Todo El Manual de Soldadura

7/21/2019 Todo El Manual de Soldadura

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Soldadura

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S o l d a d u r a y p

r o y e c c i ó n

t é r m i c a p o r o x i g á s

1 Principios del procedimiento



Principios del procedimiento. Equipos

Módulo 1 Soldadura y proyección térmica por oxigás

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1Unidad

Objetivos. ▌Señalar los principios, características, y equipos de soldaduramanual oxigás.

▌Diferenciar entre los diferentes tipos de llamas, temperaturasobtenidas y aplicaciones de cada una.

▌Identificar las características de los distintos gases combusti-bles su distribución y condiciones de trabajo y seguridad.

▌Reconocer y saber utilizar dispositivos de seguridad en el ma-nejo de equipos de soldadura oxigás, así como su utilización yregulación.

▌Señalar los principios, características, del proceso y equiposde proyección térmica oxigás.

Presentación.

En esta unidad didáctica aprenderás a comprender el funciona-miento y manejo de equipos de soldadura oxigás:

En esta unidad didáctica tratarás los siguientes puntos

• Principios del procedimiento.

• Influencia del tipo de llama y sus características.

• Equipos.

• Materiales de aportación

• Proyección térmica





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1Unidad

Principio del procedimiento.

Descripción general del proceso de soldeo oxigás.

El soldeo por oxigás es un proceso de soldeo por fusión, pues-to que la unión de los materiales se realiza a una temperaturasuperior a la de fusión del metal base y del metal de aportación(cuando éste es empleado). En este proceso, la fuente de ener-gía calorífica utilizada para fundir los materiales es el calor gene-rado por la reacción química de:

Un gas combustible.

Un gas comburente.

Esta reacción es fuertemente exotérmica y forma una llama, quese dirige, mediante un soplete, a los bordes de las piezas a unir,provocando su fusión y soldadura.

Cuando se suelda con metal de aportación, éste se aplica me-diante una varilla, con independencia de la fuente de calor, lo

que constituye una de las principales características del proce-dimiento.

En cuanto a la protección del baño de fusión, la realizan lospropios gases de la llama, auque en algún caso, es necesariorecurrir al empleo de desoxidantes .

Se le denomina en función de los procedimientos y las normascomo :

31. Soldeo por oxigás. ( EN 24063 ).

OFW Oxy – fuel gas welding (ANSI /AWS A 3.0)

Si se utiliza acetileno como gas combustible:

311 Soldeo oxiacetilénico ( EN 24063 ).

OAW Oxy –acetilene welding (ANSI /AWS A 3.0)



1 Principios del procedimiento. Equipos


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Unidad

Figura 1

Estas características hacen que el soldeo por oxigás sea parti-cularmente indicado para espesores finos, además, el hechode que los equipos sean versátiles, económicos y normalmen-te portátiles, hacen que este proceso esté más indicado para:

Pequeñas producciones.

Pequeños espesores.

Trabajos en campo.

Soldaduras con cambios bruscos de dirección o posición.

Reparaciones por soldeo.

El soldeo de grandes espesores, aunque puede realizarse por

oxigás, es económicamente más rentable realizarlo con arcoeléctrico, electrodo revestido o con soldadura MIG / MAG semi-automática por el elevado gasto de gas combustible que se pre-cisaría y por la menor velocidad de ejecución que se obtiene.

Aunque este proceso ha sido muy desplazado por el soldeo conarco eléctrico, las industrias de automóviles, de aeronáutica, demontaje siguen utilizando la llama, especialmente en el campode las reparaciones.





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Unidad

También se aplica en la unión de tuberías de pequeño diámetroy espesor, como las utilizadas en instalaciones domésticas degas, agua, calefacción, etc. Por este proceso pueden soldarse la

mayoría de los metales y aleaciones férreas y no férreas, con laexcepción de los metales refractarios (Nb, Ta, Mo y W) y de losactivos (Ti, Zr).

Influencia del tipo de llama y sus características.

La llama.

La llama se produce en la boquilla del soplete y justamente ensu extremo. En ella se diferencian varias zonas, que en principiolas reconocerás por la tonalidad de color y por su brillo.

Zonas características de la llama.

Si observas la llama, podrás comprobar que existen tres partesen ella perfectamente definidas:

Figura 2

La primera y más próxima a la boquilla es una zona cónica muybrillante, llamada dardo. El dardo tiene, a su vez, dos partes quese diferencian por el color: la más próxima a la boquilla es casiblanca y muy brillante; la segunda parte envuelve a la primera ytoma un color más azulado.

Aproximadamente a un centímetro de la boquilla es donde se al-canza la temperatura más alta, que ronda los 3200º C; mientrasque en el extremo del dardo la temperatura es de unos 2700º C





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Unidad

El dardo está envuelto por el penacho, que es la tercera zonaen la que se divide la llama. Es de color anaranjado y donde sealcanzan temperaturas de 2400º C. Estas temperaturas orienta-

tivas se consiguen si el gas combustible es acetileno, pues siutilizas propano, se verán sensiblemente disminuidas.

En resumen, de las tres partes de las que se compone la llama,dos son del dardo: la blanca y la azul; y la tercera, que envuelveal dardo, se llama penacho. En el dibujo que aparece a conti-nuación puedes observar una relación entre cada una de laspartes de la llama, la temperatura y la distancia a la boquilla. Enél se observa que a medida que se aumenta la distancia de se-paración de la boquilla, disminuye la temperatura en un cortoespacio.

Figura 3

Las boquillas de los sopletes tienen el orificio de salida de gascalibrado, y existe una gran variedad de diámetros que permitenvariar la potencia del soplete. A mayor diámetro más potencia, yal contrario. Esta posibilidad de cambiar la boquilla modificandoel diámetro de la salida de gas va a facilitar el poder realizar sol-daduras de piezas de distintos espesores. A mayor espesor senecesitará más aporte de calor y, por lo tanto, mayor diámetro

en la boquilla.Las llamas, provocadas por la combustión de un gas, para suutilización en soldadura deben poseer una serie de propiedades,que dependen del gas combustible utilizado.

Estas propiedades son:

Térmicas: la temperatura alcanzada, lógicamente, debe ser su-ficiente para fundir el material a soldar, además la localización y





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1Unidad

focalización de punto de máxima temperatura mejora la calidadde la llama.

Químicas: para el soldeo es indispensable evitar oxidaciones ycarburaciones, lo que exige poder trabajar en condiciones neu-tras o reductoras.

De aplicación industrial:

Rigidez: depende de la velocidad de combustión.

Flexibilidad: depende de los límites de inflamabilidad de lamezcla gaseosa.

Económicas: son función de la velocidad de ejecución, que de-pende de la temperatura alcanzada por la llama y del poder decombustión, que delimita la cantidad de combustible y oxígenoprecisos.

Gases empleados.

Los diferentes tipos de llamas, utilizadas en soldadura, vienendeterminadas por los gases empleados.

Como gas comburente siempre se utiliza el oxígeno, por lo queel gas combustible es el que marca las propiedades y aplica-ciones de las llamas.

De los gases combustibles empleados, el más importante es, sinduda, el acetileno por dar las mejores propiedades, aunquetambién puede utilizarse hidrógeno, propano, gas natural, etc.

Los principales gases empleados son.

Oxígeno: el oxígeno es un gas inodoro, insípido, incoloro y novenenoso. Es el gas que se utiliza como comburente, puestoque facilita e intensifica la combustión de los gases combustiblesal mezclarse con ellos. Se obtiene por desdoblamiento del airelicuado y es 1,105 veces más pesado que el aire. Se utiliza oxí-geno como gas comburente en vez de aire, porque las tempera-turas alcanzadas en la combustión con este gas son mayores.

Aceti leno: es un hidrocarburo (C2H2) y es el principal gas com-bustible utilizado en soldadura. Es un gas incoloro, de olor ca-racterístico, que se obtiene por reacción química del carburo de





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calcio y del agua. CaC2 + 2 H2O .> Ca(OH)2 + C2H2. No es tóxi-co, pero puede producir asfixia por desplazamiento del oxígeno,al ser mas pesado que el aire, pueden producirse acumulacio-

nes peligrosas en zonas bajas y cerradas. El acetileno es un gasque no puede comprimirse a presiones elevadas, por peligro deexplosión. Por tal motivo, con objeto de poder embotellar sin pe-ligro mayores cantidades, los cilindros de acetileno llevan en suinterior una masa porosa embebida en acetona que tiene lapropiedad de disolver fácilmente gran cantidad de este gas.

Hidrógeno: es un gas inodoro, insípido, incoloro y no venenoso.Es un gas combustible que arde proporcionando una llama decalor azul pálido. No es tóxico, pero puede producir asfixia pordesplazamiento del oxígeno, al ser más pesado que el aire, pue-

den producirse acumulaciones peligrosas en zonas bajas y ce-rradas. Se obtiene por descomposición del agua, por electrólisisy, más comúnmente, por refrigeración y presión.

Propano: Es un gas combustible obtenido del petróleo, a tempe-ratura ambiente es gaseoso. No es tóxico, pero puede producirasfixia por desplazamiento del oxígeno, al ser mas pesado queel aire, pueden producirse acumulaciones peligrosas en zonasbajas y cerradas. Se distribuye en botellas o en grandes depósi-tos, comprimido, en las cuáles una parte de ellas está liquida yotra gaseosa formando una cámara de gas encima del líquido.

Gas natural: El gas natural es un combustible compuesto fun-damentalmente por una mezcla de hidrocarburos ligeros en laque el metano entra en mayor proporción. Es incoloro e inodoropor lo que se le añaden sustancias olorosas para poder detectarfugas. No es tóxico, pero puede producir asfixia por desplaza-miento del oxígeno. Es menos pesado que el aire por lo quepuede producir acumulaciones peligrosas en las partes altas queno tengan escape. Se distribuye principalmente a través de unared de distribución canalizada que cubre la mayor parte de laszonas urbanas e industriales por esta razón en la actualidad su

utilización es cada vez mayor, también se puede distribuir engrandes depósitos y en botellas.

La llama oxiacetilénica.

Como ya comentamos, la llama oxiacetilénica es la más impor-tante y la de mayor aplicación industrial. Los motivos de su am-plia utilización son:





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Unidad

Proporciona una temperatura máxima de unos 3200º C.

La composición de los elementos de la llama corresponde a

unas propiedades típicamente reductoras.Presenta suficiente flexibilidad y es fácilmente regulable, ya seacon exceso de oxígeno o de acetileno, en función de los metalesa unir.

Llama oxiacetilénicaNo es un producto derivado del petróleo y, por tanto, no está sujeto a oscilaciones de producción y precios.

En la figura 5 podemos observar la llama oxiacetilénica.

Figura 4

Figura 5





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Unidad

Figura 6

Comparación de la llama de acetileno con otros ga-ses.

Ya hemos comentado, que el acetileno es el gas combustiblemás utilizado en soldeo oxigás y las ventajas que presenta lallama oxiacetilénica. Los motivos de este buen comportamientodel acetileno, con respecto a los demás gases combustibles,

son:Elevado porcentaje de carbono en su molécula. Contiene un92,3% de este elemento.

Formación endotérmica del acetileno.

Elevada velocidad de ignición.

En la figura 7 se aprecia el mejor comportamiento del acetileno,en comparación con otros gases combustibles, en lo que se re-fiere a temperatura de la llama y velocidad de ignición con dife-rentes proporciones de gas combustible / gas comburente.

Temperatura de llama de mezclas de gas. Combustibleoxígeno





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Unidad

Figura 7

Velocidad de ignición de mezclas de gas. Combustibleoxígeno

Figura 8





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Unidad

Regulación de la llama oxiacetilénica.

La llama oxiacetilénica es fácilmente regulable, en el sentido

de que permite obtener llamas estables con diferentes propor-ciones de oxígeno y acetileno. Lógicamente, diferentes propor-ciones de gas combustible y comburente producen llamas condiferentes propiedades y aplicaciones. En este aspecto convienevigilar siempre que dicha proporción permanezca constante du-rante el soldeo, para evitar condiciones de trabajo diferentes enun mismo proceso. Así, es especialmente perjudicial el desmez-clado, o separación de los componentes de la mezcla de gases,que se produce como consecuencia de un calentamiento delcanal de mezcla del soplete, que provoca una alteración de laproporción e incluso la separación o segregación de ambos ga-ses.

¡ recuerdaLa soldadura oxigás es un procedimiento normalizado queutiliza la combustión de una llama formada por un combu-rente y un combustible para lograr el calor necesario para lafusión de los materiales a soldar

ejemplo

La combustión de la llama formada por oxígeno y acetilenoes conocido como proceso oxiacetilénico y es la llama demayor poder calorífico en torno a los 3200º Centígrados

Equipos.

La principal función de los equipos de soldeo oxigás es suminis-trar la mezcla de gases combustible y comburente a una veloci-dad, presión y proporción adecuadas. Para conseguir esamezcla de gases y los parámetros comentados, los elementosimportantes en un sistema oxigás son:





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Unidad

Cilindros de gas. (Botellas).

Válvulas reductoras de presión. (Manorreductores).

Válvulas de seguridad o antirretorno.

Mangueras y soplete.

