayudantes de Operario especialista Soldador para desempeñar con éxito la

categoría que ostentan.

VI


OBJETIVO

Actualizar, nivelar y ampliar de manera teórica y práctica los conocimientos técnicos

y humanos del personal que labora en la categoría de “Ayudante de Mantenimiento Soldador”.

Quienes podrán de inmediato, o a corto plazo aplicar los conocimientos adquiridos

con la finalidad de optimizar tiempos, minimizar los riesgos de trabajo en las

operaciones de perforación y mantenimiento a pozos terrestres, lacustres y marinos.

Enfrentando con éxito los retos que ofrece la perforación en el siglo XXI.

VII


1.- SOLDADURA BÁSICA I 1.1.- Procesos de la Soldadura

Para ejemplificar los procesos de soldadura, consideremos dos trozos de plastilina,

tomando uno en cada mano se procede a unirlos oprimiéndolos uno contra otro con

fuerza. Debido a la presión, las moléculas de ambos trozos de plastilina se mezclan

entre si para obtener una sola pieza.

Esta unión tendrá las mismas características que toda la pieza ya unida y aunque no

sean metales, se puede decir que se ha realizado una soldadura.

Ahora bien si se tienen dos gotas de agua sobre un cristal y se acercan hasta quedar

en contacto una con la otra, entonces se unen en una sola sin necesidad de una

fuerza exterior. Esta unión también será igual a las partes por unir y se puede decir

que es una soldadura.

Apoyados por los ejemplos anteriores se deduce que los procesos de soldadura se

dividen en dos grandes grupos, que son: Presión Y Fusión.

Procesos de soldadura eléctrica y de gas. La soldadura es un campo fascinante, no existe ningún aspecto de la vida moderna

que no este relacionado de forma directa o indirecta con la soldadura. Desde los

procedimientos mas sencillos como entretenimiento en casa, auto-mecánica, granjas,

fabricas de cualquier tipo y tamaño, industria automovilística, comercio, transporte y

hasta la industria espacial son solo algunos ejemplos de que la soldadura esta

envuelta de manera significativa en nuestras vidas.

En este manual se ha preparado un curso breve con todo lo referente a la tecnología

básica involucrada en la elaboración de las aleaciones de acero y la ejecución de la

soldadura.

1


Estamos seguros que si es seguido en el orden y secuencia que se presenta lo

introducirá en el fascinante mundo de la soldadura de una forma fácil haciéndolo

como cualquier experto.

La mayoría de los procesos de soldadura requieren la generación de altas

temperaturas para hacer posible la unión de los metales involucrados. El tipo de

fuente de calor es básicamente lo que describe el tipo de proceso, Ej.: soldadura

autógena (gas), soldadura de arco (eléctrica). Uno de los principales problemas en

soldadura, es el comportamiento de los metales ante la combinación de los agentes

atmosféricos y los cambios en su temperatura. La manera de proteger el metal

caliente del ataque de la atmósfera es el segundo más grande problema que

resolver. Las técnicas desarrolladas desde "Protección por fundente" (Flux Covering),

hasta la de Protección por gas Inerte, son solo escudos protectores en muchos casos

pero eso es básicamente para lo que fueron creados. Algunas veces la atmósfera es

removida usando sistemas de Vacío.

Algunos procesos han sido desarrollados para aplicaciones específicas mientras

otros mas flexibles cubren un amplio rango de actividades en la soldadura. Aunque la

soldadura se usa principalmente para unir desde metales iguales hasta partes

metálicas no similares, es también muy usada, para reparar y reconstruir partes y

componentes averiados o gastados. Existe, también, un crecimiento notable en el

uso de diferentes aplicaciones para tratar las superficies con una capa de alto

endurecimiento superficial (hardfacing) de partes nuevas, que provee una superficie

altamente resistente a la corrosión, abrasión, impactos y desgaste.

Introducido en las últimas décadas del siglo XIX, el proceso de arco se mantiene

como el más usado de todos los grupos de las técnicas de soldadura. Como el

mismo nombre lo sugiere, es un arco eléctrico que se establece entre las partes a ser

soldadas y un electrodo metálico. La energía eléctrica, convertida en calor, genera

una temperatura en el arco cerca de 7,0000 centígrados (10,0000 F), causando la

fusión de los metales y después la unión.

2


El equipo puede variar en tamaño y complejidad, siendo la diferencia principal en el

proceso de arco, el método usado para separar la atmósfera o crearla y el material

consumible empleado para ser aportado al proceso.

1.2.- Desarrollo de la Soldadura Por siglos el único método que el hombre conoció para unir metales fue la forja,

método tosco y engorroso en el que los metales calentados eran sometidos al

martilleo hasta lograr su fusión.

Las soldaduras por arco eléctrico y por resistencia eléctrica, se conocieron a finales

de la década de 1880 y fueron utilizadas en la industria años después. La soldadura

oxiacetilénica se desarrolló en el mismo periodo y fue empleada en la industria a

principios del siglo XX.

Por muchos siglos posteriores al renacimiento, el fuego común representó la fuente

principal del calor para la soldadura, en el cual era utilizado principalmente en horno

de carbón para calentar el fierro.

La mayoría de los acontecimientos en la historia de la soldadura eléctrica se

remontan al descubrimiento del arco eléctrico en 1801. En este año se descubrió la

posibilidad de formar un arco mediante un circuito eléctrico colocando dos terminales

una frente la otra. Este arco generaba calor suficiente para la unión de las piezas.

En 1881 se utilizó el electrodo de carbón y el procedimiento de esta soldadura se

patentó en 1885.

En 1887 se empleó el corte de acero por medio de chorros de oxígeno; pero la

primera aplicación industrial de la soldadura usando llama de Oxi-hidrógeno fue en

1894.

La importancia de la soldadura para la unión de piezas radica entre otros aspectos,

en la facilidad de aplicación (respecto de los remaches), a su menor peso y a la

mejoría de las propiedades mecánicas en la junta.

3


1.3.- Definición de Soldadura

La soldadura es el calentamiento de dos piezas de metal hasta llegar a sus puntos

de fusión permitiéndoles fluir juntas para formar una sola masa con o sin adición de

metal de relleno o de soldadura.

Es el procedimiento de juntar dos metales donde el material base es elevado a una

alta temperatura superando su punto de fusión, y en donde, aprovechando su estado

liquido se mezclan para forman una unión de la fusión de todas las partes envueltas

incluyendo el material de aporte si existiera.

1.4.- Conceptos de Soldadura

Corte:

El proceso de corte con flama es el mas antiguo y conocido de todos los

procedimientos de corte metálico, además el mas difundido por todo el mundo, no

existe un método mas usado a nivel mundial, no importa el código ni las

especificaciones, en la estructuración metálica el Gas estará siempre presente como

numero uno en el proceso de corte.

No existe ningún aspecto de la vida moderna que no este relacionado de forma

directa o indirecta con la soldadura. Desde los procedimientos mas sencillos como

entretenimiento en casa, auto-mecánica, granjas, fabricas de cualquier tipo y tamaño,

industria automovilística, comercio, transporte y hasta la industria espacial son solo

algunos ejemplos de que la soldadura esta envuelta de manera significativa en

nuestras vidas.

Fusión Es el paso de un cuerpo del estado sólido al estado líquido por la acción del calor. El

hierro se funde a 1260°C (2300°F), pero si se usa el método de baja entrada de calor

se puede soldar a una temperatura entre 704 y 873°C (1300 y 1603°F).

4


EJEMPLO: El cobre se derrite a 1083°C (1981°F) pero el punto de fusión se puede

reducir a 732°C (1350°F) si se utiliza un solvente en unión con el calor.

1.5.- Clases de la Soldadura

Existen dos clases de soldadura: Soldadura fuerte y soldadura ligera

Soldadura fuerte.- es la unión de dos o más metales con la ayuda de un metal de

relleno elaborado con una composición distinta de las piezas a unir.

Soldadura ligera.- Es la unión de dos o más metales con la ayuda de un metal de

relleno de la misma composición química que las piezas por unir.

Para efectuar una soldadura se necesita de un metal base y de un metal de aporte,

ya sea para unirlas o recubrirlas.

1.6.- Metal Base Son las piezas que se van a unir o recubrir, es decir, donde se llevará a cabo un

depósito de soldadura o metal de aporte.

1.7.- Metal de Aporte Es una varilla de metal desnuda o recubierta que se deposita en el metal base.

1.8.- Recubrimiento de Soldadura Consiste en agregar cordones de soldadura en la superficie de algunas piezas, con

el fin de darle mayor dureza si es que las piezas van a estar sometidas a fricción o

desgaste constante.

1.9.- Elementos y Factores de la Soldadura Los elementos y factores que intervienen para la unión de dos o más piezas son:

5


Electrodo, fundente, longitud de arco, ángulo del electrodo, velocidad del electrodo,

amperaje, arco eléctrico, biselado, combustión.

1.10.- Electrodo Es la pieza (generalmente barra de metal conductor eléctrico) que constituye el

extremo de una fuente de corriente siendo además, el material de aportación para la

unión de las piezas.

1.11.- Fundente Es un compuesto químico que tiene fundamentalmente las siguientes funciones:

a) Eliminar las impurezas de la superficie del metal base antes de aplicar la

soldadura.

b) Romper la tensión superficial de los metales en estado líquido (para facilitar

su mezcla).

c) Algunos sirven como indicadores de temperatura (cambian de color a cierta

temperatura).

d) Elimina la humedad evitando la oxidación.

1.12.- Longitud y ángulo de Arco Es la distancia entre la punta del electrodo y el metal que se soldará. El ángulo del

electrodo es la posición que debe mantenerse al ángulo correcto durante la

soldadura.

1.13.- Velocidad del Electrodo Si se quiere tener una buena soldadura debe mantener la velocidad correcta.

1.14.- Amperaje El amperaje (calor) incorrecto producirá una soldadura deficiente.

6


Para acordarse de los cuatro puntos mencionados anteriormente, basta recordar la

palabra LAVA, en donde cada letra es la inicial de un punto, como a continuación se

indica.

Longitud de arco.

Angulo del electrodo

Velocidad del electrodo

Amperaje

1.15.- Arco Eléctrico Es el flujo de la corriente eléctrica a través de un medio gaseoso.

1.16.- Formar el Arco Significa tocar el metal que se va a soldar con un electrodo. Para formar un arco

eléctrico se utilizan dos métodos, que son el método de Rayar y el método de

Golpear. 1.17.- Tensión de Trabajo Es la diferencia de potencial o voltaje que existe entre el electrodo y el metal base

cuando el arco está encendido

1.18.- Biselado Se llama biselado a la preparación que se le hace a los bordes de las piezas a

soldar. El bisel depende principalmente del espesor de la placa, el proceso empleado

y la posición.

1.19.- Combustión de la Soldadura Es la oxidación instantánea de una sustancia que generalmente se manifiesta por el

desprendimiento de luz y calor que se genera en el momento de la combustión.

7


2.- SOLDADURA BÁSICA II

Métodos de Soldadura: Presión y Fusión Los procesos de soldadura se dividen en dos grandes grupos, que son Presión y Fusión, y a continuación se hace una descripción de cada uno de ellos:

Presión 2.1.- Fragua o martillo Este es un grupo de calentadores o forja o en otros procesos de soldadura en los

que se suelda por la aplicación de presión o soplado.

Soldadura de fragua con rodillo; en este proceso el calor se obtiene de un horno y los

rodillos se usan para aplicar la presión.

Soldadura de fragua por troquelado; en este proceso el calor también se obtiene de

un horno y los troqueles proporcionan la presión.

Soldadura martillada; este es un proceso en que el calor se obtiene de un horno o

una forja y el martillo se usa como medio de presión.

Soldadura de fragua con forja; tal como lo hacen los herreros es quizá el proceso

más antiguo para unir piezas metálicas, actualmente su uso no es muy extenso

debido al desarrollo de las soldaduras de arco eléctrico y de oxidas, sin embargo su

curso continua en la actualidad con fines artesanales y artísticas.

2.2.- Soldadura Bajo de agua Este proceso se utiliza para reparaciones de emergencia o de salvamento en aguas

poco profundas ya que la calidad de la soldadura es baja debido a la transferencia de

calor, o la visibilidad del soldador y a la presencia de hidrogeno durante la soldadura

con arco eléctrico. Los soldadores que trabajan bajo el agua, restringen la

manipulación del arco igual que en la superficie, pero también es restringida por la

baja visibilidad de su equipo y los contaminantes del agua, mas aquellos que se

8


generan duran te el arco. Estas soldaduras se pueden usar por periodos cortos de

tiempo y deben ser remplazadas por soldaduras de calidad tan pronto como sea

posible.

2.3.- Resistencia Eléctrica Es el proceso en el que las piezas de trabajo se calientan mediante el paso de la corriente

eléctrica a través del área de contacto entre los procesos más conocidos están el de punto, de

costura y de proyección. Este tipo de proceso es común en las líneas de producción en serie o

masivas.

Existen otros procesos especiales entre los que se pueden mencionar la soldadura

en frió, la soldadura ultrasónica, la soldadura por explosión, la soldadura de estado

sólido, entre otras que se utilizan principalmente para unir aluminio o aleaciones del

mismo.

2.4.- Inducción En este proceso las piezas a soldar están en corto circuito en el fluido de una

corriente eléctrica de alta frecuencia inducido el calor se genera por la resistencia al

paso de la corriente de las piezas a trabajar que una vez calentadas a esta forma se

inicia el proceso de soldadura.

2.5.- Fricción La soldadura por fricción (sin arco eléctrico) FSW (Friction Stir Welding) que

forman parte de los nuevos avances tecnológicos que se adelantan en los procesos

de soldaduras para crear alternativas adaptadas a los procedimientos de alta

producción y limitaciones especiales de cierto procesos o materiales.

La soldadura por fricción es un proceso de soldadura de estado sólido que produce

la coalescencia de los materiales mediante el calor generado por superficies en

rozamiento. Las partes a unir se mantienen juntas a presión. En esta proceso

usualmente se involucra la rotación de una de las partes para generar calor hasta

9


lograr una temperatura en la que se unen ambas partes, en ese momento se detiene

la rotación de una de las partes y se aplica más presión para que ocurra la

coalescencia. Este proceso es el que se utiliza en Tamsa para unir las juntas para la

herramienta en la tubería de perforación.

La soldadura por fricción es un proceso de fase total de penetración sólida, el cual

puede ser implementado en la unión de laminas de metal (hasta ahora

principalmente para aluminio) sin llegar a su punto de fusión.

"FSW" la soldadura por fricción ha sido inventada, patentada y desarrollada para su

propósito industrial por TWI (The Welding Institute), en Cambridge, UK. En la

soldadura por fricción, un cilindro de sección plana y un rotor perfilado, son

suavemente aproximados a las áreas a juntar las cuales son enfrentadas de tope.

Las partes tienen que ser aseguradas a una mesa de respaldo para evitar que sean

separadas por la fuerza a la que son sometidas. El calor de la fricción entre el cilindro

rotatorio de alta resistencia al desgaste y las piezas a ser soldadas causan que los

materiales se suavicen sin llegar al punto de fusión permitiendo al cilindro rotatorio

seguir la línea de soldadura a través de las piezas a trabajar. El material plastificado

es transferido al riel de borde del cilindro y forjado por el contacto directo del soporte

y el rotor perfilado. En el proceso de enfriamiento, el proceso deja a su paso un

cordón de fase sólida entre las dos piezas.

La soldadura por fricción Figura 2.5.1 puede ser usada para unir láminas de aluminio

y planchas sin la necesidad de usar material de aporte o ningún tipo de gases y

materiales de un espesor de 1.6 hasta 30 mm pueden ser soldados con total

penetración, sin porosidad o evasiones internas. Soldaduras altamente integrales y

de muy baja distorsión pueden ser logradas con éxito en la mayoría de las

aleaciones de aluminio, incluyendo aquellas consideradas "difíciles de soldar" con las

técnicas regulares.

Figura 2.5.1 Soldadura por fricción

10


Entre los materiales que han sido soldados exitosamente con Fricción hasta la

actualidad se incluye una gran variedad de aleaciones de aluminio (las series 2xxx,

5xxx, 7xxxx, 8xxx) y las aleaciones Al-Li son las mas recientes, la soldadura por

fricción también ha demostrado ser efectiva en la unión de Plomo, Cobre, Magnesio y

hasta aleaciones de Titanio.

2.6.- Percusión en el vacío Esta soldadura se efectúa simultáneamente en toda la superficie a unir mediante el

calor obtenido de un arco. Este arco es producido por una rápida descarga de

energía eléctrica y se extingue mediante percusión y sin presión aplicada durante la

descarga.

2.7.- Termita o aluminotérmica (con presión) Proceso desarrollado por medio de los elementos a base de polvo de aluminio a

presiones aplicadas con un elemento externo. Muy poco usado en la industria.

Fusión 2.8.- Termita o aluminotérmica (sin presión) Proceso desarrollado por medio de los elementos a base de polvo de aluminio sin

presión. Muy poco usado en la industria.

