soldaduras tipo.pdf

Factores a considerar en el diseño:

•Resistencia y seguridad

•Tipo de esfuerzo

•Tipo de carga

•Condiciones de uso

•Eficiencia de la junta

•Economía y accesibilidad durante su construcción

Tipos de soldadura

•Soldadura de cordón

•Soldadura ondeada

•Soldadura de tapón y agujero alargado o muesca

•Soldadura de filete

•Soldadura de ranura

Soldaduras de cordón

•Reconstrucción de superficies

•Realizadas de una sola pasada

•Metal aportante en línea

•Muy poco uso en uniones

Soldaduras ondeadas:

•Reconstrucción de superficies

•Cordón con algo de movimiento

•Ancho del cordón acorde al diseño o necesidad

•Tipo: zig-zag, circular, oscilante, etc.

Soldadura de tapón y agujero alargado o muesca

•Función remachadora

•Perforaciones previas

•Diversos usos

•Poca resistencia a tracciones perpendiculares a la superficie

Soldadura de filete

•Mayor facilidad de construcción (mayor uso)

•Menor resistencia en comparación con las de ranura

Soladura de ranura o Bisel

•Miembros conectados en un mismo plano

•Implica ensamble perfecto de las piezas

•Más resistencia que las de filete

•Pueden ser reforzados

•Cargas estáticas Mayor resistencia

•Cargas vibratorias Falla más rápido

(rebajar refuerzo)

Resistencia Soldadura de Ranura

Constructibilidad Soldadura de filete

Posiciones de la soldadura

A tope

tipo te

esquina

traslape

Símbolos de soldadura

Soldadura intermitente

Ranura con acampanado

Se indican prof. de ranura y de penetración(unión de esquina y tope)

Soldadura 100% penetración tipo V y tipo X(unión de tope)

Especificación de la penetración

Defectos en las soldaduras

Causas probables:

1. Conexiones defectuosas.

2. Recalentamiento.

3. Electrodo inadecuado.

4. Longitud de arco y amperaje inadecuado.

Recomendaciones:

1. Usar la longitud de arco, el ángulo (posición) del electrodo y la velocidad de avance adecuados.

2. Evitar el recalentamiento.

3. Usar un vaivén uniforme.

4. Evitar usar corriente demasiado elevada.


Causas probables:

1. Corriente muy elevada.

2. Posición inadecuada del electrodo.

Recomendaciones:

1. Disminuir la intensidad de la corriente.

2. Mantener el electrodo a un ángulo que facilite el llenado del bisel.


Causas probables:


2. Arco muy largo.

3. Soplo magnético excesivo.

Recomendaciones:

1. Disminuir la intensidad de la corriente.

2. Acortar el arco.


Causas probables:

1. El campo magnético generado por la C.C. que produce

la desviación del arco (soplo magnético).

Recomendaciones:

1. Usar C.A.

2. Contrarrestar la desviación del arco con la posición del electrodo, manteniéndolo a un ángulo apropiado.

3. Cambiar de lugar la grampa a tierra


Causas probables:

1. Arco corto.

2. Corriente inadecuada.

3. Electrodo defectuoso.

Recomendaciones:

1. Averiguar si hay impurezas en el metal base.

2. Usar corriente adecuada.

3. Utilizar el vaivén para evitar sopladuras.

4. Usar un electrodo adecuado para el trabajo.

5. Mantener el arco más largo.

6. Usar electrodos de bajo contenido de hidrógeno.


Causas probables:


2. Falta de relación entre tamaño de la soldadura y las piezas que se unen.

3. Unión muy rígida.

Recomendaciones:

1. Eliminar la rigidez de la unión.

2. Precalentar las piezas.

3. Seleccionar un electrodo adecuado.

4. Adaptar el tamaño de la soldadura de las piezas.

5. Dejar en las uniones una separación adecuada y uniforme.


Causas probables:

1. Diseño inadecuado.

2. Contracción del metal de aporte.

3. Sujeción defectuosa de las piezas.

4. Preparación deficiente.

5. Recalentamiento en la unión.

Recomendaciones:

