Soldadura, Seguridad y Procesos

8/18/2019 Soldadura, Seguridad y Procesos

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OHS MX S FETY TR INING SOLUTIONS

SOLDADURA

PROCESOS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD


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1 TABLA DE CONTENIDO

2 OBJETIVOS……………………….................................................................................3

3 NORMATIVA APLICABLE….……….………………………………….…….……...…......3

4 DEFINICIONES…........................................................................................................3

5 RESPONSABILIDADES………...………………………………………….……..………..5

6 SEGURIDAD EN TRABAJOS DE CORTE Y SOLDADURA….……..….………….......6

6.5 Almacén de cilindros......……………………………………………………………… .…6 6.6 Manejo de cilindros…………………………………………………………………… .….6 6.7 manejo de válvulas de los equipos…....……..……………………………………….…6 6.8 Reguladores…...…………………………………………………………………………. ..76.10 Mangueras y conexiones…....…………………………………………………………. .86.11 Condiciones en la Soldadura con Arco ……………………………………………..86.18 Equipo de protección personal….…....……………………………………………….. .9

7 PROCESOS DE SOLDADURA…...............................................................................107 Tipos de soldadura......................................................................................................107.1.1 Soldadura Fuerte (Welding)..................................................................................107.1.1.1 Soldadura autógena o por gas………………………..……………….……………117.1.1.2 Soldadura por arco o eléctrica…...…………………..………………………….….117.1.1.2.1 Soldadura TIG…..………………………………..….…………………….….…...127.1.1.2.2 Soldadura MIG……………………………………..……………………….….…..127.1.1.3 Soldadura por resistencia (Puntos)………………………………………….……..157.1.2 Soldadura débil…..................................................................................................167.1.2.1 Soldering………………………………………………………………………....……167.1.2.2 Brazing…………………………………………………………….…………..…..…..177.2 Otros tipos de soldadura……...................................................................................197.3 Material de aporte….................................................................................................197.4 Biseles…..................................................................................................................207.5 Juntas…...................................................................................................................217.6 Consideraciones para la soldadura ……………………………………………………21 7.7 Aplicaciones adicionales……………………………………………… .………………...217.8 Movimiento del electrodo……….…………………………………….………………….21 7.9 Filtros de las pantallas………………………………………………….…………….…..22


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SOLDADURA, PROCESOS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD

2 OBJETIVO DEL CURSO

Adquirir los conocimientos técnicos y de seguridad y salud ocupacional para

establecer las medidas necesarias que garanticen la reducción de lesiones y dañosa la salud del personal operativo que realice actividades de corte y soldadura.

3 NORMATIVA APLICABLE

3.1 NOM-017-STPS-2008, Equipo de protección personal-Selección, uso y manejoen los centros de trabajo.3.2 NOM-004-STPS-1999, Sistemas de protección y dispositivos de seguridad en lamaquinaria y equipo que se utilice en los centros de trabajo.3.3 NOM-027-STPS-2008 Actividades de soldadura y corte-Condiciones deseguridad e higiene.

3.4 NOM-022-STPS-1999, Electricidad estática en los centros de trabajo-Condiciones de seguridad e higiene.3.5 NOM-026-STPS-1998, Colores y señales de seguridad e higiene, e identificaciónde riesgos por fluidos conducidos en tuberías.

4 DEFINICIONES

Se establecen las definiciones siguientes en concordancia a la normativa aplicable:

4.1 Actividades de soldadura y corte: son todos aquellos procesos yprocedimientos que se desarrollan de manera permanente, provisional o en caso de

mantenimiento a nivel de piso, altura, sótano, espacio confinado o en recipientes quecontengan o hayan contenido residuos inflamables o explosivos para que eltrabajador realice la unión, separación o perforación de metales.

4.2 Análisis de riesgo potencial: es la determinación de las condiciones insegurasen el equipo, materiales base, de aporte, gases combustibles que se emplean parasoldar o cortar, áreas de trabajo, tiempo de exposición, equipo de protecciónpersonal y concentración de contaminantes, o la falta de capacitación del soldadorque conducen a accidentes o enfermedades de trabajo durante la actividad desoldadura o corte, y que conlleven a causar daños a la salud y vida de trabajadores,a terceros o bien al centro de trabajo.

4.3 Área de trabajo: es el lugar específico en donde se llevan a cabo las actividadesde soldadura o corte.

4.4 Atmósfera explosiva: es la concentración ambiental de las sustancias químicaspeligrosas, que seencuentra entre los límites inferior y superior de inflamabilidad.


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4.6 Atmósfera no respirable: es el medio ambiente laboral con deficiencia o excesode oxígeno, esto es, con menos de 19.5% o más del 23.5% de oxígeno en laatmósfera del ambiente laboral.

4.7 Autoridad del trabajo; autoridad laboral: son las unidades administrativas

competentes de la Secretaría del Trabajo y Previsión Social, que realicen funcionesde inspección en materia de seguridad y salud en el trabajo, y las correspondientesde las entidades federativas y del Distrito Federal, que actúen enauxilio de aquéllas.

4.8 Autorización: es el acto mediante el cual el patrón, o una persona designadapor éste, permite por escrito que un trabajador capacitado realice trabajos desoldadura y corte, en un área no designada específicamente para la realización deestas actividades.

4.9 Careta de protección: es el equipo de protección personal usado en lasactividades de soldadura o corte, que sirve para proteger los ojos, la cara y el cuellodel trabajador contra la radiación ultravioleta, infrarroja y visible, y de quemaduraspor salpicaduras de cualquier material que sea expulsado al soldar ocortar.

4.10 Caseta de soldar: es un recinto destinado para realizar actividades desoldadura y corte, que permite proteger a terceros de quemaduras y radiación.

4.11 Cilindro: es un contenedor portátil cilíndrico que se usa para transportar yalmacenar gases comprimidos utilizados en las actividades de soldadura y corte.

4.12 Corte: es la actividad por medio de la cual se separa un material metálico, alfundir un área específica por medio del calor del arco que se establece entre elelectrodo y el material base, o por la reacción química del oxígeno y el gascombustible con el metal base.

4.13 Escoria: es un material sólido no metálico proveniente del revestimiento delelectrodo o de algún material extraño, que queda atrapado en el metal de lasoldadura o entre éste y el metal base, al momento de soldar o cortar por cualquierproceso de soldadura.

4.14 Espacio confinado: es un lugar lo suficientemente amplio, que tiene medioslimitados o restringidospara su acceso o salida, que no está diseñado para ser ocupado por una persona enforma continua y en el cual se realizan trabajos específicos ocasionalmente, conventilación natural deficiente, configurado de tal manera que una persona puede ensu interior desempeñar una tarea asignada.

4.15 Fuente de ignición: es cualquier chispa, escoria, equipo o tubería caliente, omaterial con características tales que puedan, en combinación con cantidades


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adecuadas de comburente o combustible, ser factores de riesgo de incendio oexplosión.

4.16 Gases combustibles: son gases que generalmente en combinación con eloxígeno, son usados para el proceso de soldadura o corte. Algunos de ellos son: el

acetileno, el gas natural, el hidrógeno, el propano, el propadieno-metilacetilenoestabilizado, y otros combustibles sintéticos e hidrocarburos.

4.17 Mampara: es un cancel o biombo portátil, que sirve para proteger deradiaciones, chispas o material incandescente a terceros, en las actividades desoldadura y corte.

4.18 Material base: es aquel material que va a ser soldado o cortado por cualquierproceso de soldadura o corte.

4.19 Material de consumo; pieza de consumo: son todos aquellos medios que seacoplan a los equiposde soldadura y corte y que sufren deterioro durante su uso, éstos pueden sersopletes, mangueras, conectores, boquillas y unidades de alimentación de alambre,entre otras.

4.20 Material resistente al fuego: es todo aquel material que no es combustible yque sujeto a la acción del fuego, no arde ni genera humos o vapores tóxicos, ni fallamecánicamente por un periodo de al menos dos horas.

4.21 Radiación ultravioleta: es una forma de radiación electromagnética delongitud de onda más corta que la de la luz visible (desde 1 nm hasta 400 nm),producida por las actividades de soldadura y corte, cuyo poder de penetración porun tiempo prolongado ocasiona lesiones irreversibles a la retina y excita laproducción de melanina protectora de las capas de la piel.

4.24 Soldadura: es la coalescencia localizada de metales, producida por elcalentamiento de los materiales metálicos a una temperatura apropiada, con o sinaplicación de presión y con o sin empleo de material de aporte para la unión.

5 RESPONSABILIDADES

5.1 El Responsable de Proyecto: Provee de los equipos y materiales necesariospara la protección del personal operativo.

5.2 El Supervisor de SSO: Realiza el análisis de riesgos para seleccionar el equipode protección adecuado. Selecciona y recomienda el tipo o marcas más apropiadospara la compra del equipo de protección personal. Reportar las condicionesinseguras o de mantenimiento que requieran los equipos de oxicorte y de arco.


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6 MEDIDAS DE SEGURIDAD EN SOLDADURA

6.2 Someter a los trabajadores que realicen actividades de soldadura y corte a losreconocimientos médicos específicos.

6.3 Contar con al menos un extintor, del tipo y capacidad necesarios, en el áreadonde se desarrollen las actividades de soldadura y corte, en un radio no mayor a 7metros.

6.4 Contar con casetas de soldar o delimitar las áreas en donde se realicenactividades de soldadura oxicorte con mamparas o biombos.

6.5 Para almacenar cilindros de gases comprimidos.

Se deben almacenar bajo techo, en un lugar seguro, seco y ventilado,alejado de maniobras de izaje.

No se almacenen a una distancia menor de 6 metros de otros cilindros quecontengan gases inflamables o materiales altamente combustibles; si seencuentran a distancia menor, se separen con material divisorio resistente alfuego.

Se identifiquen y almacenen por separado los cilindros vacíos de los cilindroscon gas.

No se borren o cambien los números o marcas que aparecen estampados porel proveedor.

6.6 Para el manejo de cilindros de gases comprimidos:

No se levanten utilizando un electroimán; cuando se manipulen mediantegrúas o puntuales de carga, se coloquen en un rack o diablito. Se sujeten durante su manejo, para evitar caídas o el contacto violento entre

ellos; se protejan contra riesgos mecánicos tales como cortes o abrasiones;no se mezclen gases en los cilindros, ni se utilicen para fines distintos a losprevistos por el proveedor.

Cuando a un cilindro de gas combustible se le detecte un golpe o una fuga,realizar lo siguiente: Cerrar la válvula y sacar el cilindro al exterior, lejos decualquier fuente de ignición; bloquear provisionalmente, en su caso, la fugade gas del cilindro; poner el mismo fuera de servicio inmediatamente; marcardebidamente y notificarlo al proveedor para su devolución.

Si se produce una fuga en un tapón fusible u otro dispositivo de seguridad,realizar lo siguiente: sacar el cilindro al exterior, lejos de cualquier fuente deignición, abrir libremente la válvula del cilindro y dejar que escape el gascombustible lentamente; un supervisor permanecerá en la zona hasta que selibere la presión del cilindro, con el fin de asegurarse que no se produzcafuego.


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6.7 Para el manejo y operación de válvulas de los equipos:

No se abran cerca de chispas, llama abierta u otras fuentes de ignición. Se verifique que las roscas del regulador o su unión, correspondan a las de la

salida de la válvula y No forzar las conexiones que no concuerden.

No se utilice aceite ni grasa como lubricantes en las válvulas y accesorios decilindros de oxígeno. No se utilice un cilindro sin estar colocado el regulador reductor de presión en

la válvula del mismo, excepto cuando esté conectado a un distribuidor, encuyo caso el regulador debe estar acoplado al colector del distribuidor.

Al terminar la tarea se cierren las válvulas de los cilindros y se coloquen lascubiertas de protección.

Las válvulas se abran lentamente. Un cilindro que no disponga de una válvulade volante debe abrirse con una llave de husillo (llave pipa), una llave especialu otra herramienta designada para tal fin.

Antes de efectuar la conexión a una válvula de salida del cilindro, se abra

ligeramente para que se desprendan las partículas de polvo o suciedad quehaya en la abertura. No se apunte la válvula ni su abertura en dirección a sí mismo o hacia otra

persona. Cuando el cilindro no esté conectado para su uso se mantenga colocado el

capuchón metálico para proteger la válvula. Cuando la válvula haya sido cerrada, se revise que no exista fuga de gas

entre el cilindro y el regulador.

6.8 Para los reguladores tomar en cuenta que:

Sólo se usen en cilindros de gases para los que se han diseñado, y no seintercambien los reguladores de un cilindro que contenga un gas a otro.

Se verifique que todo regulador de oxígeno o de gas combustible, estéequipado con un manómetro.

Se verifique que los manómetros de oxígeno de alta presión, cuenten contapas de seguridad y estén marcados con la palabra "OXIGENO" en colorverde.

Se verifique que los manómetros para acetileno estén marcados con lapalabra del gas combustible en color rojo.

Las conexiones para los reguladores de oxígeno, sean con rosca derecha ypara los reguladores de acetileno con rosca izquierda.

Se verifique que los reguladores de oxígeno sean de color verde y los deacetileno de color rojo.

Antes de quitar el regulador de una válvula del cilindro, se cierre la válvula yse libere el gas del regulador.

Procedimiento


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Si hay un escape en el regulador, se cierre la válvula del cilindro y sustituya elregulador.

se siga un procedimiento de operación, de acuerdo a las instrucciones delproveedor o fabricante del equipo.

6.10 En mangueras y sus conexiones, instrucciones para que:

Se purguen las mangueras y los conductos de oxígeno y acetileno, antes ydespués de terminada la labor.

Se verifique antes de iniciar la actividad, que las mangueras y conexiones notengan fugas.

Las fugas detectadas en mangueras, se reparen cortándolas e introduciendoun empalme, con excepción de las de acetileno que deben sustituirse pormangueras nuevas sin empalmes.

Cuando se produzca un retroceso de flama y se queme la manguera, se

reponga por otra en buen estado y purgarla nuevamente. Se verifique que las mangueras sean de color rojo para el acetileno, verde

para el oxígeno, y azul para aire y gases inertes. Las conexiones para unir la manguera al mango de los sopletes y

reguladores, sean del tipo abrazadera o mango, en estas conexiones, no sedeben utilizar juntas.

No se empleen mangueras con revestimiento exterior metálico. Las válvulas arresta-flama estén colocadas entre el maneral del soplete y las

mangueras, tanto del oxígeno como del acetileno. No se utilice gas para limpieza.

6.11 En la soldadura con arco eléctrico se tomen las siguientes medidas:

Se mantenga el equipo, cables y accesorios en buen estado, de tal forma queno representen ningún riesgo para los trabajadores.

Se manipulen las conexiones con guantes secos, con las herramientasadecuadas y en pisos secos.

Se mantengan los cables de soldar secos, sin grasa ni aceite. Se mantengan las lámparas eléctricas en posición fija y sellada con vidrio u

otro material transparente, evitando que el gas entre en contacto con ellas. Antes de empezar la actividad de soldadura y corte, se tenga la certeza de

que se conoce el funcionamiento del equipo. Al terminar de soldar, se apague la fuente de poder. Si el circuito de soldadura se encuentra energizado todo el tiempo, se tenga

precaución con los choques eléctricos y los arcos que se formenaccidentalmente.

El sistema para soldar se instale con cuidado. No se deben juntar loscomponentes del equipo.

No se usen electrodos que estén mojados o húmedos.


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Cuando se utilicen electrodos revestidos, se revise que la corriente y lapolaridad sean correctas.

Se verifique la sujeción del neutro o tierra, a la pieza por soldar, mediante unapinza accionada por resorte, y conectada firmemente a tierra o neutro de lamáquina.

6.12 No se use soldadura eléctrica de metales blandos como plomo, estaño y zinc,entre otros.

6.13 Solicitar autorización para realizar la actividad de soldadura o corte en alturas,sótanos y espacios confinados, áreas controladas con presencia de sustanciasquímicas o explosivas y aquéllas no designadas específicamente para estasactividades. Dicha autorización debe contener al menos.

6.14 La autorización debe incluir copias para todos los que firman, la copia deltrabajador se debe colocar en un lugar visible durante la realización del trabajo y la

copia del responsable de la autorización la debe conservar el patrón, al menos,durante un año.

6.15 Seguridad supervise que se cuenta con ventilación permanente o conextracción de gases y humos, ya sea natural o artificial, antes y durante larealización de las actividades de soldadura y corte si se hacen en sitio cerrado oespacios confinados.

6.16 Monitoreo para detectar atmósferas explosivas, irritantes, tóxicas o deficientesde oxígeno.

6.17 Contar con un botiquín de primeros auxilios, en el área donde se desarrollenactividades de soldadura o corte, en el que se deben incluir los materiales decuración que se requieran, de conformidad con el análisis de riesgos potencialesProcedimiento6.18 Recomendaciones en el uso de implementos de protección personal• Se comprobará que las caretas no estén deterioradas puesto que si así fuera nocumplirían su función.• Que el cristal de las caretas sea el adecuado para la tarea que se va a realizar,teniendo en cuenta la intensidad del color.• Para picar la escoria o cepillar la soldadura se protegerán los ojos, con gafas deseguridad.• Los ayudantes y aquellos que se encuentren a corta distancia de las soldaduras,también deberán usar gafas con cristales oscuros especiales o las pantallas deprotección.• Cuando sea posible se utilizaran mamparas alrededor del puesto de soldadura • Para colocar los electrodos se utilizaran siempre guantes, y se desconectará lamáquina.• La pinza deberá ser lo suficientemente aislada y cuando este bajo tensión deberátomarse con guantes.• Las pinzas no se depositan nunca sobre el trabajo ó materiales conductores,


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deberán dejarse sobre materiales aislantes.

6.19 Espacios Cerrados• Está prohibido que un operario trabaje solo en un recinto cerrado; se debe dejarafuera la máquina al cuidado de un ayudante, así mismo se dispondrá de extintores

y arnés de seguridad.• Está prohibido trabajar en recintos que hayan contenido fluidos inflamables, siestos no se airean con antelación. Se medirán los ambientes explosivos con unexplosímetro.• Cuando se trabaje en un tanque, este deberá tener buena ventilación y se deberáusar un tapete de caucho, en el sitio del operario.• En caso que se utilicen electrodos de tipo básico, es necesario la instalaciónde aspiradores de humos, y si no fuera posible se utilizarán equipos de protecciónrespiratoria.

7. PROCESOS DE SODADURA

7.1 Tipos de soldaduraLa mayoría de los procesos de soldadura requieren la generación de altastemperaturas para hacer posible la unión de los metales envueltos. El tipo de fuentede calor, o en otros términos, la forma de producir la fusión, es básicamente lo quedescribe el tipo de proceso los cuales se agrupan en tres categorías: Welding osoldadura fuerte, Soldering y Brazing, soldaduras débiles.

7.1.1 Soldadura Fuerte (Welding)Es una operación en la cual dos o más partes son unidas mediante calor o presión oambos efectos a la vez, obteniéndose continuidad de la naturaleza del material entrelas partes unidas. Este tipo de soldadura se puede realizar con o sin material deaporte.Tipos de soldadura “Welding”: • TIG • MIG • ELECTRODO REVESTIDO • FLASH WELDING • SOLDADURA POR RESISTENCIA (PUNTO) • SOLDADURA POR DIFUSION• SOLDADURA POR FRICCION • SOLDADURA AUTOGENA • SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES

En la mayoría de los proyectos encontramos varios tipos de esta clase de soldadura.


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7.1.1.1 Soldadura Autógena o por gasEn el proceso de soldadura y corte con Gas, el principio essimple: una intensa llama es producida por la combustióncontrolada de una mezcla de oxígeno y un gas combustible.Los gases son obtenidos de fuentes o tanques separados y

pasados a través de reguladores y luego pasados a travésde una antorcha en donde se mezclan, para salir por laboquilla donde ocurre la ignición.La intensidad de la llama depende del flujo de los gases, laproporción de la mezcla y las propiedades del gascombustible seleccionado, así como del tipo de cabeza desoldadura o boquilla. El flujo de los gases y la proporción dela mezcla son controlados por los reguladores de presión ylas válvulas ubicadas en la antorcha.

Las soldaduras son formadas por el cordón de metal fundido del metal base y elmaterial de aporte (cuando se usa) que se forma con el contacto de la flama. Elmaterial de aporte puede ser desde el mismode las piezas a unir ó una varilla de metal conalto contenido en plata (bajo punto de fusión)usadas en la soldadura dechapas muy finas, zonas delicadas o piezasde diferentes metales. El uso de fundentesremueve el oxido y las costras del área desoldadura y ayuda a asegurar una soldadurade calidad.En operaciones de corte, la llama esconcentrada para precalentar y mantener elmetal en su temperatura de fundición,mientras que un chorro de oxigeno es dirigidoal área precalentada. Este chorro de oxigeno rápidamente oxida el metal en uncamino angosto y lo expulsa, para formar una ranura.El proceso de corte con llama es el más antiguo de todos los procedimientos decorte metálico, además el más difundido por todo el mundo. Sin embargo, hoy endía, esta siendo reemplazado por el corte por plasma.El equipo básico necesario para efectuar las operaciones de soldadura y corteincluyen una antorcha con cabezas de soldadura (boquillas de soldadura), unaextensión o accesorio para cortar, mangueras y reguladores para ambos gases,oxigeno y acetileno u otro gas combustible. Ver Figura No. 4.

7.1.1.2 Soldadura por Arco o EléctricaComo el nombre lo sugiere, es un arco eléctrico que se establece entre las partes asoldar y un electrodo metálico. La energía eléctrica, convertida en calor, genera unatemperatura en el arco cerca de 5,500 grados centígrados (10,000 F), causando lafundición de los metales y después la unión.


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Uno de los principales problemas en soldadura, es elcomportamiento de los metales ante la combinación delos agentes atmosféricos y los cambios en sutemperatura. El método de proteger el metal calientedel ataque de la atmósfera (oxidación) es uno de losmayores problemas a resolver. Las técnicasdesarrolladas van desde "Protección por fundente"(Flux Covering), hasta la de “Protección por gas Inerte”: son escudos protectores del oxígeno del aire. En algunas instancias la atmósfera es removidacompletamente usando sistemas de vacío (soldadura por haz de electrones).El proceso se realiza mediante un arco eléctrico que es mantenido entre la punta deun electrodo cubierto y la pieza a trabajar (Ver Figura No. 6). Las gotas de metalderretido son transferidas a través del arco y son convertidas en un cordón desoldadura. Un escudo protector de gases es producidopor la sublimación del material fundente que cubre elelectrodo. Además la escoria derretida flota sobre elcordón de soldadura donde protege el metal soldadoaislándolo de la atmósfera durante la solidificación.Esta escoria también ayuda a darle forma al cordón desoldadura especialmente en soldadura vertical y sobrecabeza.La escoria debe ser removida completamente despuésde cada cordón.En 1904 Oscar Kjellberg fue el inventor del electrodocubierto, y con este, la invención de la soldadura dearco. Ahora cientos de diferentes variedades deelectrodos son producidos, a veces conteniendoaleaciones para el trabajo estructural metálico, dandofuerza y ductilidad al cordón de soldadura. Las laboresmás ligeras son efectuadas usando potencia AC por elbajo costo de los transformadores que la producen. En cambio el trabajo de altaproducción industrial usualmente requiere de fuentes DC más poderosas y grandesrectificadores, para darle la polaridad exacta al proceso.

El proceso es mayormente usado para soldar aceros de bajo carbono en trabajosmetálicos estructurales, fabricación de barcos e industrias en general. A pesar de lorelativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la remoción de la

escoria, se mantiene como una de las técnicas más flexibles y sus ventajas en áreasde acceso restringido son notables.El equipo de soldadura por arco eléctrico puede variar en tamaño y complejidad,siendo la diferencia principal del proceso de crear el arco, el método usado paraseparar la atmósfera o crearla y el material consumible empleado para ser aportadoal proceso.Entre los procesos de arco eléctrico se incluyen:• MMA/SMAW (Manual Metal Arc/ Shielded Metal Arc Welding): Conocido como


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soldadura manual de electrodo recubierto.• GMAW (Gas Metal Arc Welding) o también conocido como MIG (Metal InertGas).• SAW (Submerged Arc Welding): Sistema de alta deposición por arco eléctricosumergido en fundentes sólidos (en polvo).

• GTAW (gas tungsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas).Todos los sistemas de soldadura han alcanzado un alto grado de tecnología quelleva a la consecución de uniones garantizadas, duraderas y con alto índice derepetitividad en su calidad. En esta guía haremos referencia a la soldadura tipo MIGy TIG, las cuales son las más sobrecalientes.

7.1.1.2.1 Soldadura TIG

La sigla TIG corresponde a las iniciales de las palabras inglesas "Tungsten InertGas", lo cual indica una soldadura en una atmósfera con gas inerte y electrodo detungsteno. El procedimiento TIG puede ser utilizado en uniones que requieran altacalidad de soldadura y en soldaduras de metales altamente sensibles a la oxidación(tales como el titanio y el aluminio). (Ver Figura No. 7). Sin embargo, su uso másfrecuente está dado en aceros resistentes al calor, aceros inoxidables y aluminio.Este método de soldadura se caracteriza también por la ausencia de salpicaduras yescorias (lo que evita trabajos posteriores de limpieza) y por su aplicabilidad aespesores finos (desde 0,3 mm). Cabe destacar que la soldadura TIG puede serutilizada con o sin material de aporte. Las mayores ventajas del proceso TIGprovienen de la estabilidad y la concentración del arco; además del hecho de quesea factible de utilizar en todas las posiciones y tipos de juntas y del buen aspectodel cordón (con terminaciones suaves y lisas).


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7.1.1.2.2 Soldadura MIG

La Soldadura con arco eléctrico y gas, es un proceso en el cual el electrodo es unalambre metálico desnudo consumible y la protección se proporciona inundando el

arco eléctrico con un gas. El alambre desnudo se alimenta en forma continua yautomática desde una bobina a través de una pistola de soldadura, como se ilustraen la Figura No. 8. El grosor del alambre usado (1/32 de pulgada hasta ¼ depulgada de diámetro) en la soldadura MIG depende de las partes a unir y lavelocidad con que se realice la soldadura.

La protección se realiza por medio de un gaso la mezcla de gases, entre los cualesencontramos: argón, helio y bióxido decarbono. La combinación de alambre deelectrodo desnudo y los gases protectoreseliminan el recubrimiento de escoria en lagota de la soldadura y, por tanto, evitan lanecesidad del esmerilado y limpieza manualde la escoria. La soldadura MIG se usa enoperaciones de fabricación para soldardiversos metales ferrosos y no ferrosos.Tiene una ventaja importante la soldaduraMIG sobre la TIG, debido a que la primeraahorra tiempo ya que el alambre desoldadura es continuo, mientras que en TIG,utiliza electrodos revestidos, los cuales noson continuos.


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7.1.1.3 Soldadura por resistencia (Puntos)

Se realiza por el calentamiento queexperimentan los metales debido a suresistencia al flujo de una corriente eléctrica

(efecto Joule). Los electrodos se aplican a lasuperficie de las dos piezas: se colocan en unapinza a presión (Ver Figura No. 9), y se hacepasar por ellas una fuerte corriente eléctricadurante un corto lapso de tiempo. La zona deunión de las dos piezas, como es la que mayorresistencia eléctrica ofrece, se calienta y sefunde quedando pegadas en un pequeño“punto”.

Los componentes incluyen las partes de trabajo que se van a soldar (partesmetálicas), dos electrodos opuestos, un medio para aplicar presión destinado aapretar las partes entre los electrodos y un transformador de corriente alterna desdeel cual se aplica una corriente controlada. La operación produce una zona de fusiónentre las dos partes, denominada un punto de soldadura. Los principalescomponentes en la soldadura por resistencia se muestran en la Figura No. 10.


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Los materiales usados para los electrodos consisten en dos grupos principales:1. Aleaciones basadas en cobre2. Compuestos de metales refractarios (combinación de cobre y tungsteno).Al igual que en la mayoría de los procesos de manufactura, las herramientas(electrodos permanentes para el paso de corriente) para la soldadura de puntos se

desgastan gradualmente con el uso. Cuando es posible llevarlo a cabo, loselectrodos se diseñan con canales internos para su enfriamiento con agua. Encomparación con la soldadura con arco eléctrico, la soldadura de resistencia no usagases protectores, fundentes o material de aporte, y los electrodos que conducen lacorriente eléctrica para el proceso no son consumibles. La aplicación de la soldadurade resistencia por puntos es variada; producción masiva de automóviles, aparatoselectrodomésticos, muebles metálicos y otros productos hechos a partir de láminasmetálicas delgadas (±2.5mm de espesor).

7.1.2 Soldadura débil7.1.2.1 SolderingEs el procedimiento de calentar una junta a una temperatura apropiada, usando unmaterial de aporte el cual funde por debajo de los 427 Grados Centígrados (800 F).La soldadura fundida (liquida) es distribuida entre las angostas cavidades de la juntapor la acción de la capilaridad.El procedimiento abarca los siguientes pasos: Preparación de la forma para que las

juntas estén lo mas cerca posible, limpiar apropiadamente las zonas de contacto,aplicar el fundente y el material de aporte, ensamblar las partes, aplicar calor yluego, cuando la juntas estén a una temperatura ambiente, remover la fuente decalor.En el soldering se requiere muy poca energía; se puede controlar con precisión lacantidad de material de aporte a usar, se usa una gran variedad de métodos decalentamiento, es posible seleccionar varios rangos de fundición para ajustarse a laaplicación, se puede automatizar de manera fácil y económica, es posible elensamblaje secuencial, las aleaciones de los materiales de aporte pueden serseleccionadas según la atmósfera circundante y las juntas son altamente confiables,de fácil reparación o re-ejecutables.Para la aplicación del soldering se requiere un cuidado especial cuando se busca elmaterial correcto para ejecutar cada procedimiento ya que cada aleación es única enreferencia a su composición y sus propiedades.

El soldering ha sido usado con mucho éxito en laindustria de la joyería así como en soldaduras dealtísima resistencia desarrolladas por la industriaaeroespacial, en cuyo caso se hacen normalmente envacío.


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7.1.2.2 Brazing

Es el proceso en el que dos metales se unen con eluso de calor y un material de aporte que se funde auna temperatura por encima de los 427 grados

Centígrados (800ºF) pero por debajo del punto defusión de los metales bases a ser soldados. Elprincipio por el cual el material de aporte es conducidopor las hendiduras y cavidades de la junta para crearla unión es similar al usado en el soldering de accióncapilar.Las uniones con brazing son fuertes, dúctiles, fáciles yrápidas de hacer; cuando son hechasapropiadamente, no hay necesidad de usar esmeril,rellenar o usar cualquier acabado mecánico despuésque la soldadura es completada.El brazing es ejecutado a bajas temperaturas, reduciendo la posibilidad dedeformaciones, sobrecalentamientos y la dilución de los metales a ser soldados;además es económico y muy adaptable a métodos de automatización.Como los metales bases nunca se funden, retienen intactas todas sus propiedadesmecánicas y físicas; esto hace posible que se puedan unir metales no similares, yaque no importa si ellos tienen diferentes puntos de fusión. Otra ventaja de lassoldaduras con brazing es su excelente apariencia.

7.2 Otros tipos de soldadura

Existen otros procesos de soldaduras que forman parte de los avances tecnológicos,creando alternativas adaptadas a los procedimientos de alta producción ylimitaciones especiales de ciertos procesos o materiales.

PAW (Plasma Arc Welding) Soldadura por Plasma. EW (Electro Slag). FSW (Friction Stir Welding) la soldadura (sin arco eléctrico) por fricción.

7.3 Material de aporte

La unión de metales de la soldadura se puede realizar con o sin material de aporte.En algunos tipos de soldadura como vemos, es necesario un material de aporte que

consiste en un material con propiedades físicas o químicas similares a las delmaterial base. Los procesos que utilizan material de aporte en el laboratorio deproducción corresponden a las soldaduras de arco y MIG. Sin embargo el materialde aporte de cada proceso es distinto.Para el proceso de soldadura MIG el material de aporte corresponde a un alambredesnudo continuo (acero) el cual es suministrado por la boquilla de la pistola desoldadura.


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Por otro lado, el material de aporte para la soldadura de arco eléctrico corresponde aelectrodos, los cuales están clasificados en cinco grupos principales: de acerosuave, de acero de alto carbono, de acero de aleación especial, de hierro fundido yno ferrosos. La mayor parte de soldadura por arco es hecha con electrodos en elgrupo de acero suave.

El electrodo revestido tiene una capa gruesa de varios elementos químicos talescomo celulosa, dióxido de titanio, polvo de sílice, carbonato de calcio, y otros. Estosingredientes son ligados con silicato de sodio. Cada una de las substancias en elrevestimiento es ideado para servir una función específica en el proceso desoldadura. En general, sus objetivos primarios son los de facilitar el establecimientodel arco, estabilizar el arco, mejorar la apariencia y penetración de la soldadura,reducir salpicadura, y proteger el metal fundido contra oxidación o contaminación porla atmósfera circundante.Para la identificación de estos electrodos, es necesario tener en cuenta lossiguientes aspectos como: La calidad de soldadura requerida, la posición de lasoldadura, el diseño de la junta, la velocidad de soldadura, la composición del metalpor soldar.Para asegurar algún grado de uniformidad en la fabricación de electrodos, laSociedad Americana de Soldadura (AWS) y la Sociedad Americana para Pruebas yMateriales (ASTM) han establecido ciertos requerimientos para los electrodos.En esta clasificación, se han asignado símbolos específicos a cada tipo de electrodo,por ejemplo la nomenclatura de un electrodo para una soldadura por arco eléctricoes: E-XXXX, donde el prefijo E identifica que el electrodo es para soldadura por arcoeléctrico. Y las siguientes cuatro posiciones (XXXX) corresponden a característicasgenerales de este, las cuales se explicarán a continuación:

Los primeros dos números en el símbolo designan la resistencia mínima detensión permisible del metal de soldar depositado, en miles de libras porpulgada cuadrada. Ej. E-60XX (los electrodos de la serie 60 tienen unaresistencia mínima de tensión de 60,000 libras/pulgada cuadrada )

El tercer número del símbolo indica las posibles posiciones de soldar (versección. Para este propósito, se usan tres números (1, 2 y 3). Donde, elnúmero 1 es para un electrodo que puede ser utilizado en cualquier posición.El número 2 representa un electrodo restringido para soldadura en posicioneshorizontal y/o plana. El número 3 representa un electrodo para uso en laposición plana, solamente

El cuarto número del símbolo muestra alguna característica especial delelectrodo, por ejemplo, la calidad de soldadura, tipo de corriente, y cantidadde penetración.


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7.4 BiselesEl bisel es un corte inclinado en el borde deuna lámina o tubo con el fin de realizar unbuen proceso de soldadura; cumple unafunción importante en este proceso, debido a

que en ocasiones el soldador no posee el nivelde penetración suficiente por parte del materialde aporte en la zona de la soldadura, queconlleva a una mala unión soldada. Estebiselado se hace normalmente con la ayuda dela pulidora o del esmeril, ya sea en las dosláminas a unir o en solo una de ellas.Existen diversos tipos de biseles, los cualespueden venir con un ángulo determinado (comúnmente usado 60º entre las juntas,sin embargo el ángulo y la separación de cada lámina a unir viene especificado en

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7.5 JuntasLa buena ejecución de cualquiera de estos procedimientos depende en formaimportante de la adecuada preparación de las áreas que van a ser soldadas,comenzando con la limpieza, tomando en cuenta que el proceso a ocurrir serábásicamente una reacción químico-física; cualquier agente contaminante que estépresente al momento de la unión se convertirá en parte de la soldadura mezclándosequímicamente y afectando el estado final de la composición, convirtiéndose en unacontaminación indeseable.Las áreas deben ser limpiadas con una acción mecánica efectiva como disco(pulidora) o gratas metálicas. Se debe tener precaución ya que existe la posibilidadde que partículas producidas por la limpieza se introduzcan en las partes internas deltrabajo, cuando son limpiadas mecánicamente. Algunos tipos de juntas máscomunes son:


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7.6 Consideraciones para la soldadura

Los factores que afectan la soldadura son:

• El proceso de soldadura es significativo, ya que algunos metales y combinaciones

de metales que se sueldan fácilmente con unos procesos son difíciles de soldar conotros. Ej.: El acero inoxidable se puede soldar fácilmente en los procesos desoldadura de arco eléctrico; mientras en la soldadura con oxígeno y gas combustible,es algo más complicado.

• Las propiedades del material base (punto de fusión, conductividad térmica ycoeficiente de expansión térmica), afectan el rendimiento de la soldadura. Porejemplo si el material posee una alta conductividad térmica, hace que sea más difícilde soldar, debido a que el calor se transfiere a distancias lejanas a la soldadura,como sucede al soldar el cobre.

• El metal de aporte, es un factor importante para la soldadura, ya que debe ser compatible con el material a soldar, es decir deben tener propiedades físicas omecánicas o ambas similares, ya que provocarían problemas como la aparición degrietas en la zona soldada.

• Las condiciones de la superficie de los metales base afectan a la soldadura; debidoa que si el material presenta humedad y óxidos, puede provocar porosidad en lazona de fusión e impiden la correcta fusión del material, respectivamente.

A continuación se explicaran las posiciones más comunes para soldar:

a) Soldadura plana: El metal de la soldadura se deposita sobre el metal base. Elmetal base actúa como soporte.

b) Soldadura horizontal: El metal base da sólo soporte parcial, y el metal de lasoldadura que se deposita debe usarse como ayuda.

c) Soldadura vertical: El metal base actúa como un soporte parcial solamente, y elmetal que ya ha sido depositado debe usarse como ayuda.

d) Soldadura sobre cabeza: El metal base sostiene difícilmente al metal de lasoldadura depositado. Se experimentara dificultad en la soldadura sobreCabeza.


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7.7 Aplicaciones adicionalesEn general, aunque la soldadura es usada principalmente para unir metales similaresy hasta partes metálicas no similares, también es muy usada para cortar, reparar,reconstruir partes y componentes averiados o gastados.Existe un crecimiento notable en el uso de diferentes aplicaciones para tratar lassuperficies con una capa de alta dureza (hardfacing) de partes nuevas, que proveeuna superficie altamente resistente a la corrosión, abrasión, impactos y desgaste. Acontinuación se muestran algunas de las aplicaciones que tiene la soldadura en elmundo.

7.8 Movimientos del electrodo.

Esta denominación abarca a los movimientos que se realizan con el electrodo amedida que se avanza en una soldadura; estos movimientos se llaman de oscilación,son diversos y están determinados principalmente por la clase de electrodo y laposición de la unión.

Zig - zag (longitudinal): Es el movimiento zigzagueante en línea recta efectuadocon el electrodo en sentido del cordón. Este movimiento se usa en posición planapara mantener el cráter caliente y obtener una buena penetración. Cuando se sueldaen posición vertical ascendente, sobre cabeza y en juntas muy finas, se utiliza estemovimiento para evitar acumulación de calor e impedir así que el material aportado

gotee.

Circular : Se utiliza esencialmente en cordones de penetración donde se requierepoco depósito; su aplicación es frecuente en ángulos interiores, pero no para rellenode capas superiores. A medida que se avanza, el electrodo describe una trayectoriacircular.


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Semicircular : Garantiza una fusión total de las juntas a soldar. El electrodo semueve a través de la junta, describiendo un arco o media luna, lo que asegura labuena fusión en los bordes. Es recomendable, en juntas chaflanadas y recargue depiezas.

Zig - zag (transversal): El electrodo se mueve de lado a lado mientras se avanza.Este movimiento se utiliza principalmente para efectuar cordones anchos. Se obtieneun buen acabado en sus bordes, facilitando que suba la escoria a la superficie,permite el escape de los gases con mayor facilidad y evita la porosidad en elmaterial depositado. Este movimiento se utiliza para soldar en toda posición

Entrelazado: Este movimiento se usa generalmente en cordones de terminación, ental caso se aplica al electrodo una oscilación lateral, que cubre totalmente loscordones de relleno. Es de gran importancia que el movimiento sea uniforme, ya quese corre el riesgo de tener una fusión deficiente en los bordes de la unión.

7.9 Filtros de las pantallas de soldadura

Los filtros de las pantallas de soldadura son elementos que sirven para proteger lavista de las radiaciones nocivas que producen los procesos de soldadura. Éstosdeben proteger de los rayos UV producidos por el arco eléctrico y de las radiacionesvisibles producidas por la fusión de metales en la soldadura a la llama y en eloxicorte.

La calidad óptica y la coloración verdosa permiten una visión sin distorsiones eimpiden el cansancio de la vista en todos los procesos de soldadura y corte.

Los cubre filtros colocados en la parte anterior del filtro están destinados a prolongarla vida útil del filtro. Pueden ser incoloros o con tratamiento específico anti calórico,pero en cualquier caso deben estar certificados bajo la Norma especifica. Ésta debeencontrarse grabada en el propio cubre filtro junto con el marcado CE (normaeuropea) o ANSI Z87.

Para obtener una adecuada protección ha de utilizarse la tonalidad de cristaladecuada a cada proceso de soldadura y corte, según detallamos en la tablasiguiente.


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Procesos de soldadura a la llama. Soldadura fuerte de los metales pesados.Elección del cristal adecuado

La elección del tono del cristal dependerá en este caso de la cantidad de acetilenoque se utilice durante el proceso de soldadura.

En la tabla siguiente se indica el tono de cristal adecuado para cada caudal deacetileno.

Procesos de soldadura mediante arco eléctrico

En la soldadura eléctrica, el tono del cristal dependerá de la intensidad de lacorriente con la que se esté trabajando, y del tipo de soldadura y electrodo que sevaya a utilizar. La tabla siguiente sirve para orientar en la elección del cristal.


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Oxicorte manual con seguimiento de un trazado

En las operaciones de oxicorte el tono del cristal a elegir dependerá del diámetro delorificio o boquilla del soplete de corte.

Pantallas de soldadura- oxicorte para protección facial

Las pantallas de soldadura son el soporte físico en el que han de ir encajados los

filtros y cubre filtros de soldadura, además de ofrecer una protección adicional a lacara además de a los ojos.

Existen diversos modelos a elegir, desde las pantallas de soldadura de manopasando por las pantallas de soldadura de cabeza hasta las pantallas de soldaduracon casco incorporado.

Las pantallas de soldadura deben estar certificadas bajo una norma, y ésta debeencontrarse grabada en la propia pantalla.

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