2.9.- Oxigas Es el grupo de procesos de soldadura que su elemento común es el oxigeno y

comprende los procesos siguientes:

11


Oxiacetileno (autógena) En este proceso, el calor se obtiene de la combustión de hidrógeno con oxigeno. La

presión no es usada y el metal puede o no ser usado. El hidrógeno tiene una flama

máxima de temperatura de 4820°F (2660°C) pero su uso esta limitado en soldaduras

oxi-combustible de gas y su destello es incoloro, el cual hace un ajuste del hidrogeno

y oxigeno que no proporciona dificultad. Este proceso es usado principalmente por

soldaduras de bajo punto de fusión de metales como plomo, secciones de luces de

tableros y partes pequeñas.

Oxi- butano En el proceso de soldadura y corte con Gas (Oxy-Fuel), el principio es simple, una

intensa flama es producida por la combustión controlada de una mezcla de Oxigeno

y un gas combustible. Los gases son obtenidos de fuentes o tanques separados y

pasados a través de reguladores y luego pasados a través de un soplete en donde

se mezclan, para salir a la boquilla donde ocurre la ignición.

La intensidad de la flama depende del flujo de los gases, la proporción de la mezcla y

las propiedades del gas combustible seleccionado así como del tipo de cabeza de

soldadura o boquilla. El flujo de los gases y la proporción de la mezcla son

controlados por los reguladores de presión y las válvulas ubicadas en el maneral.

Las soldaduras son formadas por el cordón de metal fundido del metal base y el

material de aporte (cuando se usa) que se forma con el contacto de la flama. El uso

de fundentes remueve el oxido y las costras de el área de soldadura y ayuda a

asegurar una soldadura de calidad.

En operaciones de corte, la flama es concentrada para precalentar y mantener el

fierro en su temperatura de ignición, mientras que un chorro de oxigeno es dirigido al

área precalentada. Este chorro de oxigeno rápidamente oxida el fierro en una porción

angosta y la escoria es expulsada para formar una ranura.

Es la soldadura de metales que se realiza fundiendo con un soplete las partes donde

se unirá.

La fusión se produce por calor mediante una llama de gas obtenida por la

combustión de acetileno (combustible) con el oxigeno.

La operación se puede llevar acabo con o sin material de aporte.

12


Welding (soldadura) es el procedimiento de juntar dos metales donde el material

base es elevado a una alta temperatura superando su punto de fusión, y en donde,

aprovechando su estado liquido se mezclan para forman una unión de la fusión de

todas las partes involucradas incluyendo el material de aporte si existiera.

Brazing (soldadura) es el procedimiento de juntar dos metales usando un material de

aporte con una temperatura de trabajo por encima de los 4270 C (800 F) pero

siempre por debajo del punto de fusión del metal base.

Principios del Brazing

Brazing es el proceso en el que dos metales se unen con el uso de calor y un

material de aporte que se funde a una temperatura por encima de los 4270 C (800F)

pero por debajo del punto de fusión de los metales bases a ser soldados.

Brazing es probablemente el método mas versátil para unir metales hoy en día, por

un sin numero de razones. Las uniones con brazing son fuertes, en metales no

ferriticos y aceros, la fuerza tensil de una soldadura, apropiadamente hecha, muchas

veces supera la de los metales bases, de hecho, en acero inoxidable, es posible

desarrollar una soldadura con una fuerza tensil de 130.000 psi. Las soldaduras con

brazing son dúctiles, considerablemente fáciles y rápidas de hacer y cuando son

hechas apropiadamente, prácticamente no hay necesidad de usar esmeril, rellenar o

usar cualquier acabado mecánico después que la soldadura es completada. Brazing

es ejecutado relativamente a bajas temperaturas, reduciendo la posibilidad de

deformaciones, sobrecalentamientos, o diluir de los metales a ser soldados, además

es económico y altamente adaptable a métodos de automatización.

Brazing suelda los metales creando una unión metalúrgica entre el metal de aporte y

la superficie de los dos metales a ser soldados, el principio por el cual el material de

aporte es conducido por las hendiduras y cavidades de la junta para crear esta unión

es conocido como Acción Capilar.

Tomando en cuenta que los metales bases nunca se funden, ellos retienen

básicamente intactas todas sus propiedades mecánicas y físicas. Una ventaja

importante del Brazing es la facilidad con la que se pueden unir metales no similares,

si los metales bases no se derriten en realidad no importa si ellos tienen diferentes

puntos de fusión. Otra ventaja de las soldaduras con brazing es su excelente

13


apariencia, esta característica es especialmente importante en productos de

consumo donde la apariencia es crítica como en la industria relacionada con los

alimentos o bebidas donde los suaves acabados del brazing no se convierten en una

trampa para los materiales sólidos o líquidos.

Hay muchas clases de juntas con brazing pero hay dos en particular que constituyen

los procedimientos básicos del mismo, la junta de tope y la de plano. La junta de

Tope da la ventaja de un espesor uniforme en la unión, la preparación de este tipo de

juntas usualmente es muy simple, sin embargo la fuerza de la soldadura de Tope es

limitada y dependerá, en parte, en la sección del área a soldar. La soldadura de

plano da el doble de espesor en la soldadura.

En casi todas la juntas hechas con brazing el requerimiento principal es simplemente

la fuerza, pero frecuentemente hay otras condiciones que se podrían considerar

cuando se prepara una junta, por lo tanto se podría trabajar en un ensamble hecho

con brazing que tuviera buena conductividad eléctrica así como buena capacidad de

presión, la otra consideración importante es ventilar el ensamblaje para que durante

el proceso de brazing el aire o los gases en expansión puedan escapar de el material

fundido que fluye por la junta, ventilando el ensamble también se previene que el

fundente quede atrapado en la junta.

Soldadura con metales de bajo punto de fusión (Soldering)

Soldering (soldadura) es el procedimiento de juntar dos metales usando un material

de aporte a una temperatura de trabajo por debajo de los 427 Grados Centígrados

(800 F) pero siempre por debajo del punto de fusión del metal base.

Principios del Soldering

Soldering no es solo unir un par de piezas de metal usando un rollo de algún material

y un soplete o un cautín. Soldering es mas que eso, soldering envuelve metalúrgica,

física y química en la interacción de elementos, la constitución de fundentes, la

química térmica envuelta en el calor aplicado sobre los fundentes y los metales al

estado de soldadura liquida, además de la termodinámica fundamental y la dinámica

de los fluidos promoviendo la formación de la soldadura.

Traduciendo lo que los Ingenieros están tratando de decirnos es que Soldering

involucra calentar una junta a una temperatura apropiada, usando un material de

14


aporte el cual funde por debajo de los 4270 C (800 F), la soldadura fundida (liquida)

es distribuida entre las angostas cavidades de la junta por la acción de la capilaridad,

una temperatura apropiada es requerida para fundir la soldadura y ayudar al

fundente a actuar en la superficie metálica para que la soldadura fundida pueda fluir

por toda la junta. Un procedimiento exitoso en soldering envuelve la buena

preparación de la forma para que las juntas estén lo mas cerca posible, limpiar

apropiadamente las zonas de contacto, la aplicación correcta de el fundente, el

ensamble de las partes y la aplicación de calor y el material de la soldadura y luego,

cuando la juntas estén a una temperatura ambiente, la remoción del fundente.

Se requiere cierta habilidad para ejecutar adecuadamente esta operación,

particularmente en componentes críticos o complicados. En los procedimientos de

soldering la ejecución de las soldaduras no repetitivas en operaciones manuales es

relativamente lenta.

El soldering es preferido por muchos como la mejor alternativa sobre los demás

métodos como adhesivos, pegamentos, soldadura, brazing, o uniones mecánicas

porque ofrece las siguientes ventajas:

• Se requiere muy poca energía.

• Es posible un control preciso de la cantidad de material de aporte a usar.

• Pueden usarse una gran variedad de métodos de calentamiento

• Es posible seleccionar varios rangos de temperaturas de fusión para ajustarse

a la aplicación.

• Se puede automatizar de manera fácil y económica.

• Es posible el ensamblaje secuencial.

• Las juntas son altamente confiables.

• Las juntas son de fácil reparación o re-ejecutables.

• Las aleaciones de los materiales de aporte pueden ser seleccionadas según la

atmósfera circundante.

La mayoría de las operaciones de soldering pueden ser ejecutadas al aire

libre, con el fundente actuando como barrera contra la oxidación de la superficie e

interacción con la atmósfera. Las superficies a ser soldadas pueden ser bañadas con

15


el metal líquido pero deben estar perfectamente limpias, para asegurar la reacción

metalúrgica entre el fundente, el metal líquido, y la superficie del metal base.

Se debe tener cuidado al buscar el material correcto para ejecutar cada

procedimiento ya que cada aleación es única en cuanto a su composición y sus

propiedades.

Los materiales para soldar en el sistema de estaño/plomo son los mas ampliamente

usados de todos, cuando se refiere a los materiales de estaño (Sn) /plomo (Pb), es

dado primero el contenido de estaño, Ej: 40%Sn/60%Pb o simplemente Soldadura

40/60. Las aleaciones de estos materiales van desde 2% estaño / 98% plomo con un

punto de fusión de 3120 C hasta 63% estaño/37% plomo con un punto de fusión de

1820 C.

Otras aleaciones comúnmente usadas son:

Estaño / Plata = SnAg Cadmio / Plata = CdAg

Estaño / Antimonio = SnSb Cadmio/Zinc = CdZn

Estaño/Zinc = SnZn Zinc/Aluminio = ZnAl

Plomo / Plata = Pb/Ag Indium base de las soldaduras fusibles

Plomo/Plata/Estaño = PbAgSn

Los materiales para soldar con soldering han sido usados también con mucho éxito

en la industria de la joyería así como las soldaduras de altísima resistencia

desarrolladas por la AMS (industria aeroespacial).

Para poner la soldabilidad en perspectiva, el diseñador de la soldadura casi siempre

encuentra que los metales bases han sido seleccionados por algunas otras de sus

propiedades aparte de su soldabilidad, como son conductividad eléctrica o térmica,

coeficiente de expansión linear, fuerza en proporción a su peso, o resistencia a la

corrosión. Una vez que el metal base es escogido, el diseñador de la soldadura

deberá comprender su capacidad soldable inherente, si es necesario, como mejorar

esas capacidades en la implementación de otros materiales en capas ínter metálicas

o preparando la superficie y como preservar esas capacidades hasta que el

procedimiento de ensamblaje sea completado.

16


Preparando las áreas a juntar: La buena ejecución de cualquiera de estos

procedimientos depende en casi su totalidad de la preparación de las áreas que van

a ser soldadas, comenzando con la limpieza, tomando en cuenta que el proceso a

ocurrir será básicamente una reacción químico-física, cualquier agente contaminante

que este presente al momento de la unión se convertirá en parte de la soldadura

mezclándose químicamente y afectando el estado final de la composición,

convirtiéndose en el 90% de los casos en contaminación.

La limpieza se divide en dos categorías:

1. Mecánica: Las áreas deben ser limpiadas con una acción mecánica efectiva

como papel de lija, bandas abrasivas o fibras metálicas. Precaución: Existe la

posibilidad de que partículas producidas de la lijadura se introduzcan en las

tuberías cuando son limpiadas mecánicamente.

2. Química: En muchos de los casos la limpieza mecánica es adecuada y

suficiente, pero si fuera necesario limpiar mas profundamente, como en el caso

de las tuberías que llevan presiones considerables o sujetas a tensiones

mecánicas de algún tipo, como en el caso de la refrigeración, se debe usar un

solvente especial.

Precaución: Evite por todos los medios usar en refrigeración los solventes con base

de cloro.

Oxi-hidrógeno En este proceso, el calor se obtiene de la combustión de hidrógeno con oxigeno. La

presión no es usada y el metal puede o no ser usado. El hidrógeno tiene una flama

máxima de temperatura de 4820°F (2660°C) pero su uso esta limitado en soldaduras

oxi-combustible de gas por su destello es incoloro, el cual hace un ajuste del

hidrogeno y oxigeno que proporciona dificultad. Este proceso es usado

principalmente por soldaduras de baja fundición en metales de punto como plomo,

secciones de luces de tableros y partes pequeñas.

Oxi- butano En el proceso de soldadura y corte con Gas (Oxy-Fuel), el principio es simple, una

intensa flama es producida por la combustión controlada de una mezcla de Oxigeno

y un gas combustible. Los gases son obtenidos de fuentes o tanques separados y

17


pasados a través de reguladores y luego pasados a través de un soplete en donde

se mezclan, para salir por la cabeza de soldadura o boquilla donde ocurre la ignición.

La intensidad de la flama depende del flujo de los gases, la proporción de la mezcla y

las propiedades del gas combustible seleccionado así como del tipo de cabeza de

soldadura o boquilla. El flujo de los gases y la proporción de la mezcla son

controlados por los reguladores de presión y las válvulas ubicadas en la antorcha.

Las soldaduras son formadas por el cordón de metal fundido del metal base y

el material de aporte (cuando se usa) que se forma con el contacto de la flama. El

uso de fundentes remueve el oxido y las costras de el área de soldadura y ayuda a

asegurar una soldadura de calidad.

En operaciones de corte, la flama es concentrada para precalentar y mantener el

metal en su temperatura de ignición, mientras que un chorro de oxigeno es dirigido al

área precalentada. Este chorro de oxigeno rápidamente oxida el metal en un camino

angosto y la escoria es expulsada para formar una ranura.

2.10.- Arco eléctrico (Soldadura eléctrica) Introducido en las últimas décadas del siglo 19, el proceso de arco se mantiene como

el más usado de todos los grupos de las técnicas de soldadura. Como el mismo

nombre lo sugiere, es un arco eléctrico que se establece entre las partes a ser

soldadas y un electrodo metálico. La energía eléctrica, convertida en calor, genera

una temperatura en el arco cerca de 7,0000 C (10,0000 F), causando la fusión de los

metales y después la unión. El equipo puede variar en tamaño y complejidad, siendo

la diferencia principal entre el proceso de arco, el método usado para separar la

atmósfera o crearla y el material consumible empleado para ser aportado al proceso.

Electrodo revestido Entre los procesos de Arco se incluyen la soldadura de electrodo recubierto,

Figura 2.10.1 conocido como MAA/SMAW (Manual Metal Arc/ Shielded Metal Arc

Welding)

Es un proceso de soldadura por arco con electrodo revestido que efectúa el arco

entre el electrodo revestido y el metal base. El proceso es usado con la protección de

18


la atmósfera creada con la descomposición del recubrimiento del electrodo, sin la

aplicación de presión y la alimentación del metal de aporte del electrodo.

Figura 2.10.1 Soldadura de electrodo recubierto

Soldadura de arco-gas Tungsteno TIG o GMAW GTAW/TIG (Gas Tungsten Arc Welding/Tungsten Inert Gas)

El arco es producido entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza de

trabajo. La protección es obtenida mediante un gas inerte o mezcla de gas. La

presión y el gas pueden o no usarse. El arco funde el metal siendo soldado tan bien

como el metal base, (si es usado). El escudo de gas protege el electrodo y la ranura

soldable y provee las características requeridas del arco. Una gran variedad de

electrodos de tungsteno son usados en este proceso. El electrodo esta normalmente

aterrizado a un punto de configuración de cono truncado para minimizar el

movimiento del mismo.

Soldadura de arco metal MIG o GMAW GMAW/MIG (Gas Metal Arc Welding/ Metal Inert Gas)

Soldadura con gas inerte conocida como MIG

En este proceso la coalescencia es producida mediante metales calentados con un

arco eléctrico entre un electrodo de metal consumible y la pieza de trabajo. El arco, la

punta del electrodo y la soldadura de metal fundido son protegidos de la atmósfera

por un gas. La protección es obtenida completamente por el suministro de gas inerte,

mezcla de gas o una mezcla de gas y un fundente. El electrodo MIG soldable es

suministrado dentro del arco y depositado como metal soldable. Los electrodos para

la soldadura MIG son de diámetros pequeños comparados con el uso de otros tipos

de soldadura.

19


La soldadura GMAW o Soldadura MIG es también conocida como Gas Arco Metal o

MAG, donde un arco eléctrico es mantenido entre un alambre sólido que funciona

como electrodo continuo y la pieza de trabajo. El arco y la soldadura fundida son

protegidos por un chorro de gas inerte o activo. El proceso puede ser usado en la

mayoría de los metales y la gama de alambres en diferentes aleaciones y

aplicaciones es casi infinita.

La soldadura MIG es más productiva que la MMA (Soldadura de arco manual), donde

las pérdidas de productividad ocurren cada vez que el soldador se detiene para

reemplazar el electrodo consumido. En la soldadura de arco manual también es

notable la perdida cuando el restante del electrodo que es sujetado por el porta

electrodo es tirado a la basura, (en algunos casos es reciclado).

Por cada Kilogramo de varilla de electrodo cubierto comprado, solamente al rededor

del 65% es aprovechado como parte de la soldadura (el resto es tirado a la basura o

solo en algunos casos reciclado). El uso de alambre sólido y el alambre tubular ha

incrementado la eficiencia entre 80-95 % a los procesos de soldadura.

El proceso MIG opera con D.C. (corriente directa) usualmente con el alambre como

electrodo positivo. Esto es conocido como "Polaridad Inversa" (reverse polarity), La

"Polaridad Directa" (straight polarity) es raramente usada por su poca transferencia

de metal de aporte desde el alambre hacia la pieza de trabajo. Las corrientes de

soldadura varían desde unos 50 Amperes hasta 600 Amperes en muchos casos en

voltajes de 15V hasta 32V, un arco auto-estabilizado es obtenido con el uso de un

sistema de fuente de poder de potencial constante (voltaje constante) y una

alimentación constante del alambre.

Continuos desarrollos al proceso de soldadura MIG lo han convertido en un

proceso aplicable a todos los metales comercialmente importantes como el acero,

aluminio, acero inoxidable, cobre y algunos otros. Materiales de mas de 0.076 mm

(0.030”) de espesor pueden ser soldados en cualquier posición, incluyendo "de piso",

vertical y sobre cabeza.

El proceso básico MIG incluye tres técnicas muy distintas: Transferencia por

"Corto Circuito", transferencia "Globular" y la transferencia de "Arco Rociado (Spray

20


Arc)". Estas técnicas describen la manera en la cual el metal es transferido desde el

alambre hasta la soldadura fundida Figura 2.10.2.

Figura 2.10.2 Soldadura con gas inerte (MIG)

Corto circuito Globular Rociado (Spray)

En la transferencia por corto circuito, también conocido como "Arco Corto",

"Transferencia espesa" y "Micro Wire", la transferencia del metal ocurre cuando un

corto circuito eléctrico es establecido, esto ocurre cuando el metal en la punta del

alambre hace contacto con la soldadura fundida.

En la transferencia por rociado (spray arc) diminutas gotas de metal fundido llamadas

"Moltens" son arrancadas de la punta del alambre y proyectadas por la fuerza

electromagnética hacia la soldadura fundida.

En la transferencia globular el proceso ocurre cuando las gotas del metal fundido son

lo suficientemente grandes para caer por la influencia de la fuerza de gravedad.

Los factores que determinan la manera en que los metales son transferidos

son la corriente de soldadura, el diámetro del alambre, la distancia del arco (voltaje),

las características de la fuente de poder y el gas utilizado en el proceso.

La soldadura MIG es un proceso versátil, con el cual se puede depositar soldadura a

un rango muy alto y en cualquier posición.

El proceso es ampliamente usado en laminas de acero de bajo y mediano calibre de

fabricación y sobre estructuras de aleación de aluminio particularmente donde existe

un alto requerimiento de trabajo manual o trabajo de soldador.

21


Desde su aparición en el mundo de la soldadura, todas las agencias de regulación y

clasificación de los metales de aporte tomaron muy en serio este proceso y la

creación de su propio código de clasificación fue indispensable, en el caso de la

Sociedad Americana de Soldadura AWS, se crearon dos códigos por separado, uno

para las aleaciones de bajo contenido de Carbón o también conocido como acero

dulce y uno para las aleaciones de alto contenido de Carbón o donde la composición

química final de el material aportado fuera cambiada de forma dramática.

Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.18

Electrodos de acero al carbón para soldadura de arco protegida por gas"

ER - XX S – X

(1) (2) (3)(4)

(1) Las primeras dos letras lo

identifican como alambre o varilla

desnudas

(2) Fuerza tensil X 1000 PSI

(3) Sólido

(4) Composición química del

alambre

Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.28

Electrodos de acero al carbón para soldadura de arco protegida por gas"

ER - XXX S – XXX

(1) (2) (3) (4)

(1) Las primeras dos letras lo

identifican como alambre o varilla

desnudas

(2) Los tres primeros números indican

(3) La letra intermedia indica su

estado físico Sólido

(4) Los últimos tres dígitos

indican la Composición química

22


la Fuerza tensil X 1000 PSI del alambre

Lo que determina la ejecución correcta de este proceso es:

• La fluidez de la soldadura fundida.

• La forma del cordón de la soldadura y sus bordes.

• La chispa o salpicaduras que genera (Spatter).

Un buen procedimiento de soldadura esta caracterizado por la poca presencia de

porosidad, buena fusión, y una terminación libre de grietas o quebrajamientos.

Figur

La Porosidad, es una d

pobremente ejecutada,

por el gas usado en el

combinado con el carbó

de carbono (CO). Algun

atrapadas en la soldadu

mejor conocidos como p

Típicamente el proces

deposición de Hidroge

condiciones atmosférica

a 2.10.3 Causas de porosidad

e las causas mas frecuentemente citadas de una soldadura

es causada por el exceso de oxigeno de la atmósfera, creada

proceso y cualquier contaminación en el metal base, que,

n en el metal soldado forma diminutas burbujas de monóxido

as de estas burbujas de CO (Figura 2.10.3) pueden quedar

ra fundida después que se enfría y se convierten en poros

orosidad.

o MIG es reconocido como un proceso de muy poca

no. Factores como la humedad en el gas protector,

s y las condiciones del metal a ser soldado podrían tener una

23


variación en el grado de efecto adverso sobre el Hidrogeno difusible en el material

depositado.

El Control de la Porosidad

Una suficiente desoxidación del cordón de soldadura es necesaria para minimizar la

formación de monóxido de carbono CO y por consiguiente la porosidad. Para lograr

esto, Algunos fabricantes han desarrollado alambres que contienen elementos con

los cuales el oxigeno se combina preferentemente al carbón para formar escorias

inofensivas. Estos elementos, llamados desoxidantes, son manganeso (Mn), silicón

(Si), titanio (Ti), aluminio (Al), y zirconio (Zr).

Aluminio, titanio y zirconio son los desoxidantes mas poderosos, quizás cinco veces

mas efectivos que el manganeso y el silicón, no obstante estos últimos dos

elementos afectan de manera especial el proceso y por eso son ampliamente

utilizados, las cantidades de manganeso podrían variar desde 1.10% hasta 1.58% y

en el caso del silicón desde un 0.52% hasta 0.87%.

Importancia de la Fluidez

La fluidez de la soldadura fundida en el cordón de soldadura es muy importante por

varias razones. Cuando la soldadura fundida es suficientemente fluyente, mientras

esta en su estado líquido, tiende a moverse sola llenando los espacios hasta los

bordes produciendo una forma rasa, con formas más gentiles especialmente en las

soldaduras de filetes. Esto es muy importante para las soldaduras de corto circuito de

multi-paso, donde un defecto de "carencia de fusión" puede ocurrir si la forma en los

pasos iniciales es pobre. Soldaduras rasas bien moldeadas son también bien

apreciadas cuando la apariencia es una de las principales preocupaciones y donde el

uso de esmeriles sea necesario para llegar a cumplir los requerimientos del trabajo.

Precaución: Excesiva fluidez podría generar problemas en la ejecución de la

soldadura en ciertas posiciones o haciendo soldaduras sobre filetes cóncavos

horizontales.

Influencia del Gas y el Arco de la Soldadura

24


El uso de Anhídrido Carbónico (CO2) causa más turbulencias en la transferencia del

metal del alambre al metal base con la tendencia a crear cordones de soldadura mas

abultados y un alto incremento de las salpicaduras.

Las mezclas de gases con bases de Argón (Ar) proveen transferencias de metales

más estables y uniformes, buena forma del cordón de soldadura y las salpicaduras

son reducidas al mínimo, además de un rango mas bajo en la generación de humo.

El incremento en el Voltaje del arco tiende a incrementar la fluidez, haciendo las

soldaduras mas rasas, afectando la penetración de los bordes y generando más

salpicaduras, Los voltajes mas altos reducen considerablemente la penetración y

podrían causar la perdida de elementos que forman parte de la aleación.

Arco sumergido SAW (Submerged Arc Welding) Soldadura de Arco Sumergido

Este proceso generalmente es de tipo automático o semiautomático, une los metales

calentándolos con un arco mantenido entre un electrodo metálico y la pieza de

trabajo. El arco es protegido por la cubierta de un material fusible granular. No se

utiliza presión y el metal es obtenido en forma continua de un carrete de electrodo.

La soldadura por arco sumergido es distinguida de otros procesos de soldadura por

el material granular que cubre el área a soldar. Este material granular es llamado

fundente y desempeña otras importantes funciones, ya que es el responsable de los

altos rangos de depósito en las aplicaciones en uniones y superficies.

Plasma Existen Otras variantes como la PAW (Plasma Arc Welding) Soldadura por Plasma, Es un proceso en el cual la coalescencia, o la unión de metales es producido por el

calor de un arco limitado entre electrodos y la pieza de trabajo (arco de transferencia)

o el electrodo y la limitación de la boquilla (arco de transferencia) o electrodo y la

limitación de la boquilla (arco de no transferencia). La protección del gas puede ser

un gas inerte o una mezcla de gases. Puede o no usarse presión, un metal no puede

ser suplantado. Figura 2.10.4.

25


Figura 2.10.4 Soldadura por Plasma

En la soldadura por arco de plasma PAW, el uso del gas es algo más complejo, dos

flujos de gases separados trabajan cada uno cumpliendo un papel diferente.

Las partes que componen el proceso básico tenemos: un gas que fluye

envolviendo el electrodo de Tungsteno y, por consiguiente, formando el núcleo del

arco de plasma y el escudo de gas que provee protección a la soldadura fundida.

PAW es usado de tres maneras: 1. Soldadura Microplasma, con corrientes de soldadura de entre 0.1 Amperios

hasta 20Amperios.

2. Soldadura de plasma-mediano, con corrientes de soldadura de entre 20

Amperios hasta 100 Amperios.

3. Soldadura de Cerradura, por encima de 100 Amperios, donde el arco de

plasma penetra el espesor de la pared. Es muy usado, por dejar juntas de alta

calidad, en la industria de la aviación y espacial, procesos, química y las industrias

petroleras.

Soldadura por Electro Escoria ESW (Electro Slag Welding)

26


Un arco es establecido entre la pieza a ser soldada y un electrodo. Cuando el

fundente, que es colocado en las juntas, se derrite, produciendo un baño de escoria

que se hace mas profundo cada vez, cuando la temperatura de este baño de escoria,

y, por consiguiente, sus capacidades eléctricas, se incrementan, el arco se extingue,

se apaga, y la corriente es conducida a través del cordón de escoria que cubre las

juntas, donde la energía para la soldadura es producida a través de la resistencia

generada.

2.11.- Rayo láser El control sobre una soldadura láser implica la coordinación de todos aquellos

aspectos que de una u otra forma afectan al modo en que se realiza la transferencia

de calor sobre la pieza. Esto puede realizarse ajustando la intensidad del láser y su

posición sobre la pieza.

La estabilización de la salida del láser juega también un papel muy importante en el

control de soldadura láser, aunque las fluctuaciones están siempre presentes debido

a la naturaleza aleatoria de las interacciones entre el rayo láser y la pieza. Estas

fluctuaciones son especialmente importantes cuando se sueldan materiales con un

alto índice de reflexión. En 1995 Deinzer describe un sistema de control en lazo

cerrado PI (D) que toma la señal de un sensor piroeléctrico. Se consiguieron mejoras

en la soldadura de aleaciones de Aluminio con un láser de CO2.

Figura 2.10.5 Soldadura Láser

Un sistema más sofisticado combinaba la estabilización del láser mediante un

sistema óptico (figura2.10.5) que se pueda adaptar con el ajuste del movimiento de la

27


pieza. Con este sistema se corregían los problemas que aparecen en la soldadura

3D con las transiciones de velocidad en las curvas pronunciadas, así como en el

arranque de la soldadura.

La estabilización del láser puede realizarse también mediante la modulación de la

potencia láser. Con este sistema se consigue una mejora de uniformidad en la

profundidad de penetración pero sólo cuando se trabaja entorno a frecuencias de 3.5

kHz.

El mantenimiento de la posición focal es también un parámetro fundamental en el

control de soldadura láser. Estas variaciones del foco pueden obtenerse mediante

ópticas que se puedan adaptar o moviendo el elemento de focalización como un

todo. En 1994 Bagger, Gong y Olsen desarrollaron un sistema de control en lazo

cerrado de la longitud focal basado en redes neuronales utilizando la señal de un

fotodiodo. Este sistema era capaz de identificar el punto focal óptimo con un error

medio de 0.18mm y una desviación estándar de 0.36 mm.

Principio de un sistema de control en lazo cerrado basado en la monitorización de un

fotodiodo y en redes neuronales

2.12.- Bombardeo eléctrico

Este proceso es similar al de rayos láser en su control y aplicación, pero la energía

es suministrada por medio de un bombardeo eléctrico. Es un proceso utilizado en

aplicaciones muy especializadas.

2.13.- Fundición con escoria EW (Electro Slag)

La soldadura de escoria es usada para unir aluminio pero no es rentable para la soldadura de

aluminios de alcaloides.

28


3.- PROCESOS DE SOLDADURA

3.1.- Gases y equipo de soldadura oxiacetileno El equipo básico para la soldadura con oxiacetileno (autógena) consta de:

• Cilindros de oxigeno y de acetileno

• Válvulas

• Reguladores

• Mangueras

• Soplete maneral

• Boquillas

El equipo tiene la finalidad de producir y controlar una llama de oxiacetileno.

3.2.- Practicas de Soldadura oxiacetileno Es la soldadura de metales que se realiza fundiendo con un soplete las partes donde

se unirá.

La fusión se produce por calor mediante una llama de gas obtenida por la

combustión de acetileno (combustible) con el oxigeno.

La operación se puede llevar acabo con o sin material de aporte.

Correr un cordón recto sin varilla de soldadura: es un movimiento básico en

todas las operaciones de soldadura oxiacetilénica y debe practicarse hasta lograr la

habilidad necesaria.

Procedimiento:

1. Consiga una pieza de acero dulce de 50 mm x 150 mm X 1.5 mm (2” x 6” x 1/16”).

2. Prepare el equipo para soldadura. Recuerde que debe obtener una llama neutra.

3. Mantenga la punta del cono interno a 3 mm (1/8”) encima del metal y apúntela en

el sentido o dirección en que se realizará la soldadura. El ángulo correcto entre el

soplete y el metal base es de 4%.

29


4. Sostenga la llama hasta que se forme un charco de metal fundido [5 mm (3/16”)

aproximadamente de diámetro].

5. Mueva lentamente la llama sobre el metal manteniendo la distancia de

separación.

Observe cuidadosamente el charco si se mueve el soplete con rapidez el cordón se

hará más estrecho y las ondulaciones puntiagudas en lugar de redondas. Si se

mueve muy despacio el soplete, se provocará un agujero en el metal.

Una vez que adquiera destreza para correr cordones rectos sin varilla de soldar,

practique los siguientes ejercicios. Observe los efectos de cada uno en los siguientes

ejercicios.

1. Inicie de la misma forma que en el procedimiento anterior, pero ahora mueva el

soplete a lo largo de la línea de soldadura con un pequeño movimiento circular hacia

la derecha.

Para producir cordones similares es necesario efectuar el movimiento uniforme.

2. Empiece de la misma forma pero esta vez cambie el ángulo del soplete. Corra

cierto número de cordones en la misma pieza del metal y cambie el ángulo del

soplete cada vez que se forme un nuevo cordón.

Observe que a medida que el soplete apunte más recto hacia abajo, mayor será la

profundidad del charco en el metal.

Correr líneas de fusión irregulares: El soldador debe manipular el charco en

diferentes direcciones. El procedimiento siguiente le ayudará a desarrollar la destreza

necesaria.

1. Obtenga una pieza de metal de 150 mm x 150 mm x 1.5 mm (6” x 6” x 1/16”).

2. Con una regla y gis o jaboncillo (esteatita), dibuje las líneas de la figura (166)

3. Conecte las esquinas de los cuadros como se ilustra en la figura (167), mediante

una línea en zig - zag

4. Prepare el equipo de soldadura y suelde a lo largo de las líneas irregulares. No

levante el soplete, no mueva el metal ni se detenga hasta terminar cada línea.

Correr un cordón con varilla de soldadura 1. Obtenga una pieza de metal de 50 mm x 150 mm x 1.5 mm (2” x 6” x 1/16”).

30


2. Prepare el equipo de soldadura.

3. Forme un charco pequeño como se describió anteriormente.

4. Cuando se establezca el charco, ponga la punta de la varilla de soldadura en el

centro del charco de metal fundido.

5. Sea cuidadoso, si coloca la punta de la varilla en cualquier lugar que no sea el

centro del charco, se pegará el metal.

6. Si la varilla de soldadura se pega, no tire de elle para tratar de despegarla;

simplemente ponga la llama en el lugar en que está pegada la varilla hasta que se

funda y pueda despegarla.

7. No permita que la varilla de soldadura se funda y caiga sobre el charco.

8. Al agregar o aportar demasiada varilla de soldar, se aumentará la prominencia de

la soldadura. Si se agrega la varilla con demasiada lentitud, la soldadura quedará

más plana.

9. Practique este procedimiento hasta que obtenga una soldadura tersa y bien hecha

con una cantidad uniforme de prominencia o relieve sobre la superficie.

Otro ejercicio que mejorará su destreza para la soldadura, es escribir su nombre con

gis en una pieza de metal. Encienda el soplete y siga las líneas sobre el metal.

NOTA: Este ejercicio se puede efectuar con o sin varilla de soldadura y le dará más

soltura para los movimientos al soldar.

Armado del equipo de Oxiacetileno

1. Amarre los cilindros con una cadena a un objeto estacionario. Manténgalos en

posición vertical.

2. Quite las tapas protectoras de las válvulas.

3. Para soplar el polvo de la conexión del regulador, abra un poco y cierre la válvula

con rapidez.

NOTA: Compruebe que el cilindro no apunte hacia ninguna persona. Manténgalo

alejado de cualquier llama. Apártese un poco mientras realiza la apertura ligera de la

válvula para quitar el polvo.

31


4. Verifique que las roscas del cilindro y del regulador no estén dañadas. Conecte el

regulador de oxígeno en el cilindro de oxígeno y el regulador de acetileno al cilindro

de acetileno

5. Compruebe que el tornillo ajustador de presión esté girado hacia afuera (aflojado).

Sople el polvo que haya en el regulador.

6. Examine primeramente ambas Conexiones para verificar que no estén dañadas.

Conecte la manguera para oxígeno en su respectivo regulador y la manguera de

acetileno en su regulador.

7. Conecte en el soplete, en sus entradas respectivas los otros extremos de las

mangueras, verificando que las válvulas de seguridad (check) antiflama estén

instaladas.

8. Instale la boquilla para soldar en el soplete.

9. Abra lentamente las válvulas de los cilindros de oxígeno y de acetileno.

NOTA: La válvula de oxígeno debe abrirse completamente y la de acetileno sólo una

vuelta y media.

10. Compruebe que las válvulas de aguja del soplete estén cerradas. Apriete los

tornillos ajustadores de presión hasta que los manómetros indiquen la presión

deseada. El equipo se encontrará armado correctamente y listo para efectuar la

prueba de fugas.

Localización de fugas: Después de armar el equipo, deben buscarse posibles fugas

en los puntos siguientes:

A -Válvula del cilindro de oxígeno

B -Válvula del cilindro de acetileno

C -Conexión del regulador de oxigeno

D -Conexión del regulador de acetileno

E -Conexiones para mangueras de oxígeno y acetileno

F -Válvulas de aguja de oxigeno y acetileno en el soplete

Para localizar fugas, aplique con una brocha pequeña solución jabonosa en los

puntos indicados en la lista anterior. Cualquier fuga producirá pequeñas burbujas en

el punto en que se escapa el gas.

32


Si no hay fugas, limpie las conexiones con un trapo seco. Si las hay, apriételas.

Cuando esté seguro de que ya no existen fugas limpie todas las conexiones con un

trapo.

Desarmado del equipo 1. Cierre la válvula del cilindro de acetileno.

2 Cierre la válvula del cilindro de oxígeno.

3. Abra la válvula de acetileno en el soplete para expulsar todo el gas de la

manguera y el regulador.

4. Cierre la válvula de acetileno en el soplete.

5 Afloje el tornillo ajustador de presión (gire a la izquierda) en el regulador de

acetileno.

6. Abra la válvula de oxígeno del soplete para expulsar todo el gas de la manguera y

el regulador.

7. Cierre la válvula de oxígeno del soplete.

8. Afloje el tornillo ajustador de presión del regulador de oxígeno.

9. Desconecte los reguladores, las mangueras, el soplete y la boquilla.

10. instale las tapas protectoras de las válvulas en los cilindros

11. Almacena el equipo en su ligar.

Encendido del soplete y ajuste de la llama 1. Compruebe que el equipo esté correctamente armado y las válvulas del soplete

cerradas.

2. Abra las válvulas principales de los cilindros o de las tuberías de gas.

3. Gire hacia adentro (apriete) los tornillos de ajuste, uno cada vez para obtener la

presión deseada en los manómetros.

4. sostenga el soplete con una mano y las válvulas apuntando hacia arriba.

5. Sujete el encendedor de fricción con la otra mano.

6 Abra la válvula de acetileno del soplete hacia la izquierda (un cuarto de vuelta o

menos).

7. Acerque el encendedor de fricción a la punta de la boquilla y encienda el gas.

8. Abra por completo la válvula de acetileno en el soplete.

9. Abra despacio y totalmente la válvula de oxígeno en el soplete.

33


Tenga cuidado al encender la llama. Si se abre la válvula de acetileno con

demasiada rapidez la llama quedará fuera de control; por otra parte si se abre con

rapidez la válvula del oxígeno, la llama se apagará.

Nunca apunte la llama hacia una persona, cilindro, tubería o material inflamable.

Pasos para extinguir la llama Cierre totalmente la válvula de acetileno del soplete.

Cierre por completo la válvula de oxígeno del soplete

Para cerrar las válvulas que están hacia arriba, deben girarse a la derecha.

NOTA: La válvula de acetileno del soplete es la primera que se cierra para evita que

se forme carbón en la boquilla.

Distancias de aplicación de la flama: Los soldadores utilizan tres tipos de flama:

• Flama neutra o normal: Es la más usada para soldaduras de aceros.

• Flama carburante o carbonizante: Se aplica en la soldadura de algunos tipos de

aluminios.

• Flama oxidante: Se usa en la soldadura de algunos tipos de hierro colado.

En la llama Carburante: el exceso de acetileno produce menos calor.

En la llama Oxidante: El exceso de oxígeno produce más calor.

3.3.- Equipo de Soldadura por arco eléctrico El equipo requerido en este proceso consta básicamente de lo siguiente:

1. Máquina que entregue corriente alterna o continua (CA o CC)

2. Electrodo o material de aporte

3. Cables

4. Porta electrodos

5. Grapas para conexión a tierra

6 Accesorios

34


3.4.- Maquinas de Soldar Para poder soldar con electricidad, se necesita una máquina que controle la

intensidad, aumente o disminuya la potencia según se requiera y que sea segura en

su manejo.

Hay tres tipos principales de máquinas utilizadas en soldadura de arco:

-Máquina de corriente alterna (CA)

-Máquina de corriente continua (CC)

-Máquina de CA y CC (combinación de las dos)

Las máquinas de Corriente Alterna. Suelen llamarse transformadores, ya que

convierten la corriente de la línea de alimentación (alto voltaje, bajo amperaje) en una

corriente útil y segura para soldar (bajo voltaje y alto amperaje). Esto se efectúa

dentro de la máquina con un sistema de devanado primario, uno secundario y un

reactor movible.

Las máquinas de corriente continua recaen dentro de dos tipos básicos: generadores

y rectificadores.

En un generador de CC, la corriente se genera por la rotación de una armadura

(inducido) dentro de un campo eléctrico. La corriente alterna generada la capta una

serie de escobillas de carbón y un conmutador colector y la convierte en corriente

continua.

Máquina de corriente alterna y corriente continúa: Estas máquinas son

básicamente transformadores de corriente alterna a los que se les ha agregado un

rectificador. La corriente alterna suministrada por el transformador se envía al

rectificador que la cambia a corriente continua.

Grapas para conexión a tierra: La grapa para conexión a tierra se sujeta en la pieza

del metal que se soldará, con ello se completa el circuito de soldadura cuando el

electrodo toca el metal.

Si el metal que se va a soldar no está conectado a tierra, no se completa el circuito y

hay un serio peligro de descarga eléctrica.

35


Conectores: Es importante usar el método correcto para conectar el porta electrodos

con el cable para soldar. Los conectores facilitan la conexión y desconexión de los

cables, además de la instalación de los mismos cuando se necesite.

Examine si los porta electrodos tienen conexiones flojas o aislamientos dañados.

Recuerde que si no existen estas condiciones NO hay protección contra las

descargas eléctricas.

Accesorios: Los accesorios utilizados en la soldadura por arco eléctrico son: Careta,

guantes, biombo de aislamiento térmico-óptico, martillo, cincel y cepillo de alambre

para escoria.

Maquinas de soldar de DC y CC.

• Las maquinas de soldar de DC y CC deben tener su clavija con protección

antiexplosión.

• Los empates deben situarse dentro de la caja para evitar que en su

transportación se dañen.

• Evite hacer empates en los cables que generaran la energía a la maquina de

soldar.

• Los cables que se empleen para soldar nunca deberán tener empates recubiertos

con ninguna cinta aislante para evitar algún chispazo, recordando que estamos

laborando en áreas de riesgos potenciales; use conexiones hembra – macho.

Figura 3.4.1 Máquina de soldar eléctrica

36


• Las terminales entre la máquina de soldar y el cable de soldar deben ser las

apropiadas (de cobre) y no hechizas.

• Al trabajar los cables de soldar deberán extenderse en su totalidad, evitando el

enrollarlos pues el mantenerlos enrollados generará mas carga de energía y

provocará mas calentamiento.

• Los manerales porta electrodos y los cables para soldar nunca deberán estar

sobre las líneas de proceso, esto puede causar un grave accidente.

• La instalación del cable a tierra debe hacerse con una tenaza de acople que

aprisione al metal base (jaiba).

Advertencias de seguridad Antes de conectar la maquina a la línea verifique

la tensión de alimentación y la posición de las

conexiones en el tablero.

• No cambie las posiciones de las conexiones

del tablero, con la maquina conectada a la línea.

• Los cables de alimentación deberán estar

correctamente empalmados y no deberán

presentar deterioro.

• No accione el interruptor de la maquina

mientras este soldando.

• Por su conveniencia use siempre el equipo

de protección adecuado.

• Riesgos al soldar (Figura 3.4.2.)

Fig. 3.4.2 Riesgos al soldar

3.5.- Circuitos para Soldadura eléctrica La polaridad sólo se aplica a máquinas de corriente continua, cuando se trata de

máquinas de corriente alterna no existe polaridad.

37


En las máquinas de corriente continua se tienen dos bornes, uno positivo y otro

negativo.

Al conectar el cable del porta electrodos al borne negativo se obtiene polaridad

directa, cuando se conecta al borne positivo se tiene polaridad invertida.

3.6.- Practica de Soldadura eléctrica La mayoría de los procesos de soldadura requieren la generación de altas

temperaturas para hacer posible la unión de los metales envueltos. El tipo de fuente

de calor es básicamente lo que describe el tipo de proceso, Ej.: soldadura autógena,

soldadura de arco (eléctrica). Uno de los principales problemas en soldadura, es el

comportamiento de los metales ante la combinación de los agentes atmosféricos y

los cambios en su temperatura. El método de proteger el metal caliente del ataque de

la atmósfera es el segundo de los más grandes problemas a resolver. Las técnicas

desarrolladas desde "Protección por fundente" (Flux Covering), hasta la de

Protección por gas Inerte, son mas que escudos protectores en muchos casos pero

eso es básicamente para lo que fueron creados. En algunas instancias la

Operación del equipo: Antes de operar el equipo deben atenderse las siguientes

indicaciones:

• Revisión del equipo

• Selección de la fuente de corriente

• Selección de cables conductores

• Instalación del equipo

• Selección de la corriente

• Revisión de la instalación

Revisión del equipo: Verifique que las terminales para conexión estén conectadas.

Revise que los aisladores de los bornes para conexión se encuentren en buen

estado.

Compruebe que el maneral porta electrodo y las pinzas de conexión a tierra estén

bien conectadas a los cables.

Verifique que los bornes de conexión no estén flameados.

38


Selección de la fuente de corriente: Se realiza con base en las indicaciones de la

placa de datos para la parte primaria.

Los transformadores más usados son: Trifásicos que se pueden conectar a tensiones

de 220 volts ó 440 volts mediante un cambio en su caja de conexiones y los

monofásicos, es frecuente que tengan facilidad para ser conectados a dos tipos de

voltaje (110 ó 220 volts), cambio que se efectúa mediante una variación en las

conexiones externas de la máquina de acuerdo a las indicaciones del fabricante.

Selección de cables conductores: Se hace para conectar la máquina a la fuente y

para los cables del portaelectrodos y tierra de acuerdo con los datos de la placa (ver

Tabla 3.6.1).

Capacidad de los conductores de acuerdo con el calibre

(para conectar la maquina)

Calibre AWG Corriente (amperes)

14 20

12 25

10 40

8 55

6 80

Capacidad de los conductores de acuerdo con el calibre

(para porta electrodos y tierra)

Calibre AWG Capacidad máx. de la maquina (amperes)

1/0 100

2/0 140

3/0 200

4/0 300

250 MCM* 340

350 MCM 400

Tabla 3.6.1 Selección de conductores para máquina de soldar.

NOTA: MCM* = Mil Circular Mil

39


Instalación del equipo: Para la instalación del equipo es fundamentalmente necesario

colocar fusibles entre la conexión del transformador y la fuente. Estos fusibles deben

ser de la capacidad adecuada para el tipo de transformador, y están en función

directa de la corriente del primario.

Para seleccionar el fusible adecuado debe aumentar un 25% de la corriente nominal

indicada para el primario.

Selección de la corriente: Esta selección se hace con base en el diámetro del

electrodo que se utilizará y el espesor de placa que se va a soldar.

Para electrodos de acero en los que no se tenga el dato del fabricante, puede

tomarse como amperaje promedio el siguiente:

"Por cada milímetro de diámetro del núcleo del electrodo aplicar 40 amperes, o por

cada milésima de pulgada de diámetro del núcleo del electrodo, aplicar un ampere"

Revisión de la instalación: Antes de comenzar a soldar es conveniente revisar toda la

instalación, desde las conexiones del cable hasta el porta electrodos y pinzas de

tierra, conexión de cables a la máquina y conexión de la fuente hasta los fusibles que

estén en buen estado. No deben dejarse conexiones mal ajustadas, asegúrese que

soportarán un trato rudo y que estén bien acopladas.

Recomendaciones: Al iniciar cualquier operación de soldadura tome en cuenta el

siguiente procedimiento.

1. Póngase la careta y guantes, compruebe que ajusten bien.

2. Con la máquina apagada (OFF) coloque el electrodo en el porta electrodos,

encienda la máquina.

3. Agarre el porta electrodos en una posición cómoda, con la mano derecha.

4. Sujétese la mano derecha con la izquierda.

5. Coloque el codo izquierdo en el banco de soldar.

6. Alinear el electrodo con el metal que va a soldar.

7. Mantenga esa posición e incline suavemente la cabeza.

8. Siga inclinando la cabeza hasta que la careta baje y quede frente a la cara.

Si atiende los pasos anteriores está listo para soldar.

40


NOTA: Las personas zurdas tienen que invertir la posición descrita. Recuerde que la

máquina debe estar apagada (OFF).

Practicas de soldadura por arco eléctrico Formación del arco: Formar el arco significa tocar el metal que se va a soldar con el

electrodo. Para formar un arco se utilizan dos métodos: Rayado y Golpeado.

Pasos para el Uso del Método de Rayado.

1. Comprobar que la grapa de tierra esté bien conectada.

2. Use la ropa y equipo protectores.

3. Obtenga los electrodos y ajuste la máquina al amperaje correcto.

4. Tome la posición correcta para soldar.

5. Encienda la máquina (ON).

6. Sostenga el electrodo unos 25 mm encima del metal que se va a soldar. Debe

estar perpendicular con el metal e inclinado de 20 a 30° en la dirección del

movimiento.

7 Póngase la careta frente a sus ojos.

8 Para formar el arco, arrastre o frote el electrodo con rapidez y suavidad sobre el

metal que se va a soldar con el movimiento de la muñeca.

9. Separe el electrodo unos 6 mm (1/4”). Mantenga esta distancia durante uno o dos

segundos, después baje el electrodo hasta quedar a 3 mm (1/8”) del metal que se va

a soldar.

Método de golpeado: Son los mismos pasos que en el método anterior exceptuando

el paso 8, en el que se golpea levemente el metal a soldar y se despega de

inmediato.

Para formar el arco, mueva el electrodo hacia abajo hasta que toque el metal.

Cuando aparezca una centella de luz, mueva el electrodo 6 mm (1/4”) hacia arriba,

sosténgalo un instante y vuelva a bajarlo hasta quedar a 3 mm (1/8”) del metal.

41


Pasos para correr un cordón:

1. Obtenga una pieza de metal de alrededor de 50 mm x 150 mm x 6 mm

(2” x 6” x ¼”).

2. Coloque el electrodo en el porta electrodos.

3. Use la ropa y equipo de protección personal.

4. Gradúe la maquina al amperaje correcto y póngala a funcionar (ON).

5. Adopte la posición correcta y forme el arco.

6. Mueva el electrodo en una dirección; mantenga la longitud y ángulos del arco

antes descritos.

7. Trate de mantener una velocidad uniforme. Si avanza muy rápido, se tendrá

una soldadura estrecha como si tuviera hilos; si avanza con lentitud, se amontonará

el metal de la soldadura.

Pasos para correr cordones paralelos: Repita los primeros cuatro pasos del ejercicio anterior.

1. Forme el arco y corra un cordón en la superficie del metal a lo largo del lado de

150 mm (6”), lo más cerca posible del borde.

2. Corra otro cordón a 12 mm (1/2”) del primero, en la misma forma.

3. Repita lo anterior hasta tener cuatro cordones, cada uno de 150 mm (6”) de

longitud, separados 12 mm (1/2”).

Limpieza de juntas: Después de aprender a soldar con o sin varilla de soldadura,

corresponde ahora ensamblar dos piezas de metal con diferentes uniones.

Limpieza de juntas: Si recordamos los ejemplos anteriores, si se coloca un papel

entre los dos pedazos de plastilina derretida o entre las dos gotas de agua, se

formará una barrera que evita la mezcla de las moléculas de una pieza con la otra.