1. Corregir el diseño.

2. Martillar los bordes de la unión antes de soldar.

3. Aumentar la velocidad de trabajo (avance).

4. Evitar la separación excesiva entre piezas.

5. Fijar las piezas adecuadamente.

Causas probables:


2. Tratamiento térmico deficiente.

3. Soldadura endurecida al aire.

4. Enfriamiento brusco.

Recomendaciones:

2. Calentar antes o después de soldar o en ambos casos.

3. Procurar poca penetración dirigiendo el arco hacia el cráter.

4. Asegurar un enfriamiento lento.



Causas probables:

1. Velocidad excesiva.

2. Electrodo de Ø excesivo.

3. Corriente muy baja.

4. Electrodo de Ø pequeño.

Recomendaciones:

1. Usar la corriente adecuada.

2. Velocidad adecuada.

3. Calcular correctamente la penetración del electrodo.

4. Elegir un electrodo de acuerdo con el tamaño de bisel.

5. Dejar suficiente separación en el fondo del bisel.


Causas probables:

1. Manejo defectuoso del electrodo.

2. Selección inadecuada del tipo de electrodo.


Recomendaciones:

1. Usar vaivén uniforme en las soldaduras de tope.

2. Usar electrodo adecuado.

3. Usar corriente moderada y soldar lentamente.

4. Sostener el electrodo a una distancia prudente.

Procesos de SoldaduraDiferenciemos las

soldaduras:Como se Realizan las soldaduras de

vigas?

Procesos de Soldadura

Existen distintos procesos los

cuales se pasan por alto al pensar solo en la visión

colectiva y común de soldadura.

Procesos de Soldadura

Procesos de soldadura a tratar:Soldaduras con capa protectora inerte• TIG.• MIG.Arco Sumergido.Oxiacetilénicas.

Soldaduras Con Capa Protectora de Gas Inerte

• Se basa en la protección de el arco eléctrico y el material fundido de la oxidación con una atmósfera de gas inerte.

• Gases más usados Argón y Helio.

• Existen dos tipos:Soldadura al arco con gas inerte, no

consumible.Soldadura al arco con gas inerte , consumible.

Soldaduras con Gas Inerte, Consumible.TIG

• TIG : Tungsteno Inerte Gas.• El arco eléctrico salta entre el tungsteno y

el metal base al mismo tiempo que el gas protege al metal depositado y al tungsteno.

Soldaduras con Gas Inerte, no Consumible.TIG

Soldaduras con Gas Inerte, no Consumible.TIG

• Se pueden soldar prácticamente todos los tipos de materiales soldables que existen.

• Gases que utiliza:Argón HelioMezclas con hidrogeno y nitrógeno.

Acción de los Gases

• Protegen al tungsteno y al metal aportado o no aportado contra la acción del oxigeno del aire de la atmósfera.

• Gas Argón: Especial para espesores pequeños.

• Helio:Espesores superiores a 4 mm

Acción de los Gases

• Ventajas del Helio sobre el Argón:

Mayor potencia del arco.

Mayor temperatura en metal base.

Mayor penetración del metal aportado.

Ventajas del argón sobre el helio.

• Es más económico el argón que el helio.• Proporciona un arco más estable.• Con soldadura en posición horizontal se

consume mucho menos argón que helio.

Corriente empleada en el sistema TIG.

• Polo positivo (polaridad inversa).Los electrones viajas desde el material a soldar hacia el tungsteno con el peligro que se funda.Menos penetración de arco.

• Polo negativo (polaridad directa). Se entrega mas calor al metal base.Mayor penetración.

Sistema TIG• Aplicaciones y conclusiones.Es aplicado en casi todos los metales conocidos.Uniones de optima calidad.Utilizado en espesores de hasta 10 mm de

espesorEn materiales delgados no requiere de material

aportante.El arco es aplicado en forma puntual, la zona

afectada térmicamente es menor.El proceso no deja escorias.Proceso limpio aplicable en toda posición.

Sistema TIG.

• Es especialmente apto para unión de metales de espesores delgados, desde 0,5 mm, debido al control preciso del calor del arco y la facilidad de aplicación con o sin metal de aporte. Ej.: tuberías, estanques, etc.

Sistema TIG.

Sistema TIG

• Aplicación sobre aluminio.

• También es aplicable en vigas soldadas .

Sistema TIG

TIG.

• Se puede utilizar para aplicaciones de recubrimientos duros de superficie y para realizar cordones de raíz en cañerías de acero al carbono.

TIG.

• Se utiliza también en unión de espesores mayores,cuando se requiere calidad y buena terminación de soldadura.

• Para soldadura de cañería, es ventajosa la combinación:

- Cordón de raíz : TIG- Resto de pases : MIG o Arco Manual

Soldadura con Gas Inerte Consumible MIG

• Mejora del sistema TIG.• Hilo de material consumible,que sustituye

a la varilla de tungsteno.• MIG: Metal Inerte Gas.

Esquema de soldadura por sistema MIG

Sistema MIG

• Hilo continuo consumible:

Sistema MIG.

Sistema MIG.

• Características:sistema de soldadura por arco con aporte de

material.El arco se protege con gas inerte para materiales

no ferrosos y principalmente con anhídrido de carbónico en materiales ferrosos

La intensidad y el voltaje regulan el tipo de transferencia o baño de la varilla.

Sistema MIG, Transferencia Metálica.

Tipos de Transferencia.

Aplicaciones

• Recipientes a presión• Soldadura de cañerías• Fabricación de carrocerías, extinguidores,

etc.• Estructuras• Recuperación de ejes

Aplicaciones

• Equipos de proceso y almacenamiento de productos

• alimenticios y químicos.• Estanques que contengan productos

químicos corrosivos.• Bombas, intercabiadores de calor, etc.

Aplicaciones:

¿Cómo se arma una viga doble T soldada, para que

cumpla los parámetros necesarios de diseño?

Mediante diversos procesos que a continuación se

detallan...

Soldadura con Gas Combustible

Oxiacetilénica

Características del proceso:• Las piezas a soldar se funden por el calor de una llama,

sin electricidad.• La llama es producida por una combinación de un gas

combustible y oxigeno.• Los gases mas empleados son: acetileno, hidrógeno,

gas natural, propano, butano, metil-acetileno propadieno (MAPP).

• La soldadura con gas combustible no puede ser usada en metales como titanio, debido a que la combustión de oxigeno y carbono (que se encuentra en todos los procesos de soldadura) los daña.

Características del proceso:• La llama de oxihidrógeno entrega una temperatura de

alrededor de 4000ºF, mientras que una llama de oxiacetileno entrega unos 6300ºF.

• De lo anterior se rescata que este sistema se puede emplear para realizar cortes en materiales cuyos espesores sean bastantes considerables (imposible para esmeriles angulares).

Soplete para soldadura con gas combustible.

Esquema de la llama:

•Cono 5850ºF

•Pluma envolvente 3800ºF

Equipos utilizados para soldar:

•• Sopletes:Sopletes: constituye el elemento más importante del equipo. Esta formado por dos válvulas de admisión, una cámara mezcladora y una boquilla. Proporciona el medio para mezclar el oxigeno con el combustible. Este elemento debe mantenerse bien mantenido para evitar taconeo de las boquillas, mala mezcla de los elementos (gas y oxigeno) y perdidas de presión por parte de la mezcla.

Juego de Sopletes con Reguladores

Juego de Boquillas para Sopletes


•• Reguladores:Reguladores: sólo se deben usar reguladores adecuados para los distintos tipos de gas. Cumplen dos funciones básicas: reducir la presión a un nivel aceptable para los sopletes desde los cilindros, mantener una presión constante en el soplete.

Regulador típico

Esquema de conexión de Regulador


•• Cilindros:Cilindros: estos deben ser de acero de alta resistencia, de 20 a 300 pies cúbicos de capacidad. Deben soportar presiones de hasta 2200 lb/pulg2. Los cilindros para gas son de color rojo, los utilizados para oxigeno son de color blanco, verde o negro.

Esquema general:

Técnicas para soldar con Gas Combustible

•• Soldadura por avance directo:Soldadura por avance directo: aquí el soplete se mantiene a 15º con respecto a la vertical, de manera que la llama apunte en dirección del recorrido. De esta forma el soplete precaliente la zona a soldar. La soldadura debe permanecer en el pocillo fundido, a 15º de la vertical en dirección opuesta al soplete.

Técnicas para soldar con Gas Combustible

•• Soldadura en retroceso:Soldadura en retroceso: se utiliza en metales gruesos para asegurar una buena penetración y resistencia de la soldadura. Aquí se inclina el soplete en dirección contraria al desplazamiento. El ángulo de inclinación varia en función del espesor del material a soldar, no tomando ninguna inclinación cuando el material es grueso. La varilla de soldadura siempre se mantiene en el pocillo fundido con movimiento ondulante.

Esquema de soldadura por avance directo

Ventajas del Proceso:

• Gran maniobrabilidad para ejecutar soldaduras y cortes

• Se pueden soldar una gran variedad de metales• El equipo es portátil y económico• El equipo se puede aplicar a otros usos como:

forjar, doblar, templar y enderezar metales.

Desventajas del proceso:

• Frente a algunos metales se producen daños por el tipo de combustión (oxigeno-gas)

• El proceso de soldado debe ser realizado por personal altamente calificado.

• Sobrecalentamiento de los metales los vuelve mas frágiles.

Soldadura con Arco Sumergido

Características del proceso:• Proceso conocido como SAW, • El arco es iniciado entre el material base a ser soldado y

la punta de un electrodo consumible, los cuales son cubiertos por una capa de un fundente granulado.

• El arco es, por consiguiente, escondido en esta capa densa de fundente granulado; del cual parte se funde para formar una cubierta protectora sobre el cordón de soldadura fundido, en donde sus remanentes pueden ser recuperados para ser usado nuevamente.

Características del proceso:• Por su alto poder de deposición de metal de aporte, es

particularmente conveniente para las soldaduras rectas de gran longitud con excelente calidad en posición de piso, siendo muy usado en la fabricación de grandes tanques, plantas químicas, pesadas estructuras y en la industria de la fabricación y reparación de barcos

Equipo utilizado para soldar:• Fuente de poder de CC o CA• Sistema de control• Porta carrete de alambre• Alambre-electrodo• Tobera para boquilla• Recipiente Porta-fundente• Metal base• Fundente• Alimentador de alambre

Equipo para Soldadura en Arco Sumergido

Esquema de boquilla

Acercamiento equipo de control

Esquema General

Proceso de soldado con arco sumergido:

• Cuando la soldadura comienza, un arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo, en ese momento el fundente que es derramado sobre la soldadura, o puede ser previamente servido, se derrite produciendo una costra protectora, el material fundente restante es recuperado, y reciclado para ser usado nuevamente en un proceso futuro o en el mismo proceso, dependiendo del tipo de fundente que se este usando o de los materiales envueltos en el proceso.

Acercamiento del proceso

Características del fundente:

• Entre las principales funciones del fundente para la soldadura de arco sumergido podríamos enumerar las siguientes:

• Protege la soldadura fundida de la interacción con la atmósfera.

• Limpia y desoxida la soldadura fundida.• Ayuda a controlar las propiedades químicas y

mecánicas del metal de aporte en la soldadura.

Fundentes Granulados Aglomerado

Fundentes Fundidos

Ventajas del proceso:• Alta productividad• Bajo costo en la etapa de preparación• El hecho de que se puede ejecutar un solo

pase, hasta en materiales de gran diámetro• Es muy confiable si los parámetros de operación

son los correctos• Muy poca tensión transversal• Muy bajo riesgo de grietas por Hidrógeno• No se requieren protecciones adicionales

Desventajas del proceso:

• Equipos muy costosos• Demasiadas maniobras de preparación

para ejecutar obras in-situ, lo que demora la realización de las obras

Aplicaciones de los métodos explicados anteriormente

Viga Estructural armada con arco sumergido

Viga Parrilla usada en la gran minería

Estanques de gran diámetro soldados por arco sumergido

Estanques de gran diámetro

soldados por arco sumergido

Soldadura arco sumergido manual

Corte mediante soplete oxiacetilénico

Soldadura Oxiacetilénica

Bibliografía recomendada:

• Libros:– Henry Horwitz; “Soldadura”– José Rivas Arias; “Soldadura Eléctrica”

• WEB:– www.indura.cl

• Sr. Linton Carvajal; “Académico USACH”

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