El equipo de un proceso de soldeo oxiacetilénico se puede veren la figura 9

Equipo oxiacetilénico

Figura 9

En la mayoría de los talleres de soldadura, los gases utilizadosen soldeo oxigás están almacenados en botellas o cilindros, sibien en grandes industrias el oxígeno puede ser canalizado

desde un tanque criogénico, mediante un vaporizador, o desdeuna batería de botellas y el acetileno puede ser producido direc-tamente por un generador. Las botellas o cilindros facilitan eltransporte y conservación de los gases comprimidos, estandodiseñadas para gases específicos y no siendo, por tanto, inter-cambiables. Estos cilindros tienen una capacidad que no excedede 150 litros de agua, si bien los talleres de soldadura suelenutilizar cilindros de 40 litros como máximo.

Boquilla y soplete de soldar

Dadas las presiones que deben soportar son de acero, pudiendoclasificarse en dos tipos:





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1Unidad

De acero soldadas:

Aptas para contener gases con una presión de prueba máxima

de hasta 60 Kg./cm2

, Por ejemplo: acetileno. En la actualidadya en desuso, sustituidas por botellas de acero estirado conuna impresión de prueba de 90 Kg./ cm2.

De acero sin soldadura:

Construidas con acero al carbono para presiones de pruebamáxima de hasta 100 Kg./ cm2.

Construidas con aceros aleados (normalmente el cromo molib-deno) para presiones de prueba superiores a los 300 Kg./cm2,

Por ejemplo: oxígeno, argón.El gas de las botellas puede identificarse por la etiqueta, en laque figura 10 el nombre del gas contenido, y por un código decolores del cuerpo y de la ojiva superior de la botella, como seobserva en la siguiente tabla:

GAS CUERPO OJIVA

Oxígeno Negro Blanca

Acetileno Rojo MarrónNitrógeno Negro Rojo

Hidrógeno Rojo Rojo

Argón Negro Amarilla

Figura 10

En la figura 11 puede observarse la sección de una botella,donde se aprecia que están constituidas por un tubo de acero,

de 5 a 8 mm de espesor, cerrado por debajo en forma de arcorebajado o esférica y que se estrecha por arriba formando uncuello, que va roscado exteriormente para atornillar la tapa deprotección. La conexión a los manorreductores se realiza a tra-vés de una válvula atornillada al cuerpo del cilindro medianteuna rosca cónica.





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Unidad

Botella acetileno

Figura 11





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Unidad

La botella de acetileno.

El acetileno presenta un gran peligro de explosión por presión.

En ausencia de aire, una presión de 2 atmósferas puede sersuficiente para provocar dicha explosión. Debido a ello las bote-llas de acetileno llevan en su interior una masa esponjosa em-papada en acetona, que al disolver grandes cantidades de ace-tileno, permite embotellar mayores cantidades de gas sin peligrode explosión. El acetileno disuelto en acetona no es explosivo,pero si el vapor de acetileno que pueda encontrarse encima porun posible escape, este es el motivo de utilización de la masaesponjosa, que tiene la misión de absorber en sus poros, fina-mente distribuidos, la acetona enriquecida en acetileno relle-nando totalmente el volumen de la botella.

Figura 12

Para el llenado de las botellas, se realiza en primer lugar la diso-lución del gas en la acetona y posteriormente se introduce estaen la botella, hasta una presión máxima de 15 atmósferas, con-siguiéndose de esta forma embotellar 6000 litros de gas en unabotella de 40 litros. Mayores presiones no se utilizan, pues a 22atmósferas y a 0ºC el acetileno licua y en estas condiciones esfuertemente explosivo, por lo que el acetileno disuelto en aceto-na es siempre gas y nunca líquido.





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Unidad

Dado que al abrir la válvula y dejar escapar el gas, este puedearrastrar acetona, es conveniente no alcanzar nunca el consumode 20 l/min. Para consumos elevados conviene utilizar una bate-

ría de dos o más botellas.

Estas botellas deben tratarse con mucho cuidado, evitando laformación en su interior de grandes espacios, que podrían lle-narse de acetileno comprimido explosivo.

Válvulas reductoras de presión. Manorreductores.

Son las encargadas de suministrar el gas comprimido de los ci-lindros a la presión y velocidad de trabajo. Se conectan a laválvula de cilindro y son de latón o bronce. Las válvulas reducto-ras de presión, además de reducir la elevada presión de los ci-lindros de gas, deben permitir que la presión de trabajo a la quesuministran el gas permanezca invariable durante su funciona-miento, a pesar de la disminución de la presión del cilindro amedida que se tome gas. Por lo anteriormente indicado se de-duce que estas válvulas deben:

Manorreductor de acetileno

Facilitar la toma de gas.

Disminuir la presión.

Mantener constante la presión de trabajo durante todo eltiempo que dure éste.

Las válvulas utilizadas para este fin son de dos tipos:

Válvulas de una sola reducción, con una única cámarade expansión.Manorreductor de oxígeno

Válvulas de reducción en dos grados, con dos cámarasde expansión, para una reducción más escalonada de la

presión.

Mangueras.

Son tubos flexibles de goma por cuyo interior circula el gas,siendo por tanto las encargadas de transportar dicho gas desdelos cilindros al soplete. Suelen ser de caucho de buena calidad,provisto en su interior de guarniciones de cáñamo y en algunos





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Unidad

casos de lino, y deben tener gran resistencia al corte y la abra-sión.

Los diámetros interiores son generalmente de 4 a 9 mm para eloxígeno y de 6 a 11 mm para el gas combustible, mientras queel espesor mínimo es de 2,5 mm (para el oxígeno de 4,5 a 5,5mm). Es conveniente que la longitud no sea inferior a 5 m, aun-que la distancia entre el cilindro y el soplete sea pequeña, parapermitir libertad de movimientos. Con objeto de poder distinguirel gas que circula por estas mangueras, las de acetileno son decolor rojo y ajuste de rosca 3/8 izquierda al soplete y las de oxí-geno de color azul o verde y ajuste de rosca ¼ derecha al sople-te.

Sopletes.

La misión principal del soplete es asegurar la correcta mezcla delos gases combustible y comburente según su cantidad, de for-ma que exista equilibrio entre la velocidad de salida y la de in-flamación

En la figura 13 se pueden apreciar distintas vistas de un sopletetípico.

Figura 13

Soplete de corte

Mediante el soplete el/la soldador/a controla las característicasde la llama y maneja la misma durante la operación de soldeo.La potencia de un soplete se mide en litros / hora y expresa elconsumo de gas combustible. La elección de tipo y tamaño delsoplete depende de las características del trabajo a realizar. Un





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Unidad

juego de boquillas de diferentes diámetros permite obtener lapotencia adecuada.

Figura 14

Figura 15

Figura 16





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Unidad

Las partes principales son:

Válvulas de entrada de gas.

Cámara de mezcla.

Boquillas.

Boquillas de soplete de corteoxiacetilénico

Válvula antirretorno oxigás

Figura 17 Cámara de mezcla

Válvulas de seguridad o antirretorno.

Se utilizan para evitar los peligros de un retroceso de llama.Los retrocesos de llama se pueden producir cuando la velocidadde propagación de ésta es superior a la velocidad de salida delos gases, lo cual puede provocar que la llama se introduzca en

el soplete y pueda llegar incluso, a través de las mangueras, alos cilindros de gas y provocar su explosión.

Estas se colocan justo a la salida de las válvulas reductoras depresión para proteger los cilindros, a la entrada del soplete no sesuelen colocar pues dificultaría su manejo al soldador/a. En casode mangueras, muy largas, además de la situada a la salida delas válvulas reductoras, también pueden situarse en algún puntode recorrido de las mangueras como medida de precaución con-tra incendios.

Válvula de seguridad





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Unidad

Este tipo de válvulas deben tener los siguientes elementos deseguridad:

Válvula de corte, que permite el paso del gas en una soladirección.

Sinterizado micro poroso, que apague una llama en retro-ceso.

Válvula de descarga que evita presión, al abrirse a la at-mósfera.

Válvula de corte térmico que evita elevación de tempera-tura.

¡ recuerdaQue el equipo de soldadura oxiacetilénica esta formado porelementos muy delicados en su manejo, de forma que siem-pre lo deberás tener en perfecto estado, y bien regulado portu propia seguridad y la de tus compañeros.Revisa las mangueras periódicamente limpia el soplete conregularidad y observa que la regulación de los manorreduc-

tores sea siempre la correcta y en función del trabajo a reali-zar

Materiales de aportación.

Fundentes y varillas de aportación.

Fundentes.En el acero al carbono no es necesario el empleo de fundenteso desoxidantes, ya que los óxidos se que se forman se fundencon facilidad, pero en el soldeo de los aceros aleados e inoxida-bles así como para el aluminio es imprescindible, para protegerel material y disolver los óxidos,

Deben reunir las siguientes características:

Ser capaces de disolver los óxidos





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Ser miscibles al agua para formar pastas suaves y exen-tas de cristales gruesos.

Poder reutilizarse una vez secos Su viscosidad debe ser la adecuada para su uso en todas

las posiciones.

Los residuos que produzcan han de ser eliminables fácil-mente y no ser corrosivos.

Los elementos que suelen contener estos fundentes sue-le ser, mezclas de sustancias a base de bórax, bicarbona-to sódico, silicato sódico, sosa, sílice, ácido bórico, cloru-

ro de sodio, potasio, magnesio etc,.

Varillas de aportación.

En la soldadura oxigás no siempre se utilizan varillas de aporta-ción, pero cuando estas se utilizan suelen ser de la misma com-posición que el material a soldar (soldadura homogénea) o decomposición diferente al material a soldar (soldadura heterogé-nea). El diámetro de las varillas oscila entre 1,6 y 6,4 mm y lalongitud entre 600 y 900 mm. Los tamaños empleados suelenestar condicionados por el espesor de las piezas.

Estas varillas pueden ser desnudas o revestidas por el fundente.

Las varillas se utilizan tanto para realizar cordones de unión depiezas, como para recargar superficies desgastadas, para quelas piezas recuperen sus dimensiones primitivas o para cambiaro mejorar las características superficiales de estas, como dotar-las de mayor resistencia a la corrosión, al desgaste, al calor, a lafricción, al impacto, etc,.

De forma orientativa se pueden decir que para soldar los mate-

riales siguientes las varillas deberían ser:

Aceros al carbono Aceros al Mn, ó Ni.

Aceros aleados. Aceros al Cr-V, ó CR-Mo.

Aceros inoxidables. La misma composición que elmetal base mas: Ti, W, ó Ni.

Cobre y sus aleaciones. Cobre con: Si, 1% de Ag, ó 2%de SN.





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Unidad

Aluminio y sus aleaciones. Al puro ó con el 10% de Si.

Magnesio y sus aleaciones. La misma composición que el

material base.

¡ recuerdaQue debes seleccionar las varillas adecuadas para cada tipode trabajo a realizar, y también el fundente o desoxidante sies necesario.

ejemplo

Si decides realizar una soldadura de chapas de acero al car-bono con varillas de latón, deberás utilizar un fundente ade-cuado a la temperatura

Proyección térmica.

Proyección térmica.

Consiste en fundir cualquier metal, bien en forma de, alambre opolvo, y proyectarlo sobre la superficie que deseamos recubrirmediante:

Un soplete oxiacetilénico.

Por arco eléctrico.

Mediante plasma.

La calidad y las propiedades del depósito de proyección térmi-ca vienen determinadas entre otros por los siguientes factores :

Tamaño de las gotas.

La temperatura.

La velocidad de proyección de las gotas.





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1Unidad

El grado de oxidación, tanto de las gotas del metal pro-yectado, como del metal base durante el proceso.

Estos factores pueden variar dependiendo del tipo de procesode proyección y del procedimiento seguido

En este proceso hay que tener en cuenta que:

La oxidación de las gotas del metal proyectado puede ser signi-ficativa cuando se usa aire como propulsor.

Las propiedades físicas y químicas del depósito proyectado, di-fieren generalmente de las del metal original. La estructura deldepósito es laminar y no homogénea.

La resistencia a la compresión que se obtiene es mayor, perola ductilidad menor.

Aunque puede utilizarse con otras finalidades, la principal apli-cación de la proyección térmica consiste en la obtención de ca-pas superficiales relativamente finas, con unas propiedades muydiferentes a las del metal de base, con dilución prácticamentenula. Las pruebas realizadas de proyección de productos cerá-micos y de mezcla de polvos metálicos y cerámicos, hanabierto nuevas perspectivas de aplicación de este procedimien-

to.

Proyección térmica con soplete oxiacetilénico.

Una pistola metalizadora de tipo oxiacetilénico está compuestabásicamente por una cabeza térmica que produce en la boqui-lla una llama de oxígeno y gas combustible (acetileno, propano,etc.). Esta cabeza térmica es similar, a un soplete de soldeo au-tógeno y tiene por objeto fundir el alambre del metal que se va aproyectar.

El alambre se alimenta a la boquilla de forma automática. Lapistola lleva también un bloque al que llega aire comprimidoque se utiliza para pulverizar el metal fundido en la cabeza tér-mica y proyectarlo sobre la pieza; enfriando este aire comprimi-do tanto la cabeza térmica como la pieza recubierta. Este tipo depistola, es ligera y por tanto puede utilizarse manualmente ocolocada en el portaherramientas de una máquina, para la pro-yección de cualquier metal que pueda fabricarse en forma dealambre.





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Unidad

También puede alimentarse, el material para el recubrimiento enforma de polvo, y la fusión se obtiene igualmente mediante unallama de oxígeno y un gas combustible.

Sus características más generales son:

Se prescinde del aire comprimido, en la mayoría de los casos.

La operación es más silenciosa.