Esto mismo sucede con los metales cuando se logra el estado pastoso o líquido de

los mismos, no se podrán mezclar y por lo tanto, no se podrán soldar cuando exista

una barrera entre los metales. Esta barrera es principalmente: oxido, grasa, mugre,

polvo, pintura, etc.

42


Por lo tanto, si se quieren soldar las piezas será necesario eliminar esta barrera. La

limpieza se puede hacer con esmeril o cepillo de alambre y en algunas ocasiones

utilizando calor para remover incrustaciones muy adheridas.

Lo recomendable en estos casos es hacer uso de productos químicos llamados

fundentes, los cuales se presentan en forma de polvo (sal de amonio), pasta

(soldering paste), o líquido (ácido muriático).

El polvo se puede usar directo o diluido en agua. Un ejemplo podría ser cuando en la

soldadura con estaño se usa el polvo compuesto de sal de amonio.

Las funciones principales de estos fundentes son las siguientes:

1. Limpiar y desoxidar las partes a soldar.

2. Evitar posterior oxidación con el calentamiento.

3. Indicar el momento en que la temperatura del metal base es la adecuada para

aplicar el metal de aporte (sirve como pirómetro).

4. Romper la tensión superficial de las gotas de metal de aporte, permitiendo que

éstas amalgamen con el metal base.

5. Flotar a través de la soldadura para purificarla y evitar burbujas e impurezas.

6 formar una capa de escoria que proteja de la oxidación al cordón de soldadura

caliente.

7 Evitar un enfriamiento rápido del cordón de soldadura caliente, debido a la capa de

escoria.

3.7.- Tipos de juntas en Soldadura eléctrica La mayoría de las soldaduras son uniones de piezas de metal para obtener formas

particulares. Existen sólo cinco tipos de uniones o juntas pero hay muchas

variaciones dentro de ellos. (Figura 3.7.1) Las cinco uniones básicas son:

Junta a Tope: Es la unión entre elementos que están en ángulo recto entre sí.

Junta en “T”: Es la unión entre elementos que se están en ángulo recto entre sí.

Junta Traslapada: Es la unión entre elementos traslapados o superpuestos,

Junta a escuadra: Es una unión entre elementos que forman ángulos rectos entre sí.

Junta de Canto o de Borde: Es la unión entre los extremos de elementos paralelos.

43


Figura 3.7.1 Tipos de juntas 3.8.- Prueba práctica de soldadura El proceso de soldadura tiene una serie de pruebas e inspecciones que aseguren

que el trabajo realizado ya sea por el proceso en que se haya efectuado sea confiado

para la cual fue realizado. La empresa tendrá el derecho a inspeccionar la soldadura

por los métodos apropiados y pueden ser:

• Pruebas destructivas, de tensión, mella y doblado de acuerdo a la norma API

correspondiente

• Pruebas no destructivas: inspección radiográfica o cualquier otro método que

se especifique.

Las soldaduras deben ser evaluadas de acuerdo al estándar de aceptabilidad de

ensayo no destructivo si así se decide.

El estándar de aceptabilidad es aplicable a la determinación del tamaño y tipo de

defectos localizados. También puede ser aplicado al examen visual y no deben ser

usados para determinar la calidad de las soldaduras que sean sujetas a ensayo

destructivo.

44


Causas de rechazo: Los métodos de examen no destructivo, ofrecen indicaciones

precisas, también se puede rechazar cualquier soldadura que, aunque

aparentemente reúne el estándar de aceptabilidad, la profundidad de la

discontinuidad, puede resultar dañina para la soldadura. Pueden ser varias las

causas de rechazo:

• Falta de penetración y fusión

• Falta de penetración en la raíz

• Falta de penetración por desalineado en la concavidad interna

• Falta de fusión

• Porosidad esférica

• Porosidad de grupo

• Porosidad cilíndrica

• Roturas, fisuras

• Socavado

• Acumulación de discontinuidades

Los defectos en la soldadura que se puedan reparar, son determinados por el

mayordomo o jefe inmediato quien dará la autorización e indicará la forma de

hacerlo.

45


4.- HERRAMIENTAS Y EQUIPO 4.1.- Cilindros para Oxígeno y Acetileno Cilindros: se le da comúnmente el nombre de cilindros a los tanques en donde se

almacenan los gases a presión (oxigeno y acetileno).

Cilindro de Oxígeno.- Debido a las altas presiones que resiste, este cilindro se

construye con acero de alta resistencia y sin costuras (se elabora a base de forja).

Normalmente el color del cilindro es verde nilo, sin embargo, en algunas ocasiones

se encuentra en color azul.

Los cilindros de acero, para uso normal, se fabrican en varios tamaños pero en todos

ellos, el gas se comprime a 155 kg/cm2 (2201 lb/pulg2), a temperatura de 21°C (70°F)

que es normalmente la del ambiente.

El cilindro de oxigeno se diferencia del cilindro de acetileno por ser mas alto y

angosto, además de que su entrada para la conexión del regulador es tipo “macho”

de rosca derecha. Figura 4.1.1

En la tabla 4.1.1 se muestran dimensiones y capacidad de los cilindros que se

fabrican.

ALTURA DIAMETRO CAPACIDAD PESO (VACIO) PESO (LLENO)

m pulg cm pulg m3 Pie3 kg lb kg lb

1.42 56 22.8 9 6.34 224 60.3 133 68.9 15

1.22 48 17.7 7 3.45 122 35.8 79 40.4 89

0.89 35 17.7 7 2.27 80 27.2 60 30.4 67

Tabla 4.1.1 Dimensiones y capacidad de cilindros para Oxigeno

46


Debido a la alta presión que hay en un cilindro lleno, NUNCA se coloque

directamente frente a la descarga cuando esté abriendo la válvula del cilindro.

Figura 4.1.1 Cilindros para Oxígeno

El oxigeno NO debe usarse para limpiar la ropa ni ponerse en contacto con una

herida abierta. La ropa saturada con oxigeno se vuelve altamente inflamable y si el

oxigeno entra en la corriente sanguínea puede ser fatal.

Válvula del cilindro de oxigeno: los tanques de oxigeno tienen en la parte superior

una válvula especialmente diseñada para soportar altas presiones.

Esta válvula cuenta con un dispositivo de seguridad localizado en el lado opuesto a

la conexión del regulador o descarga del cilindro; este dispositivo de seguridad tiene

forma de tuerca hexagonal con pequeños orificios. Detrás de esta tuerca se

encuentran unas láminas calibradas (o disco) que se rompen cuando la presión

interior aumenta demasiado, dejando escapar el gas por los orificios de la tuerca.

Cuando el cilindro esté en uso la válvula debe abrirse totalmente para que permita un

flujo sin restricciones y actué como sello o reten.

Para la protección de está válvula se cuenta con una tapa que se atornilla al anillo

del cilindro. Debe tener cuidado al manejar los cilindros no deberán estar expuestos

a un calor extremoso. Tampoco deben ser usados como yunques; es decir, martillar

contra ellos.

Nunca emplee los cilindros de oxigeno para almacenar aire comprimido.

47


No permita que los cilindros entren en contacto con aceites o grasas lubricantes ya

que los hacen altamente explosivos.

Cilindro de acetileno.- El gas acetileno es la combinación química de los elementos

Carbón e Hidrogeno (C2H2) El cilindro de acetileno es generalmente más corto y más

ancho que el de oxigeno. Este cilindro a diferencia del de oxigeno se hace en varias

secciones.

Para evitar el riesgo de explosión y permitir el almacenamiento de grandes

cantidades, el cilindro de acetileno tiene una capa porosa (pasta) construida de

asbesto, cemento y carbón. Las mitades del cilindro se sueldan y se hornea todo

junto hasta secar la pasta de relleno. Al secar la mezcla queda en forma de panal al

cual se le agrega acetona.

La acetona absorbe el acetileno hasta 25 veces su propio volumen, razón por la cual

al cilindro se le llama Acumulador. Por norma el color del tanque debe ser rojo oxido, sin embargo en algunos casos se

encuentra de color anaranjado.

Las medidas comunes de los cilindros de acetileno se muestran en seguida

ALTURA DIAMETRO

cm pulg cm pulg

100 39.4 30 11.8

105 41.3 30 11.8

Tabla 4.1.2 Dimensiones y capacidad de cilindros para Acetileno

La presión a la que debe usarse el acetileno por norma no excederá de 1.06 kg/cm2

(15 lb/pulg2). Si se sobrepasa esta presión existe el riesgo de una explosión. Sin

embargo, debido a la capa porosa que existe dentro del cilindro se llega a almacenar

el acetileno en éste a una presión de 17 kg/cm2 (241.7 lb/pulg2) en un tanque de 8

m3 (282.5 pie3) de capacidad.

El cilindro de acetileno como medida de seguridad lleva roscas izquierdas lo que

evita el cambio de conexiones con las del oxígeno.

48


Los cilindros que contienen acetona siempre deben mantenerse en posición vertical.

Si se dejan acostados, la acetona escurrirá hacia la válvula del cilindro y saldrá al

lugar en que se suelda. Esto es perjudicial para la soldadura.

El gas acetileno es inflamable y muy explosivo. Debe tener mucho cuidado al

manejar el gas y los cilindros que lo contienen es ligeramente tóxico y puede producir

dolores de cabeza y nauseas al inhalarse durante periodos prolongados.

Válvula del cilindro de acetileno: Debido a que el cilindro de acetileno no es

sometido a presiones altas, la construcción de su válvula es más sencilla que la del

cilindro de oxígeno.

La válvula se abre por medio de una llave de cuadro y al igual que en el cilindro de

oxigeno tiene una tapa protectora que se atornilla al anillo del cuello del cilindro.

Tapones de seguridad: Los cilindros de acetileno, al igual que los de oxigeno,

tienen un dispositivo de seguridad. Este dispositivo consta de pequeños pernos

colocados en la pared de acero del cilindro. Los pernos están sujetos con un tipo de

plomo especial que se funde a 105°C (221°F). Si se funde el plomo, el gas expulsará

los pernos. El plomo se funde a 105°C (221°F) y la temperatura de la llama de

oxiacetileno es aproximadamente de 3315° C (6000° F). Por lo tanto es muy

importante mantener la llama alejada de los cilindros.

49


A. RELLENO POROSO 8 % A 10 %. El relleno que ocupa la cubierta de acero, está compuesto de millones de poros conectados. B. ACETONA 42%. La acetona ocupa el 42% del volumen del relleno. C. GAS ACETILENO 36%. El gas del acetileno se absorbe uniformemente por la acetona. D. VOLUMEN DE RESERVA A 70° F: 10% A 12%.

A

B

C

D

Figura 4.1.2 Cilindro para Acetileno Los productos se identifican a través de: 1. Calcomanía – Se utiliza una calcomanía colocada en la ojiva, en la cual se

menciona el nombre del gas y precauciones principales para su manejo, siempre

verifique el gas contenido a través de esta calcomanía.

En el caso del oxigeno medicinal se le agrega otra calcomanía con una cruz en rojo

que lo identifica para este uso.

2. Válvulas - Para cada producto se tiene identificada una válvula de acuerdo a

normas internacionales que es específica para el uso de cada gas.

3. Ojiva – La ojiva del cilindro esta pintada del color que identifica a cada gas, según

normas establecidas.

Adicionalmente en la ojiva se encuentra información relativa a la construcción del

cilindro tal como:

50


• Se marca especificación de construcción del cilindro de acuerdo a norma DOT,

seguida de la presión de servicio en Kgs/ cm2 o lb/ pulg.2.

• Numero de serie del cilindro.

• Símbolo del fabricante del cilindro.

• Mes y año de pruebas hidrostáticas subsecuentes.

• Identificación DOT del primer inspector del cilindro al salir de fabricación.

4.2.- Reguladores de presión Su función principal es reducir la presión existente en los cilindros, a una presión de

trabajo segura, ya que sería muy riesgoso trabajar con presiones tan altas como las

que existen en los cilindros. Figura 4.2.1.

El gas a presión alta entra al cuerpo del regulador a través de una tobera pequeña

controlada por una válvula que se introduce en la cámara del regulador.

La presión en la cámara se eleva hasta vencer la tensión del resorte, el diafragma se

flexiona hacia la derecha, y la válvula que está unida a él se cierra evitando que entre

más gas a la cámara.

A medida que el gas escapa de la cámara por la abertura de las válvulas en el

soplete, la tensión del resorte flexiona al diafragma hacia la izquierda reabriendo la

válvula.

Se coloca un tornillo ajustador de presión, de modo que empuje contra el extremo del

resorte para variarle la tensión, y obtener cualquier presión deseada en la salida.

NOTA: Compruebe que el tornillo ajustador de presión esté hacia afuera (aflojado)

antes de abrir la válvula del cilindro.

Existen dos tipos de reguladores de presión: regulador de una etapa y regulador de

dos etapas.

En el regulador de doble etapa, la presión se reduce, en dos pasos.

La tensión del resorte se ajusta en fábrica de modo que la presión en la cámara de

alta presión será una cantidad fija. Posteriormente, el gas pasa a una segunda

cámara reductora que tiene su tornillo de ajuste y permite obtener la presión deseada

en la salida del soplete.

51


En un regulador de doble etapa habrá menos variaciones en el flujo del gas que en

de una etapa.

¡Advertencia!: Los reguladores deben estar libres de aceite y grasa al igual que las

manos, guantes y herramientas. Cuando la grasa o el aceite entran en contacto con

el oxígeno a presión alta, se descomponen y forman dióxido de carbono y vapor de

agua. Esta combinación puede producir una explosión de grandes proporciones.

Manómetros: Normalmente, los reguladores para oxígeno y acetileno están

equipados con dos manómetros:

Un manómetro de alta presión que indica la presión existente dentro del cilindro y un

manómetro de baja presión que indica la presión con que el gas llega al soplete

(presión de trabajo).

Mangueras reforzadas para oxigeno (verde) y acetileno (rojo).

Las mangueras son especiales para el proceso oxiacetileno, están construidas con

dos capas y tejido intermedio calibrado a ¼” con capa interna resistente a la

resequedad y al agrietamiento, además con capa externa resistente al uso rudo.

Mantenga sus mangueras fuera de su área donde vaya a efectuar las actividades de

corte. Reguladores: Siempre mantenga el regulador libre del aceite, grasa y otras

substancias inflamables. Nunca use aceite o grasa en el regulador, cilindro o

conexión.

No cambie la conexión de la entrada del regulador en un intento por usarlo con un

gas diferente.

• Use el regulador solamente con el gas o gases y las presiones para lo cual fue

fabricado. Conecte el regulador a la válvula del cilindro. Apriételo bien con una llave

de tuercas.

52


53

Figura 4.2.1 Regulador de presión

• Párese del lado opuesto de donde esta el regulador cuando va abrir la válvula del

cilindro. Mantenga la válvula entre usted y el regulador. Para su propia seguridad,

nunca se pare delante ni detrás del regulador al abrir la válvula del cilindro.

4.3.- Mangueras y conexiones Mangueras.- Las mangueras son diseñadas especialmente para el uso rudo y para

soportar relativamente altas presiones, su longitud no está establecida porque varía

dependiendo de los trabajos que se vayan a realizar.

Existen tres diámetros diferentes de mangueras: 4.8 mm (3/.16”), 6.4 mm (.1/4”) y

12.7 mm (1/2”).

Figura 4.3.1 Mangueras para gas.


Igual que en los tanques, existen colores de identificación, (Figura 4.3.1) en las

mangueras se ha designado el color verde a la de oxígeno y el rojo a la de acetileno.

Es preciso indicar que las tuercas de acople de las mangueras (conexiones al

regulador y al soplete) son de cuerda derecha para las de oxígeno y de cuerda

izquierda para las de acetileno

Como precaución adicional para evitar un intercambio accidental y poder

identificarlas fácilmente, la conexión del acetileno tiene una ranura en el centro

alrededor de la tuerca.

4.4.- Soplete o cortador Los sopletes son herramientas diseñadas y construidas con precisión, y deben

tratarse con mucho cuidado.

Un soplete para soldadura de oxiacetileno está constituido por:

Dos tomas (entradas): para el suministro de oxigeno y acetileno.

Dos válvulas de aguja: para controlar el paso de los gases y ajustar la flama.

Un cuerpo: parte donde se sostiene el soplete.

Una cabeza mezcladora: para mezclar los gases en las proporciones correctas.

Una boquilla para soldar, para concentrar y dirigir la llama.

Antes de conectar la boquilla al soplete las roscas deben examinarse con cuidado.

Una rosca dañada puede permitir el escape de gas ocasionando un incendio o

explosión.

A pesar de que existen muchos tipos y diseños de sopletes, todos pueden

clasificarse en dos categorías, las cuales son:

• El soplete tipo inyector: los gases se mezclan por medio de una

boquilla o tobera de inyección. El oxigeno está a una presión más elevada que

el acetileno. Cuando el oxigeno pasa por la tobera arrastra consigo la cantidad

correcta de acetileno para producir la llama deseada.

• Soplete de presión media: en este soplete los gases se revuelven en

un mezclador de gases. El soplete más popular en este grupo es el de presión

54


igual o equilibrada (balanceada). Como el oxigeno sale por la punta del

inyector a una velocidad relativamente alta, arrastra en su corriente la cantidad

adecuada de acetileno. El oxigeno y el acetileno se mezclan totalmente antes

de salir por la punta del soplete.

Las boquillas para soldadura están hechas de cobre y tiene la función de dirigir la

flama a la zona de trabajo. Su diámetro varía de acuerdo con el espesor del Material

que se va a soldar.

Aunque una boquilla grande libere más gas de lo normal, la temperatura de llama

será siempre la misma, es decir, de 3320°C (6008°F) aproximadamente no

importando el tamaño de la boquilla que se use.

La rosca puede lubricarse con grafito o cera de abejas pero NUNCA con aceite.

NOTA: Una boquilla más grande calentará el metal más rápido pero no incrementará

su temperatura.

Soplete y boquillas para corte.- Se usa un aditamento para corte que tiene incluida

la válvula (palanca) para alimentar el oxigeno extra usado durante el corte, las

boquillas tienen un orificio en el centro por donde sale la alimentación directa de

oxígeno, y varios orificios alrededor de donde sale la mezcla de oxígeno y acetileno.

Esta llama es la que sirve de precalentamiento.

Accesorios.- Como un complemento del equipo oxiacetilénico se cuenta con los

accesorios siguientes: encendedor de fricción, limpiador de boquillas, gafas, llaves,

guantes, petos y polainas. Para encender la llama oxiacetilénica, nunca use un

cerillo u otro soplete. Si utiliza un cerillo, la mano queda muy cerca de la llama y

puede sufrir serias quemaduras. El uso de otro soplete para el encendido puede

producir una explosión. 4.5.- Tipos de electrodos Electrodo: Se le llama electrodo a la pieza que generalmente es una barra de metal

conductor que constituye el extremo de una fuente de corriente.

55


6010

DIA AMP. DEP. Kg./Hr. EFIC. %

1/8

5/32

3/16

¼

100 130 140 170 160 190 220 260

0.95 1.05 1.27 1.32 1.50 1.59 2.68 2.82

76.3 68.8 73.6 64.1 74.9 69.7 77.9 76.2

6011 DIA AMP. DEP.

Kg/Hr EFIC. %

1/8 5/32 3/16 ¼

120 150 180 250

1.05 1.68 1.86 2.54

70.7 77.0 73.4 71.9

6012 DIA AMP. DEP.

Kg/Hr EFIC. %

1/8 5/32

3/16

¼

130 165 200 220 250 320 360 380

1.32 1.45 1.55 1.82 1.91 2.55 3.00 3.23

81.8 78.8 69.0 77.0 74.5 70.0 67.7 66.0

6013 DIA AMP. DEP.

Kg.Hr EFIC.

% 5/32

3/16

1/4

140 160 180 180 200 220 290 310 310

1.18 1.36 1.59 1.45 1.73 1.86 2.82 2.95 2.23

75.6 74.1 71.2 73.9 71.1 72.9 75.0 73.5 72.1

7024

DIA AMP. DEP. Kg.Hr. EFIC. %

1/8

5/32

3/16

1/4

140 180 180 210 240 245 270 290 400

1.91 2.32 2.41 2.86 3.27 3.41 3.77 4.14 5.73

71.8 70.7 71.3 72.5 69.4 69.2 70.5 68.0 71.7

7018,8015,9015,10018,11018 DIA AMP. DEP.

Kg.Hr. EFIC. %

3/32

1/8

5/32

3/16

1/4

70 90

110 120 140 160 140 170 200 200 250 300 300 350 400

0.62 0.75 0.79 1.17 1.25 1.36 1.41 1.72 1.96 2.20 2.44 2.55 3.51 3.94 4.11

70.5 66.3 74.4 71.6 70.9 68.1 75.0 73.5 73.0 76.4 74.6 70.3 78.0 77.0 74.0

TABLA 4.5.1 DEPOSICION Y EFICIENCIA DE ELECTRODOS RECUBIERTOS

NOTA: Los valores de eficiencia en esta tabla son AWS, no incluyen pérdida de colillas, al calcular costos haga el ajuste correspondiente tomando en cuenta lo largo de colilla y electrodos desperdiciados.

En soldadura existen varios tipos de electrodos distinguiéndose fundamentalmente

dos: los que se funden y los que no se funden. Los primeros cumplen dos funciones

al mismo tiempo, establecen el arco eléctrico y constituyen el metal depositado.

Tabla 4.5.1

56


4.6.- Porta electrodos y cables El Porta electrodos Se utiliza para sujetar el electrodo y sirve como mango aislador.

Los porta electrodos son de tamaños diversos y se emplean dependiendo del

amperaje máximo que se vaya a utilizar. Lo importante es que el porta electrodos

debe ser ligero de peso y su cable capaz de conducir corriente suficiente sin sobre

calentamiento.

En la soldadura de arco eléctrico el cable está formado por alambres de cobre muy

flexible (conductor) con una capa protectora de hule resistente a la flama (aislador)

que lo rodea.

CABLE PORTAELECTRODO: CALIBRE AMPERES VOLTS. 2 AWG 150 600 4 AWG 250 600 1/0 AWG 350 600 2/0 AWG 500 600

Figura 4.6.1. Cables para Portaelectrodos ACOPLES RAPIDOS PARA CABLES DE SOLDAR • Deben emplearse solamente los que están fabricados con bronce y recubiertos

con aislamientos de poliuretano grueso. MANERAL PORTAELECTRODO • Siempre use maneral para 500 Amperes. (Figura 4.6.2) son mejores conductores

eléctricos. • Que contengan aislantes moldeados con plásticos termo fijos resistentes a la

flama y al trato rudo. • Es recomendado para uso continuo con altos diámetros de electrodo e intensidad

de corriente para soldar estructuras, tuberías de alta presión, etc. Figura 4.6.2 Manerales portaelectrodos

57


TENAZA O PINZA PARA TIERRA • Deben ser para una capacidad de 500 Amps. (Figura 4.6.3) • Que ofrezca un mejor afianzamiento y conductividad. • Que sea resistente al medio ambiente húmedo. • Que sea reforzada con trenzado de cobre entre sus mordazas. • Para cables de calibre 1/0 y 2/0.

Figura 4.6.3 Tenazas para tierra y zapatas para cable ZAPATAS PARA TERMINALES DE CABLES. • Deben ser fabricadas en bronce fundido con ajuste perfecto a las terminales de la

maquina de soldar.

• Con capacidad para 500 Amps.

• Para cables de 1/0 y 2/0. 4.7 Herramientas de mano Las herramientas manuales son utensilios de trabajo utilizados generalmente de

forma individual que únicamente requieren para su accionamiento la fuerza motriz

humana. Los accidentes producidos por las herramientas manuales constituyen una

parte importante del número total de accidentes de trabajo y en particular los de

carácter leve.

En esta sección se darán a conocer el uso y los principales riesgos derivados de

las herramientas de mano de uso común, causas que los motivan y medidas

preventivas básicas.

El empleo de estas herramientas abarca la generalidad de todos los sectores de la

actividad petrolera por lo que el número de trabajadores expuestos es muy elevado.

58


La gravedad de los accidentes que provocan incapacidades permanentes parciales

es importante.

Riesgos y causas

Se describen a continuación y de forma general los principales riesgos derivados

del uso, transporte y mantenimiento de las herramientas manuales y las causas que

los motivan.

Riesgos Los principales riesgos asociados a la utilización de las herramientas manuales son:

Golpes y cortes en manos ocasionados por las propias herramientas durante

el trabajo normal con las mismas.

Lesiones oculares por partículas provenientes de los objetos que se trabajan

y/o de la propia herramienta.

Golpes en diferentes partes del cuerpo por despido de la propia herramienta o

del material trabajado.

Esguinces por sobreesfuerzos o gestos violentos.

Causas Las principales causas genéricas que originan los riesgos indicados son:

Abuso de herramientas para efectuar cualquier tipo de operación.

Uso de herramientas inadecuadas, defectuosas, de mala calidad o mal

diseñadas.

Uso de herramientas de forma incorrecta.

Herramientas abandonadas en lugares peligrosos.

Herramientas transportadas de forma peligrosa.

Herramientas mal conservadas.

Medidas preventivas y Prácticas de seguridad El empleo inadecuado de herramientas de mano son origen de una cantidad

importante de lesiones partiendo del supuesto que todos saben como utilizar las

herramientas manuales más corrientes.

59


A nivel general se pueden resumir las prácticas de seguridad asociadas al buen

uso de las herramientas de mano:

Selección de la herramienta correcta para el trabajo a realizar.

Mantenimiento de las herramientas en buen estado.

Uso correcto de las herramientas.

Evitar un entorno que dificulte su uso correcto.

Guardar las herramientas en lugar seguro.

Asignación personalizada de las herramientas siempre que sea posible.

No se deben utilizar las herramientas con otros fines que los suyos

específicos, ni sobrepasar las prestaciones para las que técnicamente han

sido concebidas.

Utilizar la herramienta adecuada para cada tipo de operación.

No trabajar con herramientas estropeadas.

Utilizar elementos auxiliares o accesorios que cada operación exija para

realizarla en las mejores condiciones de seguridad.

Control y almacenamiento de las herramientas Esta fase es muy importante para llevar a cabo un buen programa de seguridad, ya

que contribuirá a que todas las herramientas se encuentren en perfecto estado.

Las fases que comprende son:

Estudio de las necesidades de herramientas y nivel de existencias.

Control centralizado de herramientas mediante asignación de

responsabilidades.

Las misiones que debe cumplir son: Asignación a los operarios de las herramientas adecuadas a las operaciones

que deban realizar.

Montaje de almacenamientos ordenados en estantes adecuados mediante la

instalación de paneles u otros sistemas. Al inicio de la jornada laboral las

herramientas necesarias serán recogidas por cada uno de los operarios

debiendo retornarlas a su lugar de almacenamiento al final de la misma.

60


Periódicamente se debe inspeccionar el estado de las herramientas y las que

se encuentren deterioradas enviarlas a mantenimiento para su reparación o su

eliminación definitiva.

Transporte Para el transporte de las herramientas se deben tomar las siguientes medidas:

El transporte de herramientas se debe realizar en cajas, bolsas o cinturones

especialmente diseñados para ello.

Las herramientas no se deben llevar en los bolsillos sean punzantes o

cortantes o no.

Cuando se deban subir escaleras o realizar maniobras de ascenso o

descenso, las herramientas se llevarán de forma que las manos queden libres.

Pinzas Los Pinzas son herramientas manuales diseñadas para sujetar, doblar o cortar.

Las partes principales que las componen son las quijadas, cortadores de alambre,

tornillo de sujeción y el mango con aislamiento. Se fabrican de distintas formas,

pesos y tamaños. (Figura 4.7.1)

Fig.4.7.1: Partes de las Pinzas

61


Los tipos de Pinzas más utilizados son: (Figura4.7.2)

De punta.

De corte.

De mecánico.

De electricista.

De tenaza

De presión

Figura4.7.2 Tipos de Pinzas más utilizados

Por lo general la descripción de las pinzas va asociada con su longitud medida en

pulgadas, por ejemplo: pinzas de electricista del 10 (de 10” de longitud).

Deficiencias típicas de las pinzas

Quijadas melladas o desgastadas.

Pinzas desgastadas.

Utilizar para apretar o aflojar tuercas o tornillos.

Utilizar para cortar materiales más duros que el de las quijadas.

Utilizar como martillo la parte plana.

Buen uso de las pinzas

Las Pinzas no deben utilizarse en lugar de las llaves, ya que sus mordazas

son flexibles y frecuentemente resbalan. Además tienden a redondear los

62


ángulos de las cabezas de los tornillos y tuercas, dejando marcas de las

mordazas sobre las superficies. (Figura 4)

No usarlas para cortar materiales más duros que las quijadas.

Usar exclusivamente para sujetar, doblar o cortar.

No colocar los dedos entre los mangos.

No golpear piezas u objetos con las Pinzas.

.Mantenimiento de las pinzas.

Engrasar periódicamente el pasador de la articulación.

Figura 4.7.3 Mal uso de Pinzas

Cinceles Los cinceles son herramientas de mano diseñados para cortar, ranurar o desbastar

material en frío, mediante la transmisión de un impacto. Son de acero en forma de

barras, de la forma del cuerpo puede ser rectangular, hexagonal, cuadrada o

redonda, con filo en un extremo y biselado en el extremo opuesto.

Las partes principales son la arista de corte ó filo, cuña, cuerpo, cabeza y extremo de

golpeo. (Figura4.7.4)

Fig.4.7.4 Partes de un cincel.

63


Los distintos tipos de cinceles se clasifican en función del ángulo del filo y éste

cambia según el material que se trabaje, tomando como norma general lo siguiente:

Materiales muy blandos 30°.

Cobre y bronce 40°.

Latón 50°.

Acero 60°.

Hierro fundido 70°.

El ángulo de cuña debe ser de 8° a 10° para cinceles de corte o desbaste. Para el

cincel ranurador el ángulo será de 35°, Ya que es el adecuado para hacer ranuras,

cortes profundos o chaveteados.

Deficiencias típicas de los cinceles

Utilizar cincel con cabeza achatada, poco afilada o cóncava.

Arista cóncava.

Usar como palanca.

Prevención en el uso de los cinceles

Las esquinas de los filos de corte deben ser redondeadas para cortar.

Deben estar limpios de rebabas.

Los cinceles deben ser lo suficientemente gruesos para que no se curven ni

pandeen al ser golpeados. Se deben reacondicionar los cinceles con cabeza

de hongo utilizando sólo el que tenga una curvatura de 3 mm de radio. Figura

4.7.5

Para uso normal, la colocación de una protección anular de hule, puede ser

una solución útil para evitar golpes en manos con el martillo de golpear.

64


Figura 4.7.5 Condiciones de cinceles

Utilización de los cinceles

Siempre que sea posible utilizar herramientas de soporte.

Cuando se pique metal debe colocarse una pantalla o blindaje que evite que

las partículas desprendidas alcancen a los operarios que realizan el trabajo o

los que estén cerca. Para cinceles grandes, éstos deben ser sujetados con

tenazas o un sujetador por un operario y ser golpeadas por otro. (Figura 4.7.6)

Los ángulos de corte correctos son: un ángulo de 60° para el afilado y

rectificado, siendo el ángulo de corte más adecuado en las utilizaciones más

habituales el de 70°.

Para metales más blandos utilizar ángulos de corte más agudos.

Sujeción con la palma de la mano hacia arriba cogiéndolo con el pulgar y los

dedos índice y corazón.

El martillo utilizado para golpearlo debe ser suficientemente pesado.

65


Figura 4.7.6 Protección anular de cinceles y uso de porta-cinceles

El cincel debe ser sujetado con la palma de la mano hacia arriba, sosteniendo

el cincel con los dedos pulgar, índice y corazón.

Las mesas de trabajo deben ser lisas y no tener astillas.

Desarmadores Los desarmadores son herramientas de mano diseñados para apretar o aflojar los

tornillos de cabeza ranurada sobre materiales de madera, metálicos, plásticos etc.

Las partes principales de un desarmador son el mango, la cuña o vástago y la hoja o

boca (Figura 4.7.7). El mango para sujetar se fabrica de distintos materiales de tipo

blando como son la madera, resinas plásticas etc. que facilitan su manejo y evitan

que resbalen al efectuar el movimiento rotativo para apretar o aflojar, además de

servir para lograr un aislamiento de la corriente eléctrica.

66


Figura 4.7.7 Partes de un desarmador

Los principales tipos de desarmadores son (Figura4.7.8)

Tipo plano

Tipo phillips o de cruz.

Tipo acodado.

Tipo de horquilla.

Figura 4.7.8 Tipos de desarmadores

Deficiencias típicas de los desarmadores

Mango deteriorado, astillado o roto.

Uso como escoplo, palanca o punzón.

Punta o caña doblada.

Punta roma o malformada.

Trabajar manteniendo el desarmador en una mano y la pieza en otra.

Uso de desarmador de tamaño inadecuado. (Figura4.7.9)

67


Figura 4.7.9 Utilización de desarmadores

Prevención en el uso de desarmadores

Mango en buen estado y amoldado a la mano con o superficies laterales

prismáticas o con surcos o nervaduras para transmitir eficazmente el esfuerzo

de torsión de la muñeca.

El desarmador ha de ser del tamaño adecuado al del tornillo a manipular.

Porción final de la hoja con flancos paralelos sin acuñamientos.

Desechar desarmadores con el mango roto, hoja doblada o la punta rota o

retorcida pues ello puede hacer que se salga de la ranura originando lesiones

en manos.

Utilización de los desarmadores

Espesor, anchura y forma ajustada a la cabeza del tornillo. (Figura4.7.9 a y b)

Utilizar sólo para apretar o aflojar tornillos.

No utilizar en lugar de punzones, cuñas, palancas o similares.

Siempre que sea posible utilizar desarmadores de estrella donde se requieren.

La punta del desarmador debe tener los lados paralelos y afilados.

(Figura4.7.9 a)

No debe sujetarse con las manos la pieza a trabajar sobre todo si es pequeña.

En su lugar debe utilizarse un banco o superficie plana o sujetarla con un

tornillo de banco. (Figura 4.7.10)

Emplear siempre que sea posible sistemas mecánicos de atornillado o

desatornillado.

68


Figura 4.7.10 Sujeción incorrecta de una pieza a atornillar Botadores y punzones Los botadores y punzones son herramientas de mano diseñadas para expulsar

remaches y pasadores cilíndricos o cónicos, pues resisten los impactos del martillo,

para aflojar los pasadores y empezar a alinear agujeros, marcar superficies duras y

perforar materiales laminados.

Son de acero, de punta larga y forma ahusada que se extiende hasta el cuerpo del

punzón con el fin de soportar golpes más o menos violentos.

En la figura 4.7.11 se muestran diversos tipos de punzones

Figura 4.7.11 Tipos de punzones

69


Deficiencias típicas de los botadores y punzones

Cabeza abombada.

Cabeza y punta frágil (sobre templada).

Cuerpo corto dificultando la sujeción.

Sujeción y dirección de trabajo inadecuados.

Uso como palanca.

No utilizar gafas de seguridad.

Prevención en el uso de botadores y punzones

El punzón debe ser recto y sin cabeza de hongo.

Utilización

Utilizarlos sólo para marcar superficies de metal de otros materiales más

blandos que la punta del punzón, alinear agujeros en diferentes zonas de un

material.

Golpear fuerte, golpe seco, en buena dirección y uniformemente.

Trabajar mirando la punta del punzón y no la cabeza.

No utilizar si está la punta deformada.

Deben sujetarse formando ángulo recto con la superficie para evitar que

resbalen. (Figura4.7.12)

Figura 4.7.12 Forma correcta de utilizar un punzón

70


Protecciones personales

Utilizar gafas y guantes de seguridad homologados. Limas Las limas son herramientas manuales diseñadas para conformar objetos sólidos

desbastándolos en frío.

Las partes principales de una lima son los cantos, cola, virola y mango. (Figura

4.7.13)

Figura 4.7.13 Partes de una lima y detalle interior del mango

El mango es la parte que sirve para sujetar la herramienta y cubre la cola de la lima.

En el mango existe un anillo metálico llamado virola, que evita que el mango se afloje

y se salga. La parte útil de trabajo se denomina longitud de corte y tiene cantos de

desbaste, pudiendo contar con cantos lisos.

Por su forma se clasifican en:

Cuadradas.

Planas.

Mediacaña.

Triangulares.

Redondas.

71


Deficiencias típicas de las limas

Sin mango.

Uso como palanca o punzón.

Golpearlas como martillo.

Prevención en el uso de las limas

Mantener el mango y la espiga en buen estado.

Mango afianzado firmemente a la cola de la lima.

Funcionamiento correcto de la virola.

Limpiar los cantos con cepillo de alambre y mantener sin grasa.

Utilización de las limas

Selección de la lima según la clase de material, grado de acabado (fina, media

o bastarda).

No use limas con su mango liso o con grietas.

No use la lima para golpear o como palanca o cincel.

La forma correcta de sujetar una lima es coger firmemente el mango con una

mano y utilizar los dedos pulgar e índice de la otra para guiar la punta. La lima

se empuja con la palma de la mano haciéndola resbalar sobre la superficie de

la pieza y con la otra mano se presiona hacia abajo para limar. No presionar

en el momento del retorno.

Evitar rozar una lima contra otra.

No limpiar la lima golpeándola contra cualquier superficie dura como puede

ser un tornillo de banco.

Llaves Existen de forma general dos tipos de llaves: Boca fija y boca ajustable.

72


Llaves de boca fija Las llaves de boca fija son herramientas manuales destinadas a ejercer esfuerzos de

torsión al apretar o aflojar pernos, tuercas y tornillos que posean cabezas que

correspondan a las bocas de la herramienta.

Están diseñadas para sujetar generalmente las caras opuestas de estas cabezas

cuando se montan o desmontan piezas. Tienen formas diversas pero constan como

mínimo de una o dos cabezas, una o dos bocas y de un mango o brazo.

Los principales tipos de llaves son (Figura4.7.14):

Españolas

De estrías

Mixtas

Llaves de gancho o nariz

Tubulares

Trinquete

Hexagonal o Allen

La abertura de la boca, correspondiente a la anchura de la tuerca se indica en cada

una de las bocas en milímetros (mm) o pulgadas (“).

Figura4.7.14 Tipos de llaves de boca fija

73


Llaves de boca ajustable Las llaves de boca ajustables son herramientas manuales diseñadas para ejercer

esfuerzos de torsión, con la particularidad de que pueden variar la abertura de sus

quijadas en según lo requiera el tamaño de la tuerca a apretar o aflojar. Los distintos

tipos y sus partes principales son: mango, tuerca de fijación, quijada móvil, quijada

fija y tornillo de ajuste. (Figura4.7.15)

Figura 4.7.15 Llaves de boca ajustables y sus partes

Según el tipo de superficie donde se vayan a utilizar se dividen en:

Llaves para superficies planas (Pericas)

Llaves para superficies redondas.(Estilson)

Multiusos (pinzas de presión)

Deficiencias típicas de las llaves

Mordaza gastada. (Figura 4.7.16)

Defectos mecánicos. (Figura 4.7.16,)

Uso de la llave inadecuada por tamaño.

Utilizar un tubo en el mango para mayor apriete.

Uso como martillo.

74


Fig. 4.7.16 Llave con mordazas gastadas y defectos mecánicos.

Prevención en el uso de las llaves

Quijadas y mecanismos en perfecto estado.

Cremallera y tornillo de ajuste deslizando correctamente.

Dentado de las quijadas en buen estado.

No desbastar las bocas de las llaves fijas pues se destemplan o pierden

paralelismo las caras interiores.

Las llaves deterioradas no se reparan, se reponen.

Evitar la exposición a calor excesivo.

Utilización de las llaves

Aplicar la torsión girando hacia el operario, nunca empujando. (Figura 4.7.17)

Figura 4.7.17 Utilización correcta de llave girando hacia el operario

75


Al girar asegurarse que los nudillos no se golpean contra algún objeto.

Utilizar una llave de dimensiones adecuadas al tornillo o tuerca a apretar o

aflojar.

Utilizar la llave de forma que esté completamente abrazada y asentada a la

tuerca y formando ángulo recto con el eje del tornillo que aprieta. (Figura

4.7.18)

Figura 4.7.18 Utilizaciones correctas e incorrectas de llaves fijas

No debe sobrecargarse la capacidad de una llave utilizando una prolongación de

tubo Ayudante) sobre el mango, utilizar otra llave para aumentar el brazo de palanca

o golpear éste con un martillo. (Figura 4.7.19)

76


Figura 4.7.19 Utilización inadecuada de llaves

Es más seguro utilizar una llave más pesada o de estrías. (Figura4.7.20)

Fig. 4.7.20 Utilización de llaves de estrías cerradas

77


Para tuercas o pernos difíciles de aflojar utilizar llaves de cubo (dados) de

gran resistencia.

La llave de boca variable (perica) debe abrazar totalmente en su interior a la

tuerca y debe girarse en la dirección que suponga que la fuerza la soporta la

quijada fija. Tirar siempre de la llave evitando empujar sobre ella. (Figura

4.7.21)

Figura 4.7.21 Utilizaciones correcta e incorrecta de llave de boca ajustable

Utilizar con preferencia la llave de boca fija en vez de la de boca ajustable.

No utilizar las llaves para golpear.

Martillos y mazos (marros). El martillo es una herramienta de mano, diseñada para golpear; básicamente consta

de una cabeza pesada y de un mango que sirve para dirigir el movimiento de aquella.

La parte superior de la cabeza se llama boca y puede tener formas diferentes. La

parte inferior se llama cara y sirve para aplicar el golpe. (Figura 4.7.22)

Figura 4.7.22 Partes de un martillo

78


Las cabezas de los martillos, de acuerdo con su uso, se fabrican en diferentes

formas, dimensiones, pesos y materiales.

Deficiencias típicas

Mango poco resistente, agrietado o rugoso.

Cabeza unida deficientemente al mango mediante cuñas introducidas

paralelamente al eje de la cabeza de forma que sólo se ejerza presión sobre

dos lados de la cabeza. (Figura 4.7.23)

Figura 4.7.23: Cuña introducida Cuña introducida

paralelamente oblicuamente

Uso del martillo inadecuado.

Exposición de la mano libre al golpe del martillo.

Prevención en el uso de martillos y mazos

.Cabezas sin rebabas.

Mangos de madera (nogal o fresno) de longitud proporcional al peso de la

cabeza y sin astillas.

Fijado con cuñas introducidas oblicuamente respecto al eje de la cabeza del

martillo de forma que la presión se distribuya uniformemente en todas las

direcciones radiales. (Figura 4.7.23)

Desechar mangos reforzados con cuerdas o alambre.

Utilización de los martillos y mazos

79


Antes de utilizar un martillo asegurarse que el mango está perfectamente

unido a la cabeza.

Seleccionar un martillo de tamaño y dureza adecuados para cada una de las

superficies a golpear. (Figura 4.7.24)

Observar que la pieza a golpear se apoya sobre una base sólida no

endurecida para evitar rebotes.

.Sujetar el mango por el extremo. (Figura 4.7.24)

Figura 4.7.24 Selección del tamaño Forma de sujetar el mango

Se debe procurar golpear sobre la superficie de impacto con toda la cara del

martillo.

En el caso de tener que golpear clavos, éstos se deben sujetar por la cabeza y

no por el extremo.

No golpear con un lado de la cabeza del martillo sobre un escoplo u otra

herramienta auxiliar.

No utilizar un martillo con el mango deteriorado o reforzado con cuerdas o

alambres.

No utilizar martillos con la cabeza floja o cuña suelta

No utilizar un martillo para golpear otro martillo o para dar vueltas a otras

herramientas o como palanca.

Protecciones personales

80


Utilizar gafas de seguridad aprobadas.

Llaves de cubo ó Dados Las llaves de cubo ó mejor conocidos como dados son herramientas manuales

destinadas a ejercer esfuerzos de torsión al apretar o aflojar pernos, tuercas y

tornillos que posean cabezas que correspondan a las bocas de la herramienta. Están

diseñadas para sujetar generalmente las caras y ángulos de estas cabezas cuando

se montan o desmontan piezas.

Los dados son de forma cilíndrica Figura 4.7.25 y tienen orificios en sus dos

extremos, uno de los cuales corresponde a la forma y tamaño de la tuerca o cabeza

de tornillo hexagonal que se va a aflojar ó apretar, y en el otro extremo tiene un

orificio de forma cuadrada, que corresponde a la forma y tamaño del cuadro del

maneral con el que se le aplica el esfuerzo al dado.

Figura 4.7.25 Dados de diferentes medidas y formas

La medida del orificio cuadrado varía de ¼” hasta 1 ½” y la selección del tamaño a

utilizarse depende del esfuerzo que se requiera para apretar ó aflojar.

Hay dos formas de orificio ó boca de los dados que se aplica a la cabeza del

tornillo ó a la tuerca hexagonal:

Hexagonal o de seis puntas

81


Estriado ó de doce puntas (doble hexágono)

La medida de los dados se da generalmente en pulgadas (sistema inglés), aunque

también se utilizan dados con medidas del sistema métrico (milimétricos).

La descripción de los dados se da mencionando primero la medida de su boca y a

continuación la de su cuadro, por ejemplo: dado de 9/16” con entrada de ½”.

Por su longitud los dados pueden ser:

Dados Cortos

Dados largos ó tubulares

Para aplicar el esfuerzo de torsión al dado, se utilizan manerales, Figura 4.7.26 que

por su operación y forma pueden ser:

Maneral de fuerza

Maneral Ratchet o de matraca

Maneral berbiquí

Maneral “T” deslizante

Fig. 4.7.26 Manerales para dados

82


Si la ubicación de la tuerca o cabeza de tornillo dificulta la colocación del dado,

pueden utilizarse extensiones y uniones universales Figura 4.7.27 para aproximar

más fácilmente el dado, las extensiones vienen en diferentes longitudes.

Figura 4.7.27 Extensiones y unión

Extractores

Los extractores son herramientas básicamente formados por dos ó más mordazas,

Figura 4.7.28 las que ejercen un efecto de tracción sobre algunas piezas como

baleros, poleas o acoplamientos para extraerlos de su posición.

Figura 4.7.28 Extractores de tornillo de dos y tres patas

83


Para extraer baleros, las mordazas se colocan en el borde del balero y la punta del

tornillo en el centro de la flecha en la cual está montado el balero, al girar el tornillo

en la dirección de avance, las mordazas ejercen un esfuerzo de tracción, que hace

que el balero se mueva fuera de su posición.

Para baleros de dimensiones muy grandes, se utilizan extractores en los cuales el

efecto de tracción no lo hace un tornillo, sino un gato hidráulico, por lo cual se les

denomina extractores hidráulicos.

Herramientas Portátiles Taladros Los taladros son máquinas portátiles, generalmente movidas por un motor

eléctrico (aunque también hay con motor neumático), que se utilizan para hacer

perforaciones de diámetros pequeños, en materiales duros, tales como: plástico,

madera, concreto y metal. La Figura 4.7.29 muestra dos tipos de taladros.

Las partes principales de un taladro son: el motor, el mandril, y el medio de

controlar la operación y velocidad (gatillo).

La selección adecuada de la potencia del motor, determina la capacidad del

taladro cuando se requiere hacer perforaciones de mayor diámetro en materiales

más duros.

El mandril, también llamado porta-brocas ó chuck, determina la dimensión del

diámetro de la broca más grande que puede alojar.

Por lo general la capacidad de los taladros en cuanto al tamaño de brocas que

pueden alojar se da en fracciones de pulgada, siendo las más comunes ¼” 3/8” y

½”.

Por lo anterior, un taladro se describe por la medida de la broca más grande que

soporta, por ejemplo: Taladro de ½”.

84


Figura 4.7.29 Taladros Portátiles y Brocas

En cuanto a la velocidad de operación, existen taladros de velocidad fija y taladros

de velocidad variable ó controlada.

Siempre que se utilice un taladro, el personal debe usar el equipo de protección

adecuado, tal como gafas, guantes, etc.

Esmeriles Los esmeriles son máquinas estacionarias ó portátiles, generalmente movidas por un

motor eléctrico (aunque también hay con motor neumático), que se utilizan para

hacer girar discos de material abrasivo, se utilizan para cortar, desbastar o pulir

metales y para afilar herramientas. Por su forma, los esmeriles pueden ser de banco,

pedestal ó de mano Figura 4.7.30

Figura 4.7.30 Esmeriles de banco y de mano

85


Los esmeriles están provistos de unas cubiertas de protección colocadas sobre los

discos, llamadas Guardas, las cuales evitan que las partículas de metal ó abrasivo

proyectadas por la operación del esmeril causen lesiones al usuario.

Bajo ninguna circunstancia debe operarse el esmeril sin las guardas, ya que se

pone en riesgo al personal al no existir protección en caso de desprendimiento de

partículas ó rotura de los discos.

Siempre que se utilice un esmeril, el personal debe usar el equipo de protección

personal adecuado, tal como gafas, caretas faciales, guantes, etc.

Aspiradoras Dentro de las actividades de mantenimiento ejecutadas en las unidades eléctricas de

los equipos de perforación con frecuencia se requiere efectuar limpieza en lugares en

los cuales se han acumulado cantidades considerables de polvo.

Si se limpia utilizando brochas ó trapos, el resultado obtenido es que generalmente el

polvo solamente cambia de lugar.

La mejor manera de garantizar que el polvo sea removido es la utilización de una

Aspiradora

Los Aspiradoras son máquinas portátiles (Figura 4.7.31) generalmente movidas por

un motor eléctrico, que producen un vacío (succión).

El cual es aplicado a través de una manguera, para recolectar el polvo y partículas

pequeñas, depositándolas en un recipiente interior. Invirtiendo la posición de las

mangueras se utiliza como un soplador de aire a baja presión, muy útil para desalojar

el polvo de lugares de acceso difícil.

86


Figura 4.7.31 Aspiradora y accesorios

Existe una variedad de accesorios para las aspiradoras, que permiten su utilización

en diferentes localizaciones y lugares de acceso difícil.

Siempre que se utilice una aspiradora en la limpieza de gabinetes ó unidades

eléctricas es muy importante asegurarse de que no existe el riesgo de recibir una

descarga eléctrica, efectuando las desconexiones necesarias para tal fin.

Sifones Para la limpieza de unidades eléctricas utilizando solventes, una de las formas más

eficientes es el “sopleteado”, esto no es más que la aplicación del solvente

pulverizado por presión de aire sobre las superficies que se desea limpiar.

Esta operación se hace con un dispositivo llamado Sifón, Figura 4.7.32 el cual recibe

una presión de aire por medio de una manguera, esta presión es controlada por una

válvula de paso en forma de gatillo, también tiene una entrada para otra manguera

por la cual entra el solvente líquido el otro extremo de ésta manguera se introduce en

un recipiente que contiene solvente.

87


Figura 4.7.32 Sifón para aplicar líquidos

Al aplicar solventes, debe tenerse cuidado de no utilizar una presión de aire

excesiva, lo cual podría ocasionar daños a los aislamientos o en su caso introducir

más la suciedad en el interior de las unidades.

Siempre que se utilice un sifón en la limpieza de gabinetes ó unidades eléctricas es

muy importante asegurarse de que no existe el riesgo de recibir una descarga

eléctrica, efectuando las desconexiones necesarias para tal fin.

Siempre que se efectúe limpieza utilizando un sifón, el personal debe usar el equipo

de protección personal idóneo, tal como gafas, caretas faciales, respiradores,

guantes, etc.

88


5.- EQUIPO DE SEGURIDAD ESPECÍFICO Los requisitos para la protección de los ojos están establecidos en el:

Procedimiento de Seguridad de PEMEX No. 6.28.6, “Protección de los Ojos.”

Procedimiento de Seguridad No. 6.28.9, “Protección de las Manos,”

para información sobre los guantes apropiados para soldadura. En adición a la

protección de los ojos y las manos, se recomienda el uso de ropa resistente a flamas

para las labores de soldar y cortar.

5.1.- Mandiles

El mandil de carnaza para soldador (Figura 5.1.1) es una de las prendas más

populares ya que no existe el problema de las tallas y proporciona una protección

muy aceptable cuando se trabaja en talleres. Se Puede complementar con un

chaleco para soldar o una Chamarra Retardante de Flamas

Figura 5.1.1 Mandil de carnaza

5.2.- Gafas y gogles para soldador. El uso apropiado de los gogles (Figura 5.2.1) para soldador usados para trabajos de

corte y soldadura autógena, (no son recomendables para trabajos con soldadura de

arco).

89


Las micas fabricadas de policarbonato en sombra 6 son para máxima protección

contra los rayos infrarrojos, al impacto de partículas, polvo y chispas, además se

debe tener un protector de policarbonato claro para evitar que las escorias impacten

a la cara durante trabajos de remoción de escoria o esmerilado.

Figura 5.2.1 Protectores oculares (gogles) y faciales

5.3.- Careta El uso de la careta adecuada para soldar es imprescindible ya que protege la retina

de los ojos atenuando la intensa luminosidad del arco eléctrico y filtra los rayos

Ultravioleta del mismo (que dañan la piel con quemaduras similares a las producidas

por el sol). Su fabricación es en material termoplástico de alta resistencia a

salpicaduras de soldadura. Además su diseño debe proteger el cuello y el tórax. Los

filtros contra los rayos nocivos del arco eléctrico de la soldadura deben ser fabricados

en policarbonato para ofrecer una resistencia contra impactos y una protección visual

total y se surten en diferentes grados de atenuación.

Figura 5.3.1 Modelos de caretas para soldador

90


Figura 5.3.2 Soldadores usando su careta

Cuidados: Después de usarla (Figura 5.3.2) Mantenga limpia su careta y las micas

lavándola con agua limpia y jabón suave, séquelo con un pañuelo desechable o paño

de tela limpia. Evite usar otro tipo de material para su limpieza.

5.4.- Guantes Los guantes para Soldador y sus ayudantes (Figura 5.4.1) son hechos de carnaza o

fibras sintéticas resistentes al fuego los fabrican cortos o largos y proporcionan a los

soldadores la protección térmica y aislamiento eléctrico que requieren al ejecutar sus

labores

Cuidados: Deben mantenerse completamente secos, limpios de grasas, aceites o

cualquier producto inflamable.

Figura 5.4.1 Guantes para soldador

91


5.5.- Polainas Mangas y polainas de carnaza. Los equipos para protección de los soldadores deben ser diseñados y fabricados en

carnaza de primera, ya que son su principal protección al cuerpo de partículas de

metal incandescentes y de gotas de metal fundido, especialmente en posiciones

incomodas donde se recomienda el uso de mangas y polainas de carnaza. Figura

5.5.1

Usos: Deben ser empleados por todo el personal expuesto a salpicaduras de

soldadura y partículas de acero a altas temperaturas.

Cuidados: Deben mantenerse limpios de grasas, aceites o cualquier producto

inflamable.

Figura 5.5.1 mangas y polainas de carnaza

92


6. TOMA DE LECTURAS Para verificar la operación correcta de las unidades de un equipo de perforación, se

deben monitorear constantemente ciertos valores que dan una indicación de cómo

funcionan dichas unidades, los valores que se miden con más frecuencia son:

Voltaje (Volts) de Corriente Alterna de los Generadores y Volts de Corriente

Directa de los Convertidores (SCR´S).

Corriente (Amperes) de Corriente Alterna de los Generadores y Amperes de

Corriente Directa de los Convertidores (SCR´S).

Frecuencia (Hertz ó Ciclos por Segundo) del voltaje proporcionado por los

generadores de C.A.

Potencia (Kilowatts) suministrada por los Generadores.

Temperatura (Grados) de Agua y aceite de los Motores de combustión interna.

Presión (Libras por pulgada cuadrada PSI) de aire, aceite, gases y

combustible. Para medir los valores mencionados, se utilizan instrumentos de medición

apropiados, los cuales reciben su nombre asociado con el valor de la magnitud que

miden, de la siguiente manera:

Para medir Voltaje, el instrumento utilizado es el Voltímetro.

Para medir Corriente, el instrumento utilizado es el Amperímetro.

Para medir Frecuencia, el instrumento utilizado es el Frecuencímetro.

Para medir Potencia, el instrumento utilizado es el Kilowáttmetro.

Para medir Temperatura, el instrumento utilizado es el Termómetro.

Para medir Presión, el instrumento utilizado es el Manómetro.

Por la forma en que presentan los valores en las carátulas de los instrumentos de

medición, éstos se clasifican básicamente en dos tipos: Analógicos y Digitales.

93


6.1 Instrumentos Analógicos Los instrumentos Analógicos, los cuales son utilizados con más frecuencia, están

constituidos por una carátula en la cual está impresa una escala numérica, sobre la

cual se desplaza una aguja que pivota en uno de sus extremos y cuya posición sobre

la escala indica el valor de la lectura, de manera similar a como se interpreta la hora

por la posición de las manecillas en un reloj.

Por ejemplo, la aguja en el instrumento a la izquierda en la Figura 6.1.1, indica una

lectura de 200 sobre la escala del instrumento.

En este instrumento, la escala inicia con cero a la izquierda y termina con 250 a la

Figura 6.1.1 Instrumentos analógicos

derecha, por lo que se dice que es la Escala ó Rango del instrumento es de 0 a 250.

Como se puede ver en la carátula del instrumento tiene impresa la palabra “AC

AMPERES”,

lo que nos indica que este instrumento Figura 6.1.1Instrumentos Analógicos es un

Amperímetro de Corriente Alterna.

La descripción completa de este instrumento sería: “Amperímetro de C.A con

escala de 0 a 250”.

El instrumento a la derecha en la Figura, 6.1.1 es un Manómetro, con escala de 0

a 3000 PSI (libras por pulgada cuadrada), como se puede ver, la aguja está sobre el

cero, por lo que la lectura en este manómetro sería cero libras.

94


En la Figura 6.1.2 se muestran diferentes instrumentos analógicos.

B C

A

Fig. 6.1.2 Instrumentos analógicos

En (A), se muestra un Termómetro con escala de 50 a 300 Grados Fahrenheit.

En (B), se muestra un Voltímetro de CD con escala de 0 a 1000 Volts de CD.

En (C), se muestra un Manómetro con escala de 0 a 200 psi (libras por pulgada2).

6.2 Tomando Lecturas Al tomar una lectura en un instrumento, primero deben determinarse las unidades

de la magnitud que se va a medir, Volts, Amperes, Grados, libras/pulgada2 etc., por

lo general los instrumentos tienen una indicación relacionada con su función, ya sea

en la carátula ó en una placa de identificación próxima al instrumento, a continuación

debe determinarse el rango ó escala en la carátula del instrumento.

Figura 6.2.1 Divisiones de las escalas

95


Las escalas en los instrumentos de medición analógicos están divididas en

porciones cuantificadas y marcadas con valores, llamadas Divisiones, en el

instrumento de la Figura 6.2.1, las Divisiones están marcadas con los valores 0, 50,

100, 150, 200 y 250.

Entre División y División existen otras particiones de menor dimensión, llamadas

Sub-divisiones, en la figura 6.2.1, entre el cero y el cincuenta hay diez sub-divisiones,

entre el cincuenta y el cien hay diez sub-divisiones, etc.

Para hacer una medición más exacta, se debe determinar el valor de cada sub-

división, el cual se obtiene dividiendo el valor de una división entre la cantidad de

sub-divisiones; en este instrumento, entre el cero y el cincuenta hay diez sub-

divisiones, por lo que si dividimos cincuenta, (valor de la División) entre diez, (número

de sub-divisiones), el resultado es cinco, por lo tanto en este instrumento, el valor de

cada sub-división es cinco.

Este cálculo para determinar el valor de una división se llama Interpolación.

Evitando lecturas erróneas Al tomar una lectura en un instrumento analógico, es muy importante asegurarse

que el observador se coloque de frente a la aguja del instrumento, ya que si la lectura

se toma con la mirada oblicua sobre la carátula del instrumento, el ángulo de la

mirada y la separación de la aguja sobre la carátula pueden dar como resultado una

lectura errónea, el error originado por una mala posición de la persona al efectuar la

lectura se le llama Error de Paralaje.

6.3 Instrumentos Digitales El otro tipo de instrumentos, utilizado con menos frecuencia en los equipos de

perforación, presenta los valores en una carátula en la cual se visualiza el valor a

medir en números (Dígitos), como se muestra en la Figura 6.3.1 Estos son los

llamados instrumentos Digitales.

96


Figura 6.3.1 Instrumento digital

La lectura en estos instrumentos es relativamente más fácil que en los analógicos, ya

que el valor se lee directamente, sin necesidad de efectuar cálculos.

Estos instrumentos Digitales, pueden utilizarse para medir valores de Voltaje (Volts),

Corriente (Amperes), Potencia (Kilowatts), Temperatura, etc.

97


APÉNDICE A

ÍNDICE DE FIGURAS PÁG. 2.5.1 Soldadura por fricción 10

2.10.1 Soldadura de electrodo recubierto 19

2.10.2 Soldadura con gas inerte (MIG) 21

2.10.3 Causas de porosidad 23

2.10.4 Soldadura por Plasma 26

2.10.5 Soldadura Láser 27

3.4.1 Máquina de soldar eléctrica 36

3.4.2 Riesgos al soldar 37

3.7.1 Tipos de juntas 44

4.1.1 Cilindros para Oxígeno 47

4.1.2 Cilindro para Acetileno 50

4.2.1 Regulador de presión 53

4.3.1 Mangueras para gas. 53

4.6.1. Cables para Portaelectrodos 57

4.6.2 Manerales portaelectrodos 57

4.6.3 Tenazas para tierra y zapatas para cable 58

4.7.1: Partes de las Pinzas 61

4.7.2 Tipos de Pinzas más utilizados 62

4.7.3 Mal uso de Pinzas 63

4.7.4 Partes de un cincel 63

4.7.5 Condiciones de cinceles 65

4.7.6 Protección anular de cinceles y uso de porta-cinceles 66

4.7.7 Partes de un desarmador 67

4.7.8 Tipos de desarmadores 67

4.7.9 Utilización de desarmadores 68

4.7.10 Sujeción incorrecta de una pieza a atornillar 69

4.7.11 Tipos de punzones 69

98


4.7.12 Forma correcta de utilizar un punzón 70

4.7.13 Partes de una lima y detalle interior del mango 71

4.7.14 Tipos de llaves de boca fija 73

4.7.15 Llaves de boca ajustables y sus partes 74

4.7.16 Llave con mordazas gastadas y defectos mecánicos. 75

4.7.17 Utilización correcta de llave girando hacia el operario 75

4.7.18 Utilizaciones correctas e incorrectas de llaves fijas 76

4.7.19 Utilización inadecuada de llaves 77

4.7.20 Utilización de llaves de estrías cerradas 77

4.7.21 Utilizaciones correcta e incorrecta de llave de boca ajustable 78

4.7.22 Partes de un martillo 78

4.7.23. Cuña introducida paralelamente Cuña introducida

oblicuamente 79

4.7.24 Selección del tamaño Forma de sujetar el mango 80

4.7.25 Dados de diferentes medidas y formas 81

4.7.26 Manerales para dados 82

4.7.27 Extensiones y unión universal 83

4.7.28 Extractores de tornillo de dos y tres patas 83

4.7.29 Taladros Portátiles y Brocas 84

4.7.30 Esmeriles de banco y de mano 85

4.7.31 Aspiradora y accesorios 86

4.7.32 Sifón para aplicar líquidos 87

5.1.1 Mandil de carnaza 89

5.2.1 Protectores oculares (gogles) y faciales 90

5.3.1 Modelos de caretas para soldador 90

5.3.2 Soldadores usando su careta 91

5.4.1 Guantes para soldador 91

5.5.1 Mangas y polainas de carnaza 92

6.1.1 Instrumentos analógicos 94

6.1.2 Instrumentos analógicos 95

99


6.2.1 Divisiones de las escalas 95

6.3.1 Instrumento Digital 97

ÍNDICE DE TABLAS PÁG.

3.6.1 Selección de conductores para máquina de soldar 39

4.1.1 Dimensiones y capacidad de cilindros para Oxigeno 46

4.1.2 Dimensiones y capacidad de cilindros para Acetileno 48

4.5.1 Deposición y eficiencia de electrodos recubiertos 56

BIBLIOGRAFIA 1. CATERPILLAR, Manual No. LRW5119

2. MANUAL DEL ING. MECANICO 9a EDICION, MC GRAW HILL, GUGONE

A. AVALLONE, THEODORE SAUMEISTER

3. ADMINISTRACIÓN EN MANTENIMIENTO, ED, CECSA, AUT. ING.

ENRIQUE DOUNEEV

4. CATALOGO GENERAL SKF, 4000/11P, SKF

5. CONOCIMIENTOS BASICOS NIVEL 3, AUT. ING. ALFREDO ESTRADA

BARRERA, IMP

6. GOBERNADOR UG8 WOODWARD, 030046 8 SPANISH), WOODWARD

7. CATERPILLAR SISTEM, OPERATION, TESTING, ADJUSTING, Manual

No. SENR2176, CATERPILLAR

8. MANUAL DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO MOTOR PARA

GRUPOS ELECTRÓGENOS, SSBU6998 MAY 96, CATERPILLAR

9. MANUAL DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO GENERADORES Y

TABLEROS DE CONTROL SR4B, SSBU6918, 03, JUN 2001,

CATERPILLAR

10. BOMBAS TRIPLES DE LODO MANUAL DE INSTALACIÓN CUIDADO Y

OPERACIÓN, NATIONAL, OILWELL

11. MANTENIMIENTO DE RODAMIENTOS EN EQUIPOS INDUSTRIALES

MÓVILES, SM – 8 - 96 – 73118, TIMKEN

100


12. ROTARY DRILLING THE DRAWORKS AND THE COPOUND, FIRST

EDITION UNIT 1 LESSON 6, 2.106101, 0-88698-171-9, IADC, PETEX

13. MANUAL DE SOLDADURA, 12113, COMIMSA

14. BOMBA DE PREVENTORES KOOMEY, CATALOGO- 94-95, STEWART

AND STEVENSON

15. COMO TRATAR SU UNIÓN GIRATORIA TIPO P, BOLETÍN 1465,

NATIONAL-OILWELL,

16. SPECIAL INSTRUCTION, PROCEDIMIENTO DE ALINEACIÓN DE

GRUPOS ELECTRÓGENOS, 4450, CATERPILLAR

17. INSTRUCTIONS, INSTALLATION, OPERATION, MAINTENANCE, IT-214,

LIGHTNIN

18. MANUAL DEL FRENO UNIVERSAL DE DISCOS, NATIONAL-OILWELL

19. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO, EQUIPO ES/2100

TERRESTRE, IDECO

20. NATIONAL SUPLY COMPANY, Manual No. 110 UE, NATIONAL

21. COMPOSITE CATALOGO OF OIL FIELD EQUIPMENT & SERVICES,

44TH EDITION 2000, WORLD OIL

22. TECHNICIANS GUIDE BEARINGS, TAPERED, STRAIGHT AND BALL

BEARING, INSPECTION/ANALYSIS, PREVENTIVE MAINTENANCE,

DETROIT DIESEL ALLISON

23. GENERATOR SETS, APPLICATION AND INSTALLATION GUIDE,

CATERPILLAR

24. PETROLEUM ENGINES, APPLICATION AND INSTALLATION GUIDE,

CATERPILLAR

25. MANUAL DE CONSERVACION MOTOR DIESEL MODELO 645E3,

INSTITUTO DE CAPACITACIÓN, FERROCARRILES NACIONALES DE

MÉXICO

26. MANUAL DE CONOCIMIENTOS BÁSICOS DEL MOTOR DIESEL, TOMO

III, GERARDO BARRAN LASTRA, IMP

27. MANUAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, DÉCIMO TERCERA EDICIÓN,

DONALD G. FINK / H. WAYNE BEATY, MC GRAW HILL

101

m. II Ayudante de Mantenimiento Soldador

Documents

Transcript of m. II Ayudante de Mantenimiento Soldador