TECNOLOGIA DE LA SOLDADURA -...
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TECNOLOGIA DE LA SOLDADURA
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TECNOLOGIA DE LA
SOLDADURA
Tecnología de la Soldadura
La soldadura es reconocida mundialmente como un medio versátil en la fabricación de piezas metálicas.
Un numero grande de soldaduras y aleaciones se vienen usando en el área industrial a lo largo de los últimos 30 años.
Prácticamente todos los metales ferrosos y no ferrosos son soldados extensivamente.
Productos industriales tales como automóviles, trenes,cañerías de aceite/gas, plataformas marinas, aviones jet,plantas nucleares, etc. trabajan eficientemente debido a la tecnología de la soldadura.
Tecnología de la Soldadura
La técnica de unión de piezas metálicas por medio de la soldadura fue originada aparentemente hace mas de 1,500 años.
El famoso Pilar de Hierro en Qutab Minar en Nueva Delhi que tiene 1,500 años fue soldado con lingotes de hierro puro y aun esta intacto.
Las famosas Damascus swords son otro ejemplo de unión de chapas de aceros de alto carbono a aceros de bajo carbono por medio de soldadura de martillo o de forja. Estas tienen filos afilados y dúctiles cuando se usan en combate.
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Metalurgia de la Soldadura:
Metales Ferrosos y No-Ferrosos
Metales Ferrosos: Consiste de aceros al carbón, aceros aleados,aleaciones bajas altamente tensiles, hierro fundido, aceros inoxidables austeniticos, etc.
Metales No-Ferrosos:Cobre, aluminio, bronce, níquel, bronce, magnesio, plomo, zinc, etc.
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Metalurgia de la Soldadura (Cont. 2)Metales No-Ferrosos:
COBRE:
Buena resistencia, resistencia a la corrosión y excelente conductor eléctrico.
Con la adición de elementos aleantes (como estaño, zinc, níquel), mejorara sus diferentes propiedades.
El Cobre y sus diferentes aleaciones pueden ser unidas por medio del soldadura fuerte y soldadura blanda.
ALUMINIO:
Suave de color entre los metales, liviano y fácil de fundir, variedad de formas, buen conductor eléctrico y no es magnético.
Puede ser fácilmente unido por soldadura, soldadura fuerte, unión
adhesiva y por sujetadores mecánicos.
Tecnologia de la Soldadura Metalurgia de la Soldadura (Cont. 1)
Metales Ferrosos:Aceros al carbono y aceros aleados:
Dependiendo en el espesor y diseño de trabajo, el precalentamiento variara entre 50º C y 400º C.En algunos casos el tratamiento térmico para aliviar tensiones es recomendado inmediatamente después de la soldadura en espesores
gruesos o cuando la pieza va a recibir cargas de impacto dinámicas.
> 0.50 % CAcero Alto Carbono
0.20 a 0.30 % CAcero Carbono Medio
< 0.20 % CAcero Bajo Carbono
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Enfriamiento del deposito en metales comunes & disimilares
La tasa de enfriamiento del deposito de soldadura dependerá de los siguientes factores: espesor, unión de diseño, soldado de metales tales como acero al carbono o fierro fundido y aun en el caso de metales disimilares mientras se sueldan acero suave a acero inoxidable austenitico, acero a monel, inconel, etc.
Lo mismo aplica cuando se sueldan metales no ferrosos como cobre, aluminio donde el precalentamiento es necesario cuando el espesor aumenta.
Ya que el deposito cuando se suelda es relativamente pequeño en comparación a la masa de la pieza a ser soldada, son recomendados el precalentamiento, diferentes procesos de soldadura o electrodos especialmente desarrollados esto con el fin de aliviar las tensiones cuando se depositen los cordones.
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Enfriamiento del deposito en metales comunes & disimilares (Cont.1)
Metales disimilares significan químicamente diferentesPor ej.. acero, cobre, aluminio o aquellos que son
metalúrgicamente diferentes por ej. acero suave, acero inoxidable.La unión de metales disimilares por soldadura fuerte, soldadura por fricción y soldadura por explosión se realiza en la mayoría de condiciones.
*** Pero cuando se usan los procesos de soldadura por fusión, el éxito depende de muchos factores:
a. Significante conductividad térmica: la entrada de calor es muy importante debido a las diferentes tasas de conducción del calor. El acero suave, cobre y el aluminio tienen alta conductividad térmica en comparación acero austenitico y el monel.
Tecnología de la Soldadura Enfriamiento del deposito en metales comunes y disimilares (Cont.2)
b. En el caso de metales con diferentes coeficientes de expansión térmica, la unión resultante tendrá altas tensiones internas por ej... Acero 2 ¼ Cr 1 Mo a Acero 304 o 316, el primero tiene 25 % mas que el 304/316 por lo tanto un alambre de relleno intermedio como el inconel satisface (8N12) para tolerar las tensiones.
c. La dilución del metal de relleno por 2 bases diferentes de metal es otro factor importante. Por lo tanto el metal de relleno debe ser capaz de alearse con las 2 bases metálicas.
Si es intermetalica luego la unión será pobre. Metalúrgicamente el metal de soldadura en uniones disimilares será
de una fase o quizás de dos o mas fases.
Una fase puede ser un compuesto intermetalico, Cu-Al.Una fase puede ser un compuesto intersticial ,carburo de hierro-carburo de titanio o, Una solución solida como el Cu-Ni es fácilmente soldable ya que ellas tienen una serie de soluciones solidas cuando son fundidas.
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Enfriamiento del deposito en metales comunes y disimilares (Cont.3)
Cuando se suelden espesores disimilares, factores tales como el tipo del metal base, espesor, y posición de soldar determinaran el proceso de soldadura..
Si son metales disimilares y espesores disimilares luego podrían caer en la categoría de soldadura de resistencia, soldadura fuerte o soldadura blanda.
O en algunos casos puede ser una combinación de soldadura de resistencia, soldadura fuerte o soldadura blanda.
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Oxiacetileno
Este proceso tiene aun sus propias ventajas cuando se usa en la aplicación correcta. Esta combinación de gas es la mas común cuando la temperatura es la mas alta en comparación con otros gases, 3000º C en la boquilla interna.
Una ventaja es que la entrada de calor es baja comparada con el proceso SMAW, por lo tanto tiene aplicaciones en soldadura de hierro fundido y tubulares consumibles de alta frecuencia (HF) para mantener la dureza en la primera pasada con una mínima dilución.
El mas popular de todos es el bronceado o soldadura fuerte de metales disimilares usando diferentes varillas y fundentes que lo hacen muy versátiles aun hoy en día.
También es recomendado para soldaduras de mantenimiento y de reparaciones a su disponibilidad, movilidad y economía en placas delgadas, cañerías y tuberías.
Tecnología de la Soldadura Soldadura TIG
Ganó popularidad durante 1940 cuando la industria aeronáutica necesitaba reemplazar remaches por soldadura como aluminio y magnesio.
En relación a la calidad de soldadura es la de mayor calidad en cañerías de inoxidable, tuberías, aluminio, titanio, etc.
Excelente terminación, sin salpicadura, limpio y terminado estético.
Recomendado para espesores menores, producción en serie y reparaciones de soldadura para lograr una buena penetración en inoxidable, aluminio, cañerías y tuberías.
Este desarrollo exitoso se debe a la soldadura en la industria especialmente en aviones, industrias químicas, intercambiadores de calor, etc.
Tecnologia de la Soldadura
Soldadura TIG (Cont 1)
El gas mas comúnmente usado en la mayoría de metales es el Argón inerte y en algunos casos el helio.
La ventaja del alambre es que es un alambre desnudo y con el gas argón no deja escoria, no se necesita limpieza y tiene menos defectos de soldadura
Tiene múltiples aplicaciones en herramientas, industria de reparación de moldes con mínimos finos depósitos y de esta forma recuperar las costosas herramientas y moldes.
Los nuevos desarrollos han conducido a procesos como el Tigpulsar, micro plasma y de onda cuadrada los cuales hacen mas difícil el material a soldar.
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Algunos conceptos de soldadura:
Desde los 70’s el proceso que gano popularidad fue el GMAW (Sold. Por Arco Metálico con Gas) el cual se aplica en caso todas las áreas. Empezó con MIG usando el Argón en los 50’s.
Las mas importantes aplicaciones en acero usando el gas Co2 ha hecho que la industria automotriz dependa de la soldadura entre un 65% a 70%.
Este procesos cae entre el SMAW (Soldadura por Arco Eléctrico) y el SAW (Soldadura de Arco Sumergido) por lo tanto la mayoría de la soldadura es Semi Automática, obteniendo las ventajas de los procesos SMAW/SAW.
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Algunos conceptos de soldadura (Cont. 1):
El proceso GMAW creció rápidamente en los 80’s reemplazando algunas aplicaciones del convencional SMAW en placas metálicas, fabricación de estructuras, construcción de barcos, etc.
Con la introducción de nuevos consumibles tales como el FCAW, las aplicaciones se ampliaron ya que tenían una calidad consistente en recipientes a presión en algunas áreas.
Posteriores adelantos del FCAW como del gas protegido y del tipo auto protegido condujeron a una mayor aplicación en aplicaciones externas.
Esto condujo a un aumento del recubrimiento de superficies como el FCAW Auto protegido para obtener unas tasas de deposición mayor, incremento en la productividad, flexibilidad y un uso mas amplio con equipos simples y de baja inversión.
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Tensiones Residuales mientras se suelda:
Esto usualmente ocurre cuando se sueldan trabajos complejos, que involucran un numero de soldaduras y en la dirección que cada cordón es hecho.
Una incorrecta secuencia de soldadura causa distorsión y también conlleva a la concentración de tensiones que van a derivar en grietas.
Una correcta secuencia de soldadura, distribuirá y balanceara las tensiones producidas por las contracciones.
El precalentamiento ayuda a aliviar las tensiones mientras se suelda acero al carbón, acero bajo carbono, el cual reducirá las posibilidades de grietas debido a las tensiones residuales mientras se suelda.
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Tensiones Residuales mientras se suelda (Cont. 1):
Para evitar este tipo de grietas es importante conocer la correcta secuencia de soldadura, su dirección, balancear las fuerzas mientras se suelda, usando un bisel en doble V y un bisel asimétrico en doble V..
En algunos casos cuando la unión es muy compleja y tomando las precauciones mencionadas anteriormente, el precalentamiento ayudara a aliviar las tensiones antes que se inicie el proceso de soldadura.
ALLOYS QUALITIUM™ ES MANTENIMIENTO
Nunca comparar soldadura de producción con Soldadura de Mantenimiento.
En la soldadura de mantenimiento las piezas que se sueldan no son nuevas, por el contrario están fatigadas, viejas, fracturadas, de composición desconocida, oxidadas, sucias y con grasa y es allí que ALLOYS QUALITIUM™ entra en acción.
Productos ALLOYS QUALITIUM™ Características y Beneficios
Sueldan piezas en las peores condiciones. ALLOYS QUALITIUM™ hace reparaciones en cambio la
soldadura de producción no esta diseñada para ese fin. Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™ controlan el
oxigeno y el nitrógeno lo cual le da mejores propiedades mecánicas.
ALLOYS QUALITIUM™ toma la calidad desde el alambre hasta el deposito final a través de una combinación de elementos de aleación en el alambre central y el fundente durante la deposición de la soldadura.
La escoria de ALLOYS QUALITIUM™ sobre la soldadura no permite un rápido enfriamiento.
La escoria se remueve fácilmente y algunas veces se desprende sola. Asimismo mantiene alejado al hidrogeno del deposito de soldadura el cual lo envejece.
Productos ALLOYS QUALITIUM™ Características y Beneficios (cont. 1)
El recubrimiento(fundente) de ALLOYS QUALITIUM™ asegura penetración controlada, calor localizado, arco suave, excelente estabilidad de arco para así lograr un deposito libre de salpicaduras.
Todos los productos ALLOYS QUALITIUM™ son envasados al vacio.
Metalúrgicamente las soldaduras ALLOYS QUALITIUM™ están diseñados para solucionar los problemas de soldadura a través de elementos aleantes, de su alambre central y algunos elementos sinérgicos para controlar la fase sigma, resistir la concentración de tensiones que puedan derivar en grietas y porosidad mientras que mantiene un arco suave.
Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™
ALLOY S-3100 Gold
– Electrodo de ferrita balanceada que suelda todos los aceros industriales de composición desconocida y repara aceros disimilares
– Resiste las grietas y evita el precalentamiento en algunas aplicaciones.
– El deposito funciona con propiedades de endurecimiento con el usos
– Con suciedad, grasa, etc., aun funciona como un electrodo recubierto de rutilo con la escoria que se desprende fácilmente con el cual los electrodos convencionales no pueden ser comparados.
Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™
ALLOY C-4300/4400
– Diseñado para fierro fundido, tiene buena resistencia, fácil de soldar depósitos completamente maquinable.
– Contiene níquel con elementos sinérgicos que hace que mantenga las partículas de grafito y tenga baja entrada de calor.
Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™
ALLOY S-3200
– Usado para reparar la mayoría de aceros de construcción y estructurales.
– Excelente resistencia tensil, elongación, impacto y tiene propiedades físicas que hace que el cordón no se agriete.
– Diseñado con elementos aleantes para trabajar hasta una temperatura de 450 ºC
– El máximo hidrogeno difusible es 3.0ml/100 g que lo hace un consumible versátil.
Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™
ALLOY O-8620
– Es principalmente un electrodo de reconstrucción y de recubrimiento que une muy bien a aceros suaves y medianos y que tiene la habilidad de absorber choques y evita las grietas
– Suelda pasada sobre pasada y la escoria se remueve fácilmente el cual da un buen resultado y el deposito es tenaz y maquinable.
Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™
ALLOY TS-8502
– Diseñado para todo tipo de moldes y troqueles para trabajo en frio o en caliente.
– Suelda todos loa aceros usados en moldes y troqueles y endurecidos al aceite aire o agua.
– Contiene elementos aleantes controlados y que tiene un coeficiente de expansión y contracción prácticamente similar al tipo de acero SKD-11.
– Cuando el precalentamiento no sea aconsejable entonces el martilleo es recomendable.
– Sirve para reparar todos los troqueles y moldes ya en servicio.
– Resiste una temperatura máxima de 800º C con una dureza de hasta 200 Brinell. A 500º C da una dureza mínima de 530 Brinell
Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™
ALLOY TS-8503
– Para aceros de alta velocidad
– Sirve para reparar herramientas dañadas y desgastadas.
– Convierte a un acero suave en una herramienta de corte y repara herramientas de alta velocidad.
– Mantiene la dureza y resiste el impacto a alta temperatura.
– Resiste el impacto y el choque el cual lo hace muy versatil.
Algunos productos ALLOYS QUALITIUM™
ALLOY A-6300– Es una varilla con alta resistencia, no se endurece y tiene
baja conductividad eléctrica. (La mejor elección para soldar el aluminio es el proceso TIG)
– Tiene una resistencia a la corrosión mejor que el aluminio puro. Para soldar aluminios de espesores diferentes, la pieza mas grande tiene que ser calentada con 2 torchespara mantener la conductividad termal.
– Los mejores resultados se logran solo usando TIG AC con alta frecuencia.
ALLOY A-6400– Una aleación muy versátil para unir metales disimilares
tales como el aluminio y reparaciones de moldes– Tiene buena resistencia a la corrosión y es una buena
elección para reparaciones de emergencia en el mantenimiento industrial.
Algunos productos ALLOY QUALITIUM™
ALLOY CB-7200
– La soldadura mas buscada en la industria alimenticia y trabaja aun con soldadores novatos Ya que no contiene plomo, cadmio, zinc y otros elementos tóxicos, lo convierte en la primera elección en aplicaciones de contacto con alimentos.
– Además tiene múltiples aplicaciones en acero inoxidable.
– Tiene la capacidad de remover las capas de los óxidos mas difíciles el cual ninguna otra aleación puede hacer.
Breve RESUMEN
Todos los productos ALLOYS QUALITIUM™mencionados han sido diseñados para cubrir todas las necesidades del sector de
Todos los productos cubren las familias de los metales ferrosos y no.
Esto es lo que hace que ALLOYS QUALITIUM™ sea la primera y la mejor opción en las aplicaciones de mantenimiento !!