Puede proyectarse cualquier material, que pueda fabricarse enforma de polvo con granulometría controlada y un análisis preci-so que determine que su punto de fusión se encuentra dentro dela capacidad térmica del equipo elegido.

¡ recuerdaQue estos equipos de soldadura y proyección térmica poroxigás, deben estar manejados por personal con la prepara-ción adecuada y deberán seguir siempre las indicaciones delprocedimiento.

ejemplo

El “Operador/a de soplete”, que utiliza el soplete oxiacetilé-nico, para proyectar recargues de materiales antifricción,sobre piezas desgastadas (rodillo laminación, …)





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Unidad

? autoevaluación

1.En algunos materiales para protegerlos y disolver losóxidos es necesario el uso de…… ……………....

2.El acetileno para poder envasarlo en botellas a pre-sión debe ir …

en acetonaa) Disuelto

b) Licuadoc) Mezclado con propano

3.¿Que temperatura llega a alcanzar la combustión dela llama Oxiacetilénica?

a) 5000b) 1500c) 3200

4.¿Que gases se utilizan además del acetileno comocombustibles en el procedimiento oxigás?

5.La llama oxiacetilénica utiliza como gas combustibleel…………….y como comburente……………..





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Unidad

respuestas autoevaluación

1.Fundentes o desoxidantes

2.Disuelto en acetona

3.3200.

4.Propano – Gas natural – Hidrógeno

5. Acetileno- Oxígeno





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1Unidad

Glosario de términos_____________________________

Acero templado: Acero endurecido mediante un trata-miento térmico consistente en calentarhasta una temperatura del orden de850º, enfriándolo luego de forma rápi-da en agua, aceite o aire.

Acero est irado: Tipo de acero maleable y mecanizable

Aguas del cordón: Son las ondulaciones debidas a la so-lidificación de los sucesivos baños defusión. Ellas condicionan, por su regu-

laridad y rugosidad, el aspecto gene-ral del cordón de soldadura.

Antir retorno: Válvula unidireccional, que evita el re-torno de fluidos o gases

Aporte térmico: Es el calor aportado por el arco eléc-trico, para realizar la soldadura.

Bisel: Corte oblicuo en el borde o en la ex-tremidad de una lámina o plancha, pa-

ra acondicionar los bordes a soldar.

Cabeza térmica: Cabeza que soporta altas temperatu-ras sin fundirse

Cadmiado: Baño de cadmio sobre un metal

Cara de la so ldadura: Es el cordón de soldadura que se de-posita en la última pasada por el ladodonde se ha realizado la soldadura.

Chaflán: Abertura que queda entre los dos bi-seles de las partes a unir para recibirel material aportado en la soldadura.

Combustible: Material que arde

Comburente: Que provoca o favorece la combustión

Cordón de raíz: Cordón que se realiza en la caraopuesta de la soldadura.





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1Unidad

Cordón de soldadura: Es el conjunto del metal depositadopara formar la unión deseada, unasoldadura puede comportar una o va-

rias pasadas.

Corrosión: Efecto que produce el oxígeno sobrela capa externa de los metales.

Cráter: Es la cavidad producida por el arcoeléctrico al finalizar una soldadura.

Cromado: Baño de cromo sobre los metales.

Cualificación: Preparación y certificación para ejer-

cer determinada actividad o profesión.Densidad: Relación entre la masa y el volumen

que ocupa un cuerpo.

Dilución: Es la proporción en la que el metalbase contribuye junto al metal deaportación en la composición del cor-dón de soldadura.

Electro válvula: Válvula utilizada para abrir o cerrar elpaso en una canalización que se acti-va eléctricamente.

Estampación: Operación para conformar piezas in-dustriales

Exotérmica: Proceso que va acompañado de undesprendimiento de calor.

Extrusión: Operación para conformar piezas in-dustriales

Falta de fusión: Defecto de la soldadura que se pro-duce cuando se deposita metal deaporte fundido sobre metal base sinfundir, no se produce la unión entreambos metales, lo que repercute en laresistencia de la junta, tratándose deun defecto muy grave.

Fatiga: Determina en un metal el limite porencima del cual está expuesta a rotu-





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1Unidad

ra, como consecuencia de estar so-metida a esfuerzos.

Fleje: Tira metálica de sección rectangularde pequeño espesor y anchura relati-vamente mayor, un ejemplo puede serla cinta metálica de algunos embala- jes.

Frágil: Un metal es frágil cuando se vuelvequebradizo.

Fundición blanca: Tipo de fundición que no se puedemecanizar

Fundición dúctil: Tipo de fundición que se puede me-canizar

Fundición maleable: Tipo de fundición que se puede me-canizar

Fusión: Paso de un cuerpo de estado sólido alestado líquido por la acción del calor.

Galvanizado: Baño térmico-químico de protecciónsobre los metales

Garganta de soldadura: “Cuello“ Es la altura del triangulo ins-crito en el perfil del cordón de una sol-dadura en ángulo.

Homogéneo: De la misma composición o naturale-za.

Heterogéneo: De diferente composición o naturale-za.

Ignifugo: Que protege del fuego y del calor.

Inactínico: Cristal que filtra sol rayos que des-prende el arco eléctrico, y sirve paraproteger la vista en la operación desoldar.

Ionizar: Se dice que un gas esta ionizadocuando en su seno existen cargaseléctricas libres, en estas condiciones





32

1Unidad

el gas se hace conductor de la co-rriente.

Manorreductor: Dispositivo regulador de la presión desalida del gas contenido en un reci-piente.

Mecanizado: Proceso por el que se transforma unmetal bruto en útil; este cambio serealiza mediante maquinas de arran-que de virutas.

Metal base: Pieza metálica sobre la que se realizala unión soldada.

Metal de soldadura: Zona que se corresponde con el metalfundido durante la operación de sol-deo y en el que su estructura y com-posición química varían en función delmetal base y los aportados.

Palpador: Emisor y receptor de ondas ultrasóni-cas usado en la inspección de solda-duras, para descubrir defectos.

Pasadas anchas: Es cada uno de los depósitos “capas”de material que se realizan en unaunión soldada con una oscilación late-ral del material de aporte.

Pasadas estrechas: Es cada uno de los depósitos o “ca-pas” de material que se realizan enuna unión soldada sin oscilación late-ral.

Pasadas: Es cada uno de los depósitos o “ca-

pas” de material que se realizan enuna unión soldada.

Porosidad: Defecto del cordón con aspecto depequeñas cavidades huecas, puedenestar en la superficie o en el interior.

Posición cornisa: Posición de soldadura en la que estase realiza horizontalmente sobre unasuperficie a soldar en plano vertical





33

1Unidad

Precalentamiento: En algunos materiales es necesariocalentar las inmediaciones de la juntahasta cierta temperatura, antes del

proceso de soldeo.

Poscalentamiento: Acción de volver a calentar las piezasdespués de someterlas a un procesode soldeo para que cesen las tensio-nes y regenerar su estructura.

Raíz de la soldadura: Es el primer cordón y tiene mucha im-portancia desde el punto de vista de lasoldadura final, debido a la gran masade metal a unir con respecto al espe-

sor de este cordón y por la geometríade la unión; por consiguiente, al cor-dón de raíz debe prestársele el máxi-mo de atención en su ejecución a lahora de soldar, depositando un cordónde raíz con calidad y penetración. So-bre espesor de la cara: es el excesode material aportado que sobresalecon relación a la superficie de las pie-zas a soldar por el lado de la cara.

Sobre espesor de raíz: Es el exceso de material que sobresa-le por el lado contrario con relación ala superficie de las piezas a soldar porel lado de la penetración.

Soldabilidad: Independientemente de la habilidaddel soldador/a no todos los materialesadmiten la soldadura con la misma fa-cilidad, siendo la propiedad que midela mayor o menor aptitud de los mate-riales, para el soldeo.

Tenacidad: Característica de los materiales quemide su capacidad de absorción deenergía en forma de choques sin lle-gar a romperse.

Torio: Elemento químico, lo mismo que elzirconio, cerio, y lantano, que perte-necen a la familia de los metales detransición.





34

1Unidad

Tratamiento térmico: Modificación de las características deun metal, por medio de calor sin al-canzar la temperatura de fusión.

Zona afectada térmicamente ( ZAT ): Zona adyacente ala unión que se ve afectada por las al-tas temperaturas pero que no llega afundir, en ella se pueden producir mo-dificaciones estructurales y como con-secuencia cambios en sus caracterís-ticas mecánicas pudiendo ser propen-so a desarrollar oxidaciones, grietas, ocondiciones desfavorables.





35

1Unidad

Bibliografía ____________________________________

CURSO GENERAL DE TECNOLOGÍA DE SOLDEO: FondoFormación con la colaboración de: Eur Forrm, Instituto de Sol-dadura e Qualidade (ISQ), FEMETAL (Federación de Empresasdel Metal y Afines), Cesol (Asociación Española de Soldadura)

SOLDADURA CICLOS I Y II: Fondo Formación (Servicio de pro-ducción didáctica)

MANUAL DEL SOLDADOR: Cesol (Asociación Española de

Soldadura)

SOLDADURA DE LOS ACEROS: Manuel Reina Gómez



Módulo 6 Trazados y desarrollos de calderería

Unidad Trazado y desarrollo de codos, tolvas e injertos4

28

Fondo de Formación yGestión Empresarial, SAL



Soldadura

1


r o y e c c i ó n


2 Técnicas operativas



SOLDADURA

EDITA: Grupo Fondo Formación, A.I.E.

DIRECCIÓN Y COORDINACIÓN: Fondo Formación Euskadi, S.L.L.

COLABORAN:Javier Riaño MolledoMertxe Landa ArtetxeMariano Ruiz AlcaldeOscar Álvarez Franco

DEPÓSITO LEGAL: SE-998-07

Recomendada la impresión en Papel Reciclado

Copyright: © 2007. Grupo Fondo FormaciónTodos los derechos reservados.Esta publicación tiene fines exclusivamente educativos.Queda prohibida la venta de este material a terceros, así como la reproducción total o parcial de sus contenidos sin autorizaciónexpresa de los autores y del Copyright.

El uso del lenguaje que no discrimine ni marque diferencias entre mujeres y hombres forma parte del ideario del Gru-po Fondo Formación. Por ello, en la redacción de este material didáctico se ha optado por el uso de términos genéri-cos, evitando el uso tradicional del lenguaje que emplea el masculino como genérico. En los casos en los que se em-plea el masculino genérico clásico, se entenderá que hace referencia siempre a mujeres y hombres.



Técnicas operativas


3

2Unidad

Objetivos. ▌Señalar las técnicas operativas para el desarrollo del procedi-miento.

▌Preparar los bordes y posicionar las piezas que se van a sol-dar.

▌Identificar la simbología que guarde relación con el proceso desoldeo.

▌Resolver los diferentes tipos de unión en las posiciones verti-cal, horizontal y bajo techo, dando los cordones de soldaduranecesarios en función del grosor y material empleado, consi-guiendo la calidad requerida.

Presentación.

En esta unidad didáctica comprobarás las especificaciones pro-pias de un proceso de soldeo.

En esta unidad didáctica tratarás los siguientes puntos:

• Preparación de bordes y tipos de unión

• Técnicas de soldeo.

• Representación simbólica de las soldaduras





4

Unidad

Preparación de bordes y tipos de unión.Los tipos de uniones utilizados en soldeo oxigás son fundamen-talmente:

Biselado por oxigás

A tope.

A solape.

En T.

En esquina.

Realizar la unión con preparación de bordes o sin ella, será fun-ción del espesor de la pieza a soldar y de la resistencia requeri-da, teniendo en cuenta que debe conseguirse una buena pene-tración y fusión y al mismo tiempo considerar los fenómenos decontracción y tensión, que se producen como consecuencia delciclo térmico de la soldadura.

A continuación veremos los tipos de uniones y preparaciones debordes más comunes en el soldeo de pequeños espesores (es-pesor menor 3/16”.), de espesores medianos y grandes (espesor

igual o mayor de 3/16”.) y de tubos, que son las principales apli-caciones del soldeo por oxigás.

Soldeo de pequeños espesores.

Se consideran espesores pequeños los menores de 3/16” pul-gadas (4.75 mm) (a partir de ahora 3/16”.). El soldeo de estosmateriales se realiza de una sola pasada y no precisa una espe-cial preparación de bordes, exceptuando su limpieza.

Los cinco tipos de uniones más comunes son:

Unión a tope (soldeo con bordes rectos).

Unión a tope con bordes levantados (soldeo con fusióntotal).

Unión a solape (soldeo doble en rincón).

Unión en T (soldeo doble en rincón).

Unión en esquina (soldeo en V).





5

Unidad

Figura 1

Soldeo de medianos y grandes espesores.

Se consideran espesores medianos y grandes los espesoresmayores de 3/16”. El soldeo oxigás de espesores gruesos pre-senta muchas desventajas respecto al soldeo por arco eléctrico,en lo que se refiere a:





6

Unidad

La velocidad de ejecución.

Economía.

Deformaciones producidas.

Consecuencias metalúrgicas.

Por lo que prácticamente no tiene ningún interés en estecampo de espesores.

Chapa biselada de espesorgrueso Soldadura de tuberías.

La mayoría de las soldaduras que se realizan por oxigás en tu-

bos son circunferenciales y a tope, y siempre en espesores fi-nos. La preparación y biselado de los bordes debe ser la nece-saria para asegurar una correcta penetración y permitir el manejo del soplete.

Técnicas de soldeo.

En soldeo oxigás se utilizan las técnicas de soldeo a izquierda yderecha y las posiciones normales de soldeo (horizontal, corni-

sa, vertical y en techo).

Soldaduras a izquierdas.

En esta técnica el/la soldador/a lleva la varilla del metal de apor-tación por delante del soplete, según la dirección de avance.

Se emplea fundamentalmente en chapas de acero de hasta 4mm y en la mayoría de los metales no férreos, independiente-mente de su espesor.

Para los espesores de chapas que más se sueldan se suele uti-lizar un ángulo de unos 45º, mientras que para espesores meno-res de 2 mm no es conveniente un ángulo tan grande, pues sepodría perforar el material. En espesores gruesos, en cambio,para evitar que el metal fundido de la varilla sea expulsado debaño de fusión y se dirija a zonas del material base sin calentarsuficientemente, se aumenta el ángulo de soldadura.

De lo indicado anteriormente, puede deducirse que tal vez elprincipal inconveniente de esta técnica se produce al soldar es-





7

Unidad

pesores gruesos, pues si se expulsa el material de aportación azonas sin calentar adecuadamente, se podría obtener una pe-gadura por adherencia y no una soldadura, que exige una unión

metalúrgica perfecta.

Soldadura a derechas.

En esta técnica el/la soldador/a lleva la varilla del metal de apor-tación por detrás del soplete, según la dirección de avance. Seemplearía fundamentalmente en chapas de más de 4 mm, perocomo este espesor se sale del campo normal de aplicación delsoldeo con llama, no es una técnica muy utilizada. Tiene el in-conveniente que el/la soldador/a tiene menos libertad de movi-

miento en la utilización del soplete, sin embargo, y fundamen-talmente para los espesores indicados, es más fácil evitar losdefectos de unión y resulta más económico gracias a una mejorutilización del calor.

Figura 2





8

Unidad

¡ recuerdaLa preparación de los bordes esta normalizada de modo quehay que observar las indicaciones de los planos al respecto.

ejemplo

Indicaciones del tipo:• Soldaduras a penetración total• Cuellos de 4 mm.• Soldadura por ambas caras.

Aplicaciones.

Dadas las características de los procesos de soldeo oxigás y delos equipos utilizados, las principales aplicaciones genéricas delsoldeo oxigás, y especialmente de la oxiacetilénica, son:

Soldeo de tubos y construcciones tubulares, fundamental-mente de pequeño espesor, pudiendo mencionarse las soldadu-ras circunferenciales y el soldeo de tubos de derivación.

Soldeo de chapas finas y fabricaciones de construcciones sol-dadas como depósitos y calderas.

Reparaciones por soldeo:

Es la que se refiere a la aptitud de este proceso para los diferen-tes metales y aleaciones. Como ya comentamos, pueden sol-

darse todo tipo de aleaciones férreas y no férreas, con la excep-ción de los metales refractarios y activos.

A continuación comentaremos la aptitud de este proceso paraalgunos de los principales metales y aleaciones.

Aceros bajos en carbono y de baja aleación: sueldan biencon soldeo oxiacetilénico y llama neutra, normalmente no preci-san ni fundentes ni precalentamiento, ni post-calentamiento. Da-das las relativamente lentas velocidades de enfriamiento obteni-das con estos procesos, las tensiones residuales que puedan





9

2Unidad

aparecer, se deberán fundamentalmente al ciclo térmico y a dis-torsiones mecánicas. Estas aleaciones son la principal aplica-ción del soldeo oxiacetilénico.

Aceros altos en carbono, aleados e inoxidables: dentro de loslímites de su soldabilidad metalúrgica, pueden ser soldados consoplete oxiacetilénico y llama neutra, si bien suelen preferirseotras técnicas. Los aceros inoxidables además precisan la utili-zación de fundentes.

Fundiciones: el soldeo oxiacetilénico es utilizado para soldarfundiciones grises principalmente, y en menor medida para fun-ciones dúctiles y maleables.

En el soldeo oxiacetilénico de fundiciones grises se realizan re-paraciones y uniones sencillas.

Con las fundiciones dúctiles se realizan fundamentalmente re-paraciones superficiales en piezas fundidas.

Con las fundiciones maleables se realizan reparaciones superfi-ciales antes del tratamiento térmico de maleabilización, pues encaso contrario se crearía una zona de fundición blanca.

El cobre y aleaciones pueden soldarse con soldeo oxigás, si

bien dada su gran conductividad térmica precisan precalenta-miento y por su gran coeficiente de dilatación los peligros de de-formaciones deben vigilarse.

Para el soldeo del cobre y de bronces se precisa llama neutra,para evita la oxidación del cobre con llamas oxidantes, y la po-rosidad producida por una llama con exceso de acetileno.

Para el soldeo de los latones, en cambio, se precisa llama oxi-dante para disminuir el peligro de vaporización del cinc. Debenutilizarse fundentes (bórax, cloruro sódico, fosfato cálcico, etc.).

Pueden soldarse por esta técnica, aunque presentan dificultadesoperatorias, exigen una preparación muy esmerada y precisan lautilización de desoxidantes.

Por las propiedades de conductividad es preciso gran aportetérmico, pero por peligro de agrietamiento en caliente no se re-comienda normalmente el precalentamiento.

Se recomienda una llama con un pequeño exceso de acetileno,por no producirse absorción de carbono y por facilitar la eficacia





10

Unidad

del fundente, que en estas aleaciones son necesarios. Comofundentes se utilizan mezclas de fluoruros y cloruros alcalinos.

¡ recuerdaLa limpieza y una buena técnica de soldeo son fundamenta-les para obtener calidad en las soldaduras

ejemplo

Para tubo de instrumentación en acero inoxidable, se utiliza-rá una limpieza con decapantes ácidos

Posiciones de soldeo.

La posición en la que se realice la operación de soldeo influyedecisivamente sobre:

La mayor o menor dificultad de ejecución cuando se tratade procesos manuales. (Habilidad del soldador/a).

La posibilidad, o no, de aplicación de determinados pro-cesos.

La productividad.

La probabilidad de aparición de defectos.

Además de infinidad de posiciones intermedias, a efectos declasificación se consideran cuatro posiciones de soldeo básicas:

Plana u horizontal.

Soldadura horizontal sobre plano vertical, cornisa.

Vertical, ascendente o descendente.

Bajo techo.





11

Unidad

Correspondencia entre las designaciones de las posicionesde soldeo conforme a la normativa europea (EN) y la ameri-cana ASME.

Designaciónen norma

EN

Designaciónen norma ASME

POSICION DE LA UNION.

PA 1G

PA 1F

PB 2F

PB 2FR

PC 2G

PF

PGPB

25F Ascendente

5FDescendente

FR





12

Unidad

H-L045 6G

PD 4F

PE 4G

PF

PG

3G Ascendente

3G

Descendente

PF

PG

3F Ascendente

3FDescendente

PF

PG

5G Ascendente

5GDescendente





13

Unidad

¡ recuerdaNo siempre se pueden voltear las piezas para poder realizarlas soldaduras en la posición más favorable, de modo quees el soldador/a quien deberá acoplarse a la posición de lasestructuras

ejemplo

El montaje y ensamblamiento de los bloques que conformanun barco en construcción, se ha de realizar tal y como estaen la grada o dique seco

Representación simbólica de las soldaduras.

Para la fabricación de productos metálicos se utilizan como guíalos planos constructivos. Cuando la calidad del producto final es-té muy condicionada por el proceso de fabricación, los planos,además de la geometría y dimensiones, deben facilitar informa-ción sobre la forma de obtención.

En lo que respecta a las soldaduras, no basta que en el plano seindiquen los sitios donde deben ser ejecutados los cordones si-no que debe indicarse:

El tipo de junta.

Las dimensiones de los cordones.

La forma de los mismos.

Si se realizan en obra o en taller.

El procedimiento que debe emplearse.

Toda esta información se representa de forma simbólica me-diante una serie de reglas y símbolos que están recogidos en lasnormas pertinentes.

En este apartado vamos a estudiar la simbología que emplea lanorma UNE-14 009-84 que es equivalente a la norma interna-cional ISO-2 553. No obstante, y dada su difusión a nivel mun-





14

Unidad

dial, comentaremos al final, de forma más resumida, la simbolo-gía de la norma AWS-2,0.

Tanto en una como en otra norma, la representación comprendeuna serie de símbolos elementales que pueden completarse conunos símbolos suplementarios, unas cotas y unas indicacionescomplementarias (ver Figura 3)

Símbolocomplementario

Representación

simbólica

Símbolo

elemental Cotas

Indicaciones

Figura 3





15

Unidad

Todos los símbolos se apoyan en una línea de referencia queademás indica la posición de la soldadura.

Norma UNE 14 009.

Símbolos elementales.

Son estos los más importantes, dado que indica la forma de lasoldadura a realizar. Este símbolo no prejuzga el procedimientoa emplear.

En la figura 4 se recogen los símbolos elementales utilizados pa-

ra representar los diferentes tipos de uniones y preparacionesde bordes.

Designaciones Ilustraciones Símbolos

Soldadura sobre bordes le-vantados completamente fun-

didos

Soldadura sobre bordes rec-tos

Soldadura en V

Soldadura en semi-V

Soldadura en Y

Soldadura en semi-Y

Soldadura en U o en Tulipán





16

Unidad

Soldadura en semi-U o en J

Repaso por el dorso

Soldadura de ángulo

Soldadura en entallas o en ta-pones

Soldadura por puntos

Soldadura en línea continuacon recubrimiento

Figura 4

Símbolos suplementarios.

Los símbolos anteriores pueden complementarse mediante sím-bolos que caracterizan la superficie exterior de la soldadura. La





17

Unidad

ausencia de este símbolo indica que no es necesario precisar laforma de la superficie. En la figura 5 se muestran estos símbolossuplementarios y en la figura 6 se utilizan, en combinación con

los elementales, para definir forma y acabado de la soldadura.

Forma de la superf icie soldada Símbolo

a) Plana

b) Convexa

c) CóncavaFigura 5

Tipos de soldadura Ilustraciones Símbolos

Soldadura en V plana

Soldadura en doble V o en

X convexa

Soldadura en ángulo con-vexa

Soldadura en V plana conrepaso plano al dorso

Figura 6

Cotas.

Cada símbolo puede ir acompañado de cierto número de cotas.Si éstas hacen referencia a la sección transversal, se colocarána la izquierda del símbolo y si hacen referencia a la dimensiónlongitudinal se colocarán a la derecha.





18

Unidad

Las cotas fundamentales a indicar son:

Espesor del cordón (e), para soldaduras a tope. Se tomará

igual al espesor de la chapa más delgada.Garganta del cordón (a), para soldaduras en ángulo Se tomaráel valor de la garganta teórica (ver figura 7).

Conviene tener en cuenta las siguientes notas:

Si no se indica la dimensión longitudinal, ésta se supone que escontinua a todo lo largo de la soldadura.

Salvo indicación contraria, las soldaduras a tope son de pene-

tración total.

Para soldaduras en ángulo, la cota que hace referencia al espe-sor es siempre la garganta de la soldadura.

Indicación de la situación de la soldadura.

Los símbolos que definen el tipo de soldadura y las cotas co-rrespondientes se indican encima o debajo de la línea de refe-rencia dependiendo de su situación.

Concretamente, la indicación se sitúa sobre la línea de referen-cia cuando la cara de la soldadura coincide con la cara delante-ra de las piezas

Figura 7





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Unidad

La información puede complementarse con otras indicacionessimbólicas como las que se muestran en la figura 8.

Un pequeño círculo en la esquina línea de referencia- línea demarca indica que debe soldarse en todo el contorno.

Una bandera en dicha esquina indica que la soldadura debe rea-lizarse al montaje.

El procedimiento de soldeo, que en la norma UNE se expresacon un número, se indica al final de la línea de referencia.

Tipo de junta

Figura 8

En la figura siguiente se muestra un ejemplo de simbolización deuna unión.





20

Unidad

Figura 9

Norma AWS 2,0La normativa AWS, de gran difusión a nivel mundial, utiliza, bá-sicamente, la misma estructura y simbología que comentamos apropósito de la norma UNE.

No obstante, presenta algunas diferencias que, de no tenerse encuenta, pueden dar lugar a importantes errores de interpreta-ción.

Entre las más importantes podemos citar: (Figura 9)

Indicación de la situación de la soldadura. En la norma UNE, laindicación se pone sobre la línea de referencia para los cordo-nes situados en la cara delantera, en la norma AWS la indica-ción se pone debajo de la línea de referencia.

Dimensiones de la soldadura en ángulo: En la norma UNE habíaque indicar la garganta del cordón, en la norma AWS se indica ellado del cordón.





21

Unidad

El procedimiento de soldadura: En la norma UNE éste se indica-ba mediante un número, ahora se indica mediante unas siglas.

Figura 10

¡ recuerdaQue cuando un trabajo a realizar esta sujeto a códigos ynormas de fabricación es totalmente necesario el seguimien-to estricto de dichas normas.





22

Unidad

? autoevaluación

1.La soldadura oxiacetilénica se utiliza preferentementesobre chapas de espesores………………

2.Las juntas típicas de este procedimiento son menos exi-gentes en cuanto a su preparación por lo que no se suelenutilizar biseles, estas juntas suelen ser

3.La progresión de la soldadura se puede realizar en dossentidos,Soldadura a ……………….Soldadura a…………………

4.Para el soldeo de aceros inoxidables es necesario el em-pleo de ………

5.Se pueden soldar materiales no férricos como el bronce,latones, cobre, aluminio etc. ¿Si ó no?





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Unidad


1.Finos

2. Unión a tope. Unión a solape.Unión en TEn esquina

3.Derechas e izquierdas

4.Fundente o desoxidante

5.Si





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2Unidad





















25

2Unidad


rias pasadas.

Corrosión: Efecto que produce el oxigeno sobrela capa externa de los metales.

















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2Unidad



















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2Unidad

















28

2Unidad


proceso de soldeo.












29

2Unidad







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2Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






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Soldadura

1


r o y e c c i ó n


3 Materiales



SOLDADURA










Materiales


3

3Unidad

Objetivos. ▌Reconocer los diferentes tipos de aceros, su soldabilidad y lasZAT (zonas afectadas térmicamente.)

▌Identificar las reacciones de los aceros ante los calentamientosy enfriamientos que sufren en procesos de soldeo

▌Señalar los métodos secuencias y progresiones en el desarro-llo de los trabajos para que las deformaciones sean minimiza-das.

▌Inspeccionar visualmente las soldaduras obtenidas, identifi-cando defectos y causas que las provocan

▌Explicar los tratamientos locales de relajación de tensiones.

Presentación.

En esta unidad didáctica comprenderás la importancia que re-quiere el soldeo de los materiales así como los posibles defectos

que se generen en el proceso.


• Soldabilidad de los materiales.

• Transformación en los materiales en las uniones soldadas.

• Deformaciones de los materiales como consecuencia del ca-lor.

•

Imperfecciones y defectos de la soldadura.

• Defectos típicos del procedimiento.



3 Materiales


4

Unidad

Soldabilidad de los materiales.

Concepto de soldabilidad.

La recomendación ISO 581/80 define la soldabilidad diciendoque: “ Un metal se considera soldable en un grado prefijadopor un procedimiento determinado y para una aplicaciónespecífica, cuando mediante una técnica adecuada se pue-da conseguir la continuidad metálica de la unión, de tal ma-nera que ésta cumpla con las exigencias prescritas conrespecto a sus propiedades locales y a su influencia en laconstrucción de que forma parte integrante“ .

Preparación de los bordes

La soldabilidad de un material determina su aptitud para sersoldado.

Zonas en la unión soldada.

La composición química del material base, del aportado, y lastemperaturas a que han estado sometidos durante el proceso de

soldeo tienen una influencia decisiva sobre la estructura meta-lúrgica, y como consecuencia, en el comportamiento del conjun-to soldado, tanto desde el punto de vista mecánico como frentea la corrosión. Por lo tanto se pueden definir tres zonas muy ca-racterísticas en una unión soldada:

Metal base: zona que no ha sufrido ninguna transformación, demodo que tanto su estructura como su composición química secorresponden con las de partida.

Metal de soldadura: zona que se corresponde con el metal fun-

dido durante la operación de soldeo y en el que su estructura ycomposición química varían en función del material base y losaportados.

Zona afectada térmicamente (ZAT): es la zona adyacente a launión que se ve afectada por las altas temperaturas pero que nose llega a fundir, en ella se pueden producir modificaciones es-tructurales y como consecuencia cambios en sus característicasmecánicas pudiendo ser muy propensa a desarrollar oxidacio-nes, grietas, o condiciones desfavorables. En general es desea-ble una ZAT estrecha.



3 Materiales


5

Unidad

Figura 1

Aporte térmico.

Es el calor aportado por el arco eléctrico o la llama del soplete,para realizar la soldadura, es una variable de suma importancia

a efectos de calidad y de características mecánicas de los mate-riales y en determinados casos deberá estar limitado.

El aporte térmico dependerá del procedimiento de soldeo los pa-rámetros utilizados como la intensidad, la tensión, la velocidad,del espesor y el diseño de la junta.

Dilución.

Es la proporción en la que el metal base contribuye junto al me-tal de aportación en la composición del cordón de soldadura.

La dilución influye en la composición química del cordón de sol-dadura y puede calcularse para conocer el contenido de los dis-tintos elementos que lo forman.

Pieza soldada

% Dilución = [ B / (A + B) ] * 100



3 Materiales


6

Unidad

% Dilución = [ Área sombreada / Área total del cordón desoldadura ] * 100

Figura 2

¡ recuerda

En toda unión soldada hay además de los materiales a unir,el material de aportación, las zonas diluidas y las zonasafectadas por el calor ZAT que también sufren transforma-ciones estructurales.

Precalentamientos pos-calentamientos ó aliviode tensiones.

En algunos materiales que presentan problemas de soldabilidad

y en ocasiones por las condiciones climáticas derivadas de laépoca del año o de la situación en que se desarrollen las labo-res de soldadura, se precisa precalentar a ciertas temperaturaslas piezas que van a ser soldadas, así como retrasar o alargarlos enfriamientos de forma controlada.

La temperatura de precalentamiento así como entre pasadasdeberá calcularse con arreglo a la composición del material, elespesor del mismo, el diseño de la junta, el procedimiento desoldeo y todas las variables que puedan modificar la estructura ylas condiciones metalúrgicas del material, de no tenerlo en cuen-

ta se podrían agrietar las soldaduras en las ZAT zonas afecta-das térmicamente,

Los objetivos del precalentamiento son:

Reducir la velocidad de enfriamiento de las piezas.

Eliminar la humedad que pudieran tener los materiales a soldar.



3 Materiales


7

Unidad

En materiales muy conductores como el Aluminio o el Cobre ysus aleaciones, disminuir las perdidas de calor para conseguirbaños de fusión mas adecuados.

Precalentar las piezas es muy costoso hay que disponer deequipos apropiados, se consume corriente eléctrica, gases y seemplea tiempo, además de dificultar las operaciones de soldeo,en ocasiones la temperatura que deben soportar los/as soldado-res/as, es muy elevada. Por lo tanto cuando se especifica un de-terminado precalentamiento es porque es necesario para con-seguir una determinada calidad final del trabajo debiendo se-guirse estrictamente las instrucciones dadas en el procedimiento(WPS)

Cuando el procedimiento exige un precalentamiento normalmen-te también exige, un mantenimiento entre pasadas y un enfria-miento lento y controlado, en ocasiones esto no es posible y sedeja para tratarlo mas adelante, esto es lo que se conoce comoposcalentamientos y alivio de tensiones.

También se deben someter a estos procedimientos las piezasque han sufrido procesos de soldadura amplios, sobre grandesespesores, efectuadas por varios/as soldadores/as realizando sutrabajo a la vez, que por el propio proceso, han podido realizarel trabajo dejando tensiones, que con el paso del tiempo y los

esfuerzos propios a que se deben someter acabaran limitando lavida útil de la pieza o derivando en accidente.

Un alivio de tensiones consiste en someter las piezas ya ter-minadas a una elevada de temperatura, mantenerla un determi-nado tiempo y someterla después a un enfriamiento lento y con-trolado.

Los objetivos del alivio de tensiones son:

Reducir el nivel de tensiones residuales.

Mejorar alguna propiedad o característica de la soldadura o delas ZAT.

La temperatura de calentamiento, el tiempo de mantenimien-to y la velocidad de enfriamiento, dependerán de la aleaciónempleada, cada elemento de los componentes de dicha alea-ción, influirá de diferente manera, del espesor del material y deldiseño y volumen de las juntas.

La acumulación de cordonesde soldadura provoca ten-siones y deformaciones enlas uniones soldadas



3 Materiales


8

Unidad

Transformaciones en los materiales.

Tensiones y deformaciones.

Cuando calentamos un material y posteriormente lo dejamosenfriar libremente, este en principio se dilata es decir aumentasu volumen y después se contrae, diminuye el mismo, estadisminución es superior a la dilatación inicial, de forma que pro-voca una deformación en la pieza.



3 Materiales


9

Unidad

Si para que esto no ocurra sujetamos las piezas evitando asÍ ladeformación por medio de embridamientos, o atiesadores ocualquier otro método de inmovilización de las piezas, en estas

aparecerán tensiones internas, puesto que no se les ha dadola oportunidad a estas fuerzas de desarrollarse libremente.

En ocasiones y de forma controlada este fenómeno sirve bienpara enderezar piezas o para todo lo contrario, dar la formaadecuada mediante una técnica que se denomina líneas de ca-lor

ejemplo

Por medio de estas líneas de calor se realiza el conformadoel casco de los barcos

¡ recuerdaCuando calentamos un material se dilata y al enfriarse secontrae, esta contracción es superior a la dilatación. De haysurgen las deformaciones y las tensiones por soldadura.

En los conjuntos de piezas soldadas este mismo fenómeno esun grave problema puesto que sometemos a las mismas a ca-lentamientos y enfriamientos muy localizados y con direccionescontradictorias de forma que el resultado es que se deforman,reducen sus medidas iniciales y se crean unas tensiones inter-nas que afectaran a la vida posterior de los mismos con el con-siguiente riesgo de roturas frágiles que tantos accidentes hanprovocado.

Las deformaciones más corrientes pueden ser:

Contracción longitudinal , que se produce en el sentido longitu-dinal a lo largo de toda la pieza, produce deformaciones como lade la figura. 4



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Unidad

Figura 4

Contracción transversal , que se produce de forma perpendicu-lar a la anterior como muestra la figura 5

Figura 5

Contracción angular , es una contracción transversal que se de-riva de una soldadura de sección triangular y se contrae trans-versalmente de forma desigual, como en la figura 6.

Figura 6

Métodos para evitar las deformaciones.

Diseño de la unión.

La deformación será menor cuanto:

Mayor sea la simetría de la pieza.



Materiales


11

3Unidad

Menor sea la cantidad de calor aportado.

Menor sea la cantidad de metal de soldadura.

En uniones a tope y con el fin de reducir la cantidad de metal desoldadura:

La separación en la raíz será la mínima pero que garantice unabuena accesibilidad del material y por lo tanto una buena pene-tración.

Los biseles tendrán el mínimo ángulo posible.

Se utilizarán preparaciones en U en lugar de V cuando el espe-sor de la pieza sea elevado.

Si hay acceso por ambos lados y el espesor es muy grueso, aunsiendo mas caras se preferirán las preparaciones en doble U ydoble V.

En uniones en ángulo se deberá reducir el aporte térmico y elcuello de la soldadura teniendo en cuente que este no sea infe-rior al especificado.

Montaje de las piezas.

Para reducir las contracciones y en consecuencia las deforma-ciones se tendrá en cuenta:

Predeformar elásticamente las piezas en sentido contrario a ladeformación prevista.

Estimar la deformación que se vaya a producir durante la solda-dura y colocar las piezas de forma que compensen dichas de-formaciones.

Embridar las piezas de forma que se la deformación sea míni-ma.

Este último método es el peor puesto que facilita la aparición detensiones internas y obliga en determinados casos a efectuar unalivio de tensiones posterior, si bien los anteriores son más difí-ciles de aplicar.



3 Materiales


12

Unidad

Detalle de los cordones desoldadura en una pieza

Proceso de soldeo.

Si queremos evitar las deformaciones o minimizarlas en lo posi-ble tendremos que:



3 Materiales


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Unidad

Realizar en primer lugar las soldaduras que provoquen la mayorcontracción.

Reducir al mínimo el aporte térmico, para ello soldaremos de laforma más rápida posible.

Para evitar un enfriamiento rápido, precalentaremos las piezas,sobre todo cuando los espesores sean gruesos, este métododebe emplearse con mucho cuidado teniendo en cuenta que enalgunos materiales puede ser perjudicial.

Las uniones se realizarán de forma que se emplearán los mayo-res diámetros posibles en electrodos, hilos o varillas y así redu-cir al mínimo las pasadas.

Progresar de forma simétrica, de forma que las distintas pasa-das se contrarresten entre sí en uniones en ángulo, así como atope en doble V o U

Detalle de los cordones desoldadura en una pieza

¡ recuerda

Seguir las indicaciones dadas por los responsables de sol-dadura en cuanto a la realización y progresión de los traba-

jos, de esta forma minimizaras las deformaciones y tensio-nes.

ejemplo

En ocasiones es conveniente el contar con soldadores/aszurdos/as para hacer más sencillas las progresiones y con-trarrestar las soldaduras de los/as soldadores/as diestros/as


Si entendemos la calidad como la respuesta correcta a unas ne-cesidades, para hablar de calidad de un producto es necesariofijar previamente los requisitos exigibles. En otras palabras, espreciso disponer de un modelo que nos sirva de referencia.



3 Materiales


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Unidad

En el caso de la soldadura, vamos a tomar como referencia unasoldadura ideal que nos permita definir como imperfecciones to-do lo que se desvíe de este modelo. La valoración de las imper-

fecciones para ver si la soldadura es aceptable no será la mismaen todos los casos, sino que dependerá del nivel de exigenciadel producto que se va a fabricar.

Imperfección.

Falta de perfección.

No es necesariamente motivo de rechazo.

En la siguiente radiografía 1 se observa un defecto de soldaduraprovocado por una inclusión de escoria

Radiografía 1 (Imperfección en el cordón de soldadura)

Defecto.

Falta de las cualidades exigibles.

Imperfección no admisible.

Motivo de rechazo, exige reparación.

Podemos considerar como soldadura ideal la que se consigue:

Continuidad geométrica

Homogeneidad de propiedades.



Materiales


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3Unidad

Imperfecciones de continuidad geométrica.

Faltas de fusión, empalmes defectuosos, faltas de penetración,

inclusiones de escoria, inclusiones metálicas no deseables, po-rosidades, mordeduras, faltas de material, cráteres, sobre espe-sor excesivo, penetración excesiva (descolgamiento), proyec-ciones, desbordamientos, deformaciones excesivas, desnivel enlos bordes

Consecuencias de las imperfecciones:

Mala calidad de las estructuras soldadas. Riesgo de rechazo.

Posibilidad de fallos y roturas en la estructura.

Mayor tiempo invertido al tener que efectuar reparaciones losdefectos

Mayor coste por los motivos expresados anteriormente.

Posibilidad de demoras en los plazos de entrega.

Valoración de las imperfecciones y de-

fectos. Aunque puedan utilizarse otros términos para definirlos, vamos atratar de matizar dos conceptos importantes y muy diferentes:imperfección y defecto.

Imperfección.

"Falta de perfección. Desviación con relación a un modeloque se considera como perfecto" . En el caso de la soldadura,

se consideran imperfecciones las definidas anteriormente: poro-sidades, faltas de fusión, empalmes defectuosos etc.

La falta de perfección no implica necesariamente que el produc-to en cuestión no sea válido para cumplir la finalidad que se pre-tende. Así, las diferentes imperfecciones estudiadas en el apar-tado anterior pueden ser admisibles en muchas construccionessoldadas.



3 Materiales


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Unidad

Defecto.

"Falta en las cualidades exigibles a un producto". La pre-

sencia de defectos supone que el producto tiene imperfeccionesque pueden comprometer su seguridad o funcionamiento correc-to, y, por tanto, no son admisibles. También podemos definirloscomo "imperfecciones lo suficientemente importantes como paramotivar la no validez del producto" Otra acepción de la palabradefecto es "aquello que expresamente se defina como tal”.

¡ recuerda

Las imperfecciones y los defectos no conllevan el mismo tra-tamiento. Las imperfecciones pueden ser admisibles, los de-fectos hay que sanearlos.

ejemplo

Para un trabajo determinado y en función de la severidad delcódigo aplicable a dicho trabajo, se consideran defectuosas

aquellas uniones soldadas en las que aparezcan porosida-des esféricas cuyo diámetro sea superior a 3 mm

Para poder hablar con propiedad de defectos, es necesario es-tablecer previamente:

Un modelo que sirva de comparación.

Unas desviaciones admisibles.

La valoración de las imperfecciones para determinar si llegan aser motivo de rechazo no puede hacerse con carácter general,sino que depende de factores como:

El tamaño de la imperfección y su relación con el espe-sor.

La orientación.

La situación en la junta.

El número y acumulación de imperfecciones.



3 Materiales


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Unidad

Y sobre todo, nivel de exigencia, muy condicionado por eltipo de aplicación y la trascendencia del posible fallo.

Como una primera aproximación, suelen considerarse muy gra-ves las grietas y las faltas de fusión.

Es importante señalar que la importancia de una imperfecciónno siempre es proporcional a su tamaño. Así, pequeñas grietascon una orientación peligrosa, pueden ser mucho más gravesque otras imperfecciones más espectaculares. También en sol-dadura, como en muchos otros campos, de pequeñas causaspueden derivarse grandes efectos.

En cualquier caso, imperfecciones que pueden ser admisibles

en algunas aplicaciones, resultarían totalmente inadmisibles enotras.

ejemplo

Lo que se considera defecto grave y motivo de rechazo enun componente para una central nuclear puede ser perfec-tamente tolerable y no considerado como defecto en otrasaplicaciones

Defectos típicos del procedimiento.

En estas figuras, se muestran y se definen brevemente es-tas imperfecciones

Fisuras o Grietas.

Son el efecto de una rotura local Incompleta, es uno de los de-fectos mas graves en una soldadura, se puede producir por, unmaterial poco soldable, enfriamientos rápidos de la soldadura,rigidez de la unión, varilla de aportación no adecuada, etc.



3 Materiales


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Unidad

Porosidad.

Son cavidades formadas por inclusiones gaseosas. Se presen-

tan de forma aislada o agrupados, ocluidos dentro de la solda-dura o en su superficie, por mala técnica de soldeo, suciedad enel material base o en las varillas de aportación (humedad, óxi-dos, restos de pinturas, grasas, etc.) emplear una llama no apro-piada.Detalle radiografía con

inclusión de escoria

Falta de penetración .

Es una falta de fusión en la zona de la raíz, se considera falta depenetración cuando se obtienen penetraciones de dimensionesmenores a las especificadas, por talones muy gruesos, poca se-paración entre los bordes a unir o desalineamiento entre ellos.

Exceso de penetración.

Es un exceso de metal depositado en la raíz, cuando soldamospor un solo lado, por tener talones excesivamente pequeños,mucha separación entre las piezas o desalineamiento entreellas.

Mordeduras.

Es una falta de metal, en forma de surco de longitud variable, enlos bordes de un cordón de soldadura, aparecen entre él cordón



3 Materiales


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Unidad

y el metal base o entre dos cordones, por una mala técnica desoldeo, o por emplear llamas no adecuadas.

Falta de fusión en los bordes.

Es la falta de unión entre el material base y el metal depositado,o entre dos metales de aportación ente si, es decir se produce

una pegadura y no una fusión de los dos metales, por aportarescaso calor a la pieza a trabes de la llama o por orientar estaincorrectamente

¡ recuerda

En el procedimiento oxigás las deformaciones son mayoresya que para llegar a fundir los bordes a soldar hay que em-plear más tiempo porque la llama no alcanza las temperatu-ras de un arco eléctrico, que es más instantáneo.



3 Materiales


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Unidad

? autoevaluación

1.En el soldeo oxiacetilénico al ser menor la temperaturaalcanzada hay que calentar mas tiempo y se calienta mássuperficie, esto hace que …………

a) Las deformaciones no existanb) Las deformaciones son menores.c) Las deformaciones son mayores

2.Cuando calentamos un material este se ………….. ycuando se enfría este se ………….

3.Para enderezar piezas deformadas por el calor o paradarles la forma deseada se utilizan calentamientos localiza-dos y controlados que se llaman……….

4.Cuando después de tener las piezas soldadas se vuelvena calentar, se mantiene esa temperatura controlada y se laenfría de forma lenta, decimos que le estamos haciendoun…………….

a) Templeb) Alivio de tensiones.c) Decapado

5.Un surco de longitud variable en los bordes del cordón desoldadura es un defecto de …………

a) Mordedurab) Grietac) Falta de fusión



3 Materiales


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Unidad


1.Las deformaciones son mayores

2. Al calentarse se ………. dilata Al enfriarse se …………contrae

3.Líneas de calor

4. Alivios de tensiones

5.Mordedura



Materiales


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3Unidad



















Materiales


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3Unidad


rias pasadas.
















Materiales


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3Unidad

















Materiales


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3Unidad















Materiales


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3Unidad


proceso de soldeo.










Materiales


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3Unidad





Materiales


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3Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




Soldadura

1


r o y e c c i ó n


4 Control, calidad y segu-ridad en las soldaduras



SOLDADURA










Control, calidad y seguridad en las soldaduras


3

4Unidad

Objetivos. ▌Enumerar los controles de calidad necesarios

▌Planificar las operaciones de inspección.

▌Relacionar entre sí, los diferentes parámetros del procedimien-to con los resultados que se pretenden obtener (aspecto eco-nómico, calidad, y de Prevención de Riesgos Laborales)

▌Describir las normas de uso de Prevención de Riesgos Labora-les y Medio Ambiente aplicables durante el proceso de soldeo.

Presentación.

La responsabilidad forma parte de un proceso de soldeo. Cadaproceso exige unos valores actitudinales en seguridad, preven-ción y medio ambiente.

Desde esta exigencia se entiende un proceso de soldeo bienelaborado, ejecutado y acabado.

En esta unidad didáctica aprenderás a entender la importanciade realizar correctamente tu función y asegurar los procedimien-tos adecuados

En esta unidad didáctica trataras los siguientes puntos

• Control y calidad de las uniones soldadas

•

Procedimientos específicos de soldeo W.P.S.• Proceso de soldeo

• Seguridad específica relacionada con el proceso de soldeooxigás.





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4Unidad

Control y calidad de las uniones soldadas.

Calidad.

La norma UNE 66001-88 la define así:

Conjunto de propiedades y características de un producto oservicio que le confieren su aptitud para satisfacer unas ne-cesidades expresadas o implícitas.

En un mercado tan competitivo como el actual, cualquier activi-dad empresarial que quiera desarrollarse debe ofrecer sus ser-vicios o productos a un precio competitivo, en un plazo de entre-ga razonable y con la calidad que demanda el mercado, obte-niendo un beneficio económico que le permita seguir desarro-llándose.

La calidad ni se improvisa ni se supone, por lo tanto se debenestablecer los mecanismos necesarios que permitan asegurarde manera razonable la calidad de un producto de forma aisladao en serie, realizada por un equipo u otro. Por todo esto ha sido

necesario introducir y desarrollar conceptos relativos a la calidadcomo:

Aseguramiento de la calidad.

Es el conjunto de acciones planificadas y sistemáticas necesa-rias para proporcionar la confianza de que un producto o servicioha de satisfacer los requisitos dados sobre la calidad.

Control de calidad.Técnicas y actividades de carácter operativo, utilizadas para sa-tisfacer los requisitos relativos a la calidad.

En general, la calidad final de todo proyecto dependerá de lascalidades predeterminadas y obtenidas en cada una de las eta-pas básicas; diseño, compras, producción, inspección y prue-bas.





5

4Unidad

En una construcción soldada la calidad de las uniones influirádecisivamente en la calidad final del conjunto, y dada la comple- jidad y responsabilidad de los equipos y construcciones que ac-

tualmente se fabrican por soldeo, los cuales en determinadascondiciones de fallo, afectan seria y directamente a la seguridadpública, como pueden ser; plantas generadoras de energía eléc-trica, como las térmicas, hidroeléctricas, nucleares, transforma-dores, complejos petroquímicos, aviones, buques, trenes, puen-tes estructuras metálicas, oleoductos, gasoductos, acueductos,almacenamiento y transporte de combustibles líquidos y gaseslicuados, etc.

Etapas de aplicación de la calidad.

En el proyecto de una construcción soldada la calidad final delproducto dependerá de las calidades conseguidas en cada unade las etapas siguientes; diseño, compras, fabricación o instala-ción, e inspección y pruebas.

En el desarrollo y aplicación de estas etapas se debe tener encuenta las normas españolas UNE 66.900, europeas EN 29000,e internacionales ISO 9000 todas ellas para la gestión y el ase-guramiento de la calidad, y la serie de proyecto de norma Pr EN729 – 1. Sistema de calidad para el soldeo.

Diseño.

Los requisitos de calidad que tienen que superar las unionessoldadas deberán quedar establecidos en los documentos típi-cos de diseño, tales como especificaciones, planos, cálculos, ta-blas o cualquier otro documento similar.

Los requisitos a tener en cuenta en el diseño de un proyectosoldado pueden ser los siguientes:

Dimensiones y detalles de la preparación de los bordes.

Situación, accesibilidad, secuencia y progresión de todaslas soldaduras.

Perfil de la soldadura y acabado superficial.

Especificación de los metales base a unir y su soldabili-dad.





6

4Unidad

Especificaciones de materiales de aportación y sus carac-terísticas.

Procesos de soldadura permitidos. Soldaduras efectuadas en taller y en campo.

Requisitos de calidad y de aceptación en ensayos e ins-pecciones.

Compras.

Las compras y contrataciones se deben realizar de manera quelos requisitos de calidad establecidos en los documentos de di-

seño se incluyan en la documentación de pedidos y contratos.

Cuando un producto adquirido, básicamente, materiales base yde aportación puedan afectar a la calidad de la unión soldada,se debe controlar la recepción del mismo, así como de los certi-ficados que acrediten su calidad.

Cuando un fabricante contrata servicios ajenos, como soldeo,inspección, ensayos no destructivos, tratamientos térmicos, etc.,se asegurará y responsabilizará de que el contratado dispongade los medios técnicos y humanos necesarios para cumplir los

requisitos de calidad establecidos en los documentos contrac-tuales.

Fabricación e instalación.

El fabricante y el instalador deben preparar un plan de fabrica-ción y montaje, en el que se prestará una especial importancia alas operaciones de soldeo teniendo en cuenta que:

La calidad de la soldadura no puede ser verificada de forma ab-soluta.

Los medios técnicos y humanos con los que se van a contar pa-ra la producción influyen decisivamente en el contenido del plan.

Teniendo en cuenta lo indicado el plan de soldadura deberíaincluir:

Identificación de las especificaciones, normas y códigosaplicables en la producción así como en la supervisión ycontrol.



4 Control, calidad y seguridad en las soldaduras


7

Unidad

Definición de los procedimientos de soldadura, ensayos ypruebas cuya aprobación o cualificación sea requerida.


Identificación y secuencia de los procesos de producciónrequeridos, así como de equipos y sociedades contrata-das.


Definición de las características o cualificación del perso-nal involucrado en la producción, coordinación, inspec-ción, o supervisión de las actividades de producción.


Elaboración de un (WPS procedimiento específico de sol-dadura), calificado, donde se recojan todas las variablesrequeridas para asegurar la repetitividad de un trabajo

especifico.

Elaboración de un (WPS procedimiento específico de sol-dadura), calificado, donde se recojan todas las variablesrequeridas para asegurar la repetitividad de un trabajo

especifico.Soldadura correcta

¡ recuerda¡ recuerda

La calidad no se improvisa, se consigue mediante la aplica-ción de los procedimientos en todas las fases del proceso defabricación de un producto

Los generadores de vapor, los recipientes a presión seríanun ejemplo de donde las empresas, pueden aplicar un WPScalificado, (procedimiento especifico de soldeo) para esetrabajo, garantizando la calidad y repetitividad del mismo.

res de vapor, los recipientes a presión seríanun ejemplo de donde las empresas, pueden aplicar un WPScalificado, (procedimiento especifico de soldeo) para esetrabajo, garantizando la calidad y repetitividad del mismo.

ejemplo ejemplo

La inspección.La inspección.La norma UNE 66001-88 la define así: Acción de medir, exa-minar, ensayar o verificar una o varias características de unproducto o servicio y de compararlo con los requisitos es-pecificados a fin de establecer su conformidad.

La norma UNE 66001-88 la define así: Acción de medir, exa-minar, ensayar o verificar una o varias características de unproducto o servicio y de compararlo con los requisitos es-pecificados a fin de establecer su conformidad.

En cuanto a la inspección de las uniones soldadas, podría defi-nirse como el conjunto de actividades encaminadas a asegu-rar un determinado grado de fiabilidad de un conjunto sol-

En cuanto a la inspección de las uniones soldadas, podría defi-nirse como el conjunto de actividades encaminadas a asegu-rar un determinado grado de fiabilidad de un conjunto sol-





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4Unidad

dado, mediante la verificación del mismo por medios ade-cuados durante las diferentes fases del proceso productivo.

El convencimiento de la importancia de inspeccionar estos conjuntos soldados, ha sido la causa de que en todos los países in-dustrializados, se hayan publicado códigos, normas y especi-ficaciones relativos a su construcción e inspección, y en la ma-yoría es la propia administración la que establece la obligatorie-dad de construir e inspeccionar bajo ciertas normas.

Al mismo tiempo las industrias se han concienciado de esta ne-cesidad, creando sus propias normas o instrucciones y han es-tablecido los procedimientos de fabricación e inspección necesa-rias para que los productos o equipos por ella fabricados, cum-

plan los requisitos de seguridad que los organismos, nacionaleso internacionales, fijan para el buen comportamiento en serviciode las construcciones soldadas.

Inspección y pruebas.

De la definición anteriormente expuesta, se deduce que el prin-cipal objetivo, durante la inspección de soldaduras es, el deter-minar el grado de fiabilidad del conjunto inspeccionado.

Esto no supone que dicho conjunto soldado una vez inspeccio-nado y aprobado, se encuentre totalmente libre de defectos, du-rante la inspección, se pueden detectar imperfecciones y des-viaciones sobre los requisitos establecidos, unos habrá que sa-near y volver a repasar con soldadura y otros que por importan-cia o situación no representen riesgo ni influyan en el compor-tamiento futuro del conjunto a pesar de su existencia se obvia-rán.

La inspección se debe realizar en relación a unas exigencias,establecidas en códigos o normas aplicables al trabajo realizado

y son, estos mismos documentos los que en ocasiones a “priori”permiten ciertas anomalías o desviaciones respecto al ideal decero defectos, lo cual no es imposible, pero tampoco es nor-malmente exigido.

Indudablemente el control de calidad incrementa el costo finalde la soldadura, por lo que al solicitar un nivel de calidad no sepuede olvidar el factor económico, en cualquier caso este siem-pre se puede calcular con un margen mínimo de error, pero si nodisponemos de un control de calidad adecuado ¿Quien puedecalcular el coste de no tenerlo?





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4Unidad

Planificación de las operaciones de inspección.

Una vez definido que un determinado trabajo se ha de someter

a un control de inspección, este se debe planificar y dejar refle- jado en documentos escritos, aspectos tales como, quien ha deinspeccionar el trabajo, cómo lo ha de hacer, cuando, en que fa-se del proceso se debe realizar, que proceso de trabajo han deseguir los rechazos, etc.

De la misma forma, los criterios de aceptación y rechazo debenquedar establecidos y acordados previamente, en estos docu-mentos, de este modo y siguiendo el orden establecido, paratrabajos similares, aún siendo inspectores diferentes los resulta-dos deben de ser los mismos.

La inspección se debe realizar en tres fases.

Inspección antes de comenzar a soldar.

Material base, composición características, defectos, di-mensiones, certificaciones de calidad.

Material de aportación, composición, características esta-do de conservación, certificaciones de calidad.

Procedimientos de soldeo, alcance, ensayos de cualifica-ción, requerimientos como aporte térmico, precalenta-mientos, tratamientos térmicos.

Cualificación de los soldadores/as, alcance, ensayos decualificación, periodos de validez de la cualificación.

Medios, características y estado de conservación de lasmáquinas y equipos auxiliares a utilizar.

Uniones, control de biseles, alineación y separación entrebiseles, limpieza, características del punteado o mediosde sujeción, posiciones de soldeo.

Inspección durante la soldadura.

Precalentamientos, temperatura entre pasadas.

Control de defectos, resanado de los rechazos.

Orden de deposición de los cordones.





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Unidad

Limpieza entre pasadas.

Parámetros utilizados.

Inspección después de la soldadura.

Control de la velocidad de enfriamiento, tratamientos tér-micos.

Dimensionado y aspecto exterior de la soldadura.

Deformaciones.

Ensayos destructivos y no destructivos.

Podemos observar según lo expuesto anteriormente, que la pre-paración de la soldadura es fundamental, y en ello está la clavedel éxito, y esto lo saben bien los responsables de soldadura ylos/as soldadores/as, todos los esfuerzos que se dediquen apreparar la unión correctamente, facilitarán su labor y se veránrecompensados con uniones libres de imperfecciones, y con elconsiguiente ahorro en reparaciones y rechazos.

Soldadura a inspeccionar

¡ recuerdaLas inspecciones son necesarias y no sólo sobre los trabajos terminados, sino que estas se deben aplicar en todas lasetapas del proceso de producción de dichos trabajos

Algunas de estas etapas son:

ejemplo

El control de los materiales a emplear. Las temperaturas antes y durante el proceso de sol-

dadura La aptitud de los especialistas en realizarlas

Métodos para detectar defectos en soldaduras.

Como consecuencia de la operación de soldeo pueden produ-cirse imperfecciones de distintos tipos. Las faltas de homoge-neidad en algunas propiedades, como la resistencia, o la resi-





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4Unidad

liencia, sólo pueden detectarse mediante ensayos destructivos,(E N) con los conocidos inconvenientes del elevado costo y ladestrucción de las piezas objeto de ensayo.

Por el contrario, las discontinuidades de tipo geométrico, quesuponen alguna falta o exceso de material, pueden detectarsepor procedimientos cuya aplicación no provoca ningún tipo dedeterioro en las piezas a ensayar, razón por la que se les da elnombre de ensayos no destructivos (END).

Las imperfecciones que están en la superficie y tienen un tama-ño suficiente para ser visibles, se detectan mediante el simpleexamen visual. Las que están ocultas en el interior de la pieza, olas que, aunque afloren a la superficie, por su tamaño, no se

perciben a simple vista, también pueden ponerse en evidenciamediante distintas técnicas, que pasamos a comentar.

Los ensayos no destructivos de empleo más frecuente en la ins-pección de obra soldada son:

Ensayos no destructivos

Inspección visual

Control dimensional

Control mediante líquidos penetrantesEnsayos

No destructivos

Control mediante partículas magnéticas

Control radiográfico

Control ultrasonidos

Aplicación de los ENDa la fabricación soldada





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4Unidad


Entre las principales ventajas de los ensayos no destructivos

podemos mencionar:No exigen la preparación de probetas, ni siquiera de la pieza objeto de ensayo. Como consecuencia, suelen ser bastante másbaratos que los ensayos destructivos.

No producen ningún tipo de deterioro en las piezas.

Salvo alguna excepción, pueden repetirse todas las veces quesea preciso, con vistas a confirmar la validez de la indicación.

Como principales inconvenientes:

Sólo detectan imperfecciones de tipo geométrico.

El resultado no suele ser numérico, por lo que, en algunos ca-sos, está sujeto a interpretaciones subjetivas.

Algunas técnicas dan resultados difíciles de interpretar.

A pesar de una cierta aureola, especialmente en alguna técnicacomo la radiografía, su capacidad de detección es limitada, pu-diendo escaparse imperfecciones importantes.

Inspección visual.

Aunque sólo permite detectar las imperfecciones que afloren alexterior y que sean perfectamente visibles, el control visual, rea-lizado por personas conocedoras de la soldadura, constituye unmedio mucho más potente de lo que puede aparentar.

En realidad, la inspección visual comienza cuando el materialllega a los almacenes, continúa a lo largo del proceso de fabri-

cación y termina con la supervisión del producto acabado y listopara expedición o funcionamiento.

Además de las imperfecciones que se observen directamente,del examen visual del aspecto del cordón puede deducirse, enmuchos casos, el nivel de calidad de la soldadura.

La inspección visual debe aplicarse por el personal responsable,no sólo al resultado de la operación sino a todo el proceso.

Por otra parte, debe preceder a cualquier otro tipo de ensayo,destructivo o no destructivo, teniendo en cuenta el elevado costo





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Unidad

de la mayoría de estas pruebas, resulta una pérdida de dinero,difícilmente justificable, la realización de ensayos en juntas cuyafalta de calidad, perfectamente observable a simple vista, es

causa más que suficiente para justificar su rechazo.

En algunas zonas de difícil acceso o de visibilidad reducida,puede reforzarse la visión mediante linternas, lupas, espejos,etc.

Figura 1

Un inconveniente de la inspección visual quizás más grave quesu incapacidad para "ver" imperfecciones internas, es el riesgode que sea muy subjetivo. Para evitarlo en lo posible, convienerealizarlo de acuerdo con una norma o un documento estableci-do previamente, en el que se especifiquen, de forma precisa, lasimperfecciones que se consideran como motivo de rechazo.

Otra limitación radica en la dificultad para obtener un registro delensayo realizado, aunque, en algunos casos, puede lograrse através de fotografías.

Control d imensional.

Normalmente, el cordón de soldadura que resulta de una opera-ción de soldeo no suele ser una obra de gran precisión en lo que

se refiere a medidas. No obstante, esto no quiere decir que lasmedidas no tengan ninguna importancia. En algunos casos, porno ser respetuosos con las medidas especificadas en los planosde la obra se suelda mucho más de lo necesario, con la consi-guiente repercusión en consumos de metales de aporte, tiemposde soldeo, deformaciones, etc.

En las diferentes fases de la construcción de una obra soldadaes importante comprobar algunas medidas, como puedes ver enlas figuras 2 y 3.





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Unidad

Figura 2

Figura 3

Hay una gran variedad de plantillas y calibres que permiten rea-lizar estos controles con la precisión adecuada, que nunca serámuy alta.





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Unidad

Figura 4

Control mediante líquidos penetrantes.

Se trata de una técnica relativamente sencilla que permite poner

en evidencia pequeñas imperfecciones superficiales no obser-vables a simple vista. Condición imprescindible para que seandetectables por este método, es que las imperfecciones esténabiertas a la superficie de la pieza.

Sea, por ejemplo, la grieta de la pieza de la figura 5(a), suficien-temente larga y profunda como para constituir un defecto pre-ocupante, pero cuya abertura es tan pequeña que no se observaa simple vista. Esta situación es la normal en el caso de grietas. Aparentemente, la superficie de la pieza no presenta ningunaanomalía observable, pero el defecto está allí.

A través del siguiente proceso trataremos de explicar la formade aplicación de esta técnica, así como su fundamento:

Limpieza de la superficie, que se va a examinar: de forma que,si hay alguna imperfección que aflore al exterior, su entrada noquede oculta por alguna suciedad. Cubierta esta fase, la super-ficie de la pieza está limpia, pero su apariencia es la misma deantes, no presentando ninguna anomalía observable.





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Unidad

Figura 5 (a)

Aplicación del líquido penetrante, sobre la superficie que seva a controlar se aplica un líquido muy fluido, capaz de penetrarpor aberturas muy estrechas. En los comienzos de la aplicaciónde esta técnica se utilizaba petróleo. Normalmente es de colorrojo y puede aplicarse en forma de spray, con brocha, por in-mersión de la pieza en un recipiente que lo contenga, etc. Hayque esperar unos minutos para que tenga tiempo de infiltrarseen las posibles imperfecciones. Al final de esta fase la superficie

de la pieza aparece pintada de rojo y las imperfecciones, si lashay, estarán llenas de líquido penetrante. Tampoco se observaninguna anomalía.

Liquido penetrante sobre tu-bos

Figura 5 (b)





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Unidad

Limpieza de la superficie coloreada, bien con un paño, o mejor, con un líquido que sea capaz de eliminar el penetrante queestá en la superficie, pero que tenga una viscosidad tal que no

pueda entrar y limpiar las pequeñas imperfecciones. Una vezlimpia, la pieza presenta el mismo aspecto que antes de iniciarel ensayo. La única diferencia estriba en que las imperfecciones,si las hay, estarán llenas de líquido penetrante. No obstante,como la abertura es muy pequeña, siguen sin verse.

Figura 5 (c)

Fase de revelado, se aplica sobre la superficie a controlar unasustancia muy absorbente, por ejemplo, polvos de talco. Nor-malmente se utilizan sustancias similares disueltas en un líquidoque se vierte en forma de spray. El líquido se evapora y quedasobre la superficie el revelador de color blanco.

Figura 5 (d)





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Unidad

Observación, transcurrido un tiempo prudencial, si hay algunaimperfección llena de penetrante, el líquido es absorbido por elrevelador, que lo extrae hacia la superficie, produciéndose una

mancha rojiza en esa zona, perfectamente observable sobre elfondo blanco del revelador.

Figura 5 (e)

Se trata de una técnica fácil de aplicar e interpretar, que permitela detección de grietas y otras imperfecciones que asomen a lasuperficie. Además, nos indica la posición exacta que ocupa laimperfección. La principal limitación se encuentra precisamente

en que sólo puede detectar las que tengan comunicación con elexterior.

Se utiliza con frecuencia en el control de los bordes de las pie-zas antes de soldar para ver si se produjeron grietas en el oxi-corte, y en el control de posibles grietas en el cordón de pene-tración antes de proseguir la soldadura.

Al final del ensayo, en el fondo y en las paredes de la grietasiempre queda algo de líquido que se reseca y no es extraídopor el revelador. Si se repite el ensayo puede ocurrir que el de-

fecto llegue a quedar enmascarado por residuos de penetrante yno dé indicaciones en ensayos posteriores.

Control mediante partículas magnéticas.

Los imanes crean a su alrededor campos magnéticos capacesde atraer a los materiales ferromagnéticos. El magnetismo crea-do por los imanes puede propagarse a través del aire, pero lohace mejor a través de los materiales ferromagnéticos.





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Unidad

Si se coloca una barra de hierro entre los dos polos de un imán,el flujo magnético circula a través de la pieza.

Figura 6

Si la pieza en cuestión presenta alguna anomalía, por ejemplouna grieta, el flujo magnético experimenta una distorsión en lasinmediaciones de la misma, creándose un campo de fuga quese propaga a través del aire.

Esta propiedad es la que se utiliza para detectar imperfeccionespor el método de las partículas magnéticas.

Al apoyar los dos polos de un imán sobre la superficie a contro-lar se crea un campo magnético que circula a través de la pieza. A continuación se espolvorea la superficie con polvo de hierro fi-namente dividido (partículas magnéticas). Si hay alguna anoma-lía el campo se distorsiona y provoca una acumulación de partí-culas que sigue la trayectoria de la imperfección. Es como si laspartículas de hierro trataran de cubrir la falta de material que sepresenta en esa zona Para mejorar la visión, las partículas sue-len ir coloreadas.





20

Unidad

Figura 7

Mediante esta técnica pueden detectarse imperfecciones super-ficiales y profundas, siempre que no estén muy lejos de la super-ficie. Esto supone una mejora con relación a los líquidos pene-trantes. Como contrapartida, no detecta grietas u otras imper-fecciones que estén orientadas en la dirección del campo.

Como se muestra en la figura 7, en este caso el campo no se vedistorsionado por la presencia de la imperfección. No obstante,este inconveniente puede salvarse fácilmente disponiendo elimán en distintas posiciones, de forma que el campo magnéticoque se aplica tenga distintas direcciones.





21

Unidad

Sólo es aplicable a los materiales magnéticos y presenta algu-nas dificultades para el control en posiciones en las que no sesostengan las partículas. La magnetización de la pieza puede

realizarse mediante imanes permanentes o, más frecuentemen-te, mediante electroimanes. En la figura 8 se muestra la aplica-ción de uno de estos dispositivos, también llamados yugos.

Yugo electromagnético

Figura 8

En el proceso de aplicación de esta técnica podemos destacarlas siguientes etapas:

Preparación de la superficie, eliminando suciedades o grasasque puedan dificultar la movilidad de las partículas. También hayque evitar rugosidades que puedan provocar acumulaciones departículas y falsear los resultados.

Magnetización de las piezas.

Aplicación de las partículas e interpretación de los resultados.

Desmagnetización de las piezas, con vistas a eliminar el magne-tismo remanente.

Control radiográfico.

Los rayos X y los rayos gamma (g) son radiaciones de la mis-ma familia que la luz, pero de menor longitud de onda. Los rayos(X), se generan en unos aparatos, llamados tubos de rayos X,que se alimentan con energía eléctrica y producen estas radia-ciones, mientras que los rayos (g), los emiten espontáneamentelas sustancias radiactivas. Aunque los rayos X permiten obtenerradiografías más nítidas, normalmente, en las aplicaciones in-





22

4Unidad

dustriales se recurre a los rayos gamma (g). Esto se debe a ra-zones económicas y de facilidad de aplicación.

En muchos casos, cuando se habla de radiografía industrial sue-le hablarse de rayos X sin entrar en más matizaciones, cuandolo más probable es que lo que se haya utilizado realmentehayan sido rayos gamma.

Tanto los rayos X como los rayos g ofrecen, entre otras, las si-guientes cualidades:

No son visibles.

Son capaces de atravesar materiales opacos a la luz. No obs-

tante, esta propiedad tiene sus límites. A medida que penetran através del material, las radiaciones se van atenuando (van per-diendo "fuerza"). Si la pieza es muy gruesa o de gran densidad,puede ocurrir que no sean capaces de atravesarla, salvo que setrate de radiaciones muy penetrantes, En cualquier caso, la ra-diación que emerge por la cara posterior siempre es más débilque la que incide sobre la pieza.

Impresionan las películas fotográficas, lo mismo que la luz. Laszonas de la película a las que llega mucha radiación se oscure-cen mientras que las que no reciben radiación permanecen mas

claras, como el negativo de una película fotográfica.Son peligrosas para las personas, por lo que hay que tomar mu-chas precauciones en su manejo.

En estas propiedades se basa la "observación" del interior dela materia mediante la utilización de rayos X o g.

Para su observación se coloca una película fotográfica debajode la misma, protegida con una funda de plástico para que no lavele la luz, y se aplica sobre la cara superior una radiación de

una cierta intensidad (la misma en todos los puntos).Los rayos X van atravesando el material y emergen por la carainferior con menos "fuerza". En las partes sanas la radiación tie-ne que atravesar mucho material y sale muy debilitada, por loque impresiona poco la película, que queda bastante clara enestas zonas. Sin embargo, donde está localizada la grieta, elespesor es mucho menor.

En cuanto al poro, constituye una inclusión menos densa. Comoconsecuencia, la radiación pasa con mayor facilidad, emergien-





23

Unidad

do por la cara inferior con mayor energía. La película queda muyimpresionada en estas zonas, lo que provoca su ennegrecimien-to.

Figura 9

¡En resumen

En las zonas débiles, bien por falta de material, por inclusio-nes poco densas, etc., pasa mucha radiación, quedando lapelícula muy oscura.

En las zonas más gruesas, pasa menos radiación, por loque la película queda más clara.





24

Unidad

Control ultrasónico.

Utiliza como medio, los ultrasonidos, ondas de la misma familia

que el sonido y, por tanto, con las siguientes propiedades:Se propagan a través de medios materiales: aire, acero, agua,etc.

Su velocidad de propagación no es excesivamente alta, por loque, mediante aparatos suficientemente sensibles, resulta relati-vamente fácil controlar el tiempo que emplean en realizar un de-terminado recorrido.

EcoEco

E

Figura 10

Cuando en su recorrido se encuentran con alguna barrera, unaparte se refleja, dando lugar a lo que conocemos como el eco,un ultrasonido se propaga a través de una pieza de acero hastaque llega al final de la misma. En este punto se refleja, produ-ciéndose un eco que vuelve en sentido contrario. En el recorridode ida y vuelta empleará un cierto tiempo, que se puede contro-lar y medir con bastante precisión.

Equipo de ultrasonidos

Figura 11





25

Unidad

Si se repite la experiencia en una pieza similar, pero que tieneuna grieta justo en la mitad del recorrido, el ultrasonido encon-trará esa barrera y se producirá el correspondiente eco . Ahora,

el recorrido de ida y vuelta es mucho menor, con lo que tambiéndisminuye el tiempo empleado en recorrerlo. La observación deque el ultrasonido vuelve antes de lo previsto nos indica lapresencia de una superficie reflectora en una zona que debieraestar sana: nos indica la presencia de una imperfección.

En lugar de medir los tiempos con un cronómetro, el recorrido delos ultrasonidos y los correspondientes ecos se recogen en unapantalla que muestra una línea recta y unos picos, el pico de laizquierda representa la entrada del ultrasonido en la pieza; elde la derecha, la llegada del eco que se refleja en la cara pos-

terior; y la distancia a la que aparecen en la pantalla se corres-ponde con el camino recorrido.

Pieza ainspeccionar

S1 S2 S1 Grieta

S1

(a) (b) (c)

(a)

S1

S1

S2 S1

(c)(b)

Figura 12

La emisión y detección de los ultrasonidos se realiza con unospalpadores que hacen las veces de emisor y receptor . Duran-

te un corto periodo de tiempo emiten ultrasonidos que se trans-miten a través de la pieza. Inmediatamente, el palpador deja deemitir y se queda a la escucha, esperando la vuelta del eco.Tanto la emisión como el eco se recogen en forma de picos enla pantalla.

Para controlar la pieza hay que recorrer con el palpador la zonaque se va a inspeccionar e ir observando lo que aparece en lapantalla. La interpretación de los resultados no es fácil y requie-re personal experto y bien entrenado.





26

Unidad

Figura 13

Figura 14

¡ recuerdaHay diferentes métodos de inspeccionar los trabajos de sol-dadura. El empleo de unos u otros depende de la importan-cia de dichos trabajos y de las normas y códigos a que esténsujetos para su construcción.

ejemplo

Estructuras de puentes tanto para transportes de carreteracomo ferroviarios, recipientes a presión, industrias petro-químicas y nucleares, transporte y almacenamientos de gaslicuado, etc





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Unidad

Procedimiento específico de soldeo. (WPS).

Welding Proceture Specification.

Es el documento que contiene en detalle las variables esencia-les y no esenciales y los rangos de cualificación aceptables deestas variables requeridas, para asegurar la repetitividad de unaaplicación específica.

Es una guía a seguir para el/la soldador/a manual u operador/ade máquina automática, describe los parámetros a utilizar y elresto de las condiciones, debe estar soportado por uno o variosPQR,


Calificación Procedimiento de Soldadu-ra. (PQR).

Procedure Qualification Record.

Es un documento cuya finalidad es probar la soldabilidad de unconjunto de variables establecidas previamente en un WPS.

En este documento estarán reflejadas las variables esencialesusadas en la realización de las probetas del proyecto o proyec-tos utilizados y los resultados de los ensayos, que serán certifi-cados por el fabricante o contratista y que estarán dispuestospara ser examinados por el inspector. Deberá indicarse en elPQR, la identificación del WPS, utilizado, incluido fecha y revi-sión.

Cualificación (homologación) de Solda-

dores/as. (WPQ).Welder Performance Qualification.

Debemos entender la palabra cualificar, como valoración de ap-titud, de modo que un/a soldador/a cualificado es aquel que des-pués de haber superado unas pruebas ha demostrado tenerunos conocimientos y habilidades concretas, en el lenguaje coti-diano, se utiliza el término homologación.





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4Unidad

El certificado de cualificación u homologación, es el documentoescrito donde se registran las condiciones de las pruebas reali-zadas por el/la soldador/a, el resultado de las mismas, y los ti-

pos de soldadura para las que el/la soldador/a queda certificadou homologado. En el certificado quedan reflejados todos aque-llos datos que demuestran la aptitud del soldador/a por haberdemostrado su competencia, bajo las variables y los condicio-namientos de un WPS ya calificado.

Certificación.

El certificado de cualificación será establecido para confirmarque el/la soldador/a ha superado con éxito la prueba de califica-

ción. En este certificado quedarán recogidos todos los paráme-tros de soldeo aplicados durante la prueba. Si el/la soldador/ano supera cualquiera de los ensayos establecidos, no se emitiráel certificado.

El certificado de cualificación se emitirá al menos en uno de losidiomas oficiales del CEN, (comité europeo de normalización)inglés, francés, alemán.

Tanto la prueba práctica como la de evaluación de conocimien-tos se califican como “ Aceptable” o “No ensayado”.

Un cambio de las variables esenciales del examen de cualifica-ción fuera de los rangos permitidos, requiere una prueba y unnuevo certificado de cualificación.

Periodo de validez.

La validez del periodo de la cualificación comienza en la fechaen que se completaron satisfactoriamente todos los ensayos re-queridos.

La cualificación del soldador/a tendrá validez por un periodo dedos años, siempre que quien le contrata o su coordinador/afirme el correspondiente certif icado a intervalos de seis me-ses y se cumplan, además las siguientes condiciones:

Que el/la soldador/a haya realizado con una continuidad razo-nable trabajos de soldadura dentro de los límites de su cualifica-ción. Se permiten interrupciones por un periodo no mayor deseis meses.





29

Unidad

Que el trabajo del soldador/a se haya realizado en condicionestécnicas conformes, con aquellas bajo las que se realizó laprueba de cualificación.

Que no existan razones específicas para cuestionar el conoci-miento y habilidad del soldador/a.

Si alguna de estas condiciones no se satisface, se cancelará lacualificación.

Renovación.

La validez de la cualificación puede ser extendida y renovadasucesivamente por periodos de dos años, a condición de que sesatisfagan las siguientes condiciones:

Que las soldaduras realizadas por el/la soldador/a en su trabajoordinario sean de la calidad requerida.

Que se archiven, junto con el certificado de cualificación del sol-dador/a, registros de ensayos, como documentación sobre ins-pecciones por radiografía o por ultrasonidos, o informes de en-sayos de fractura, o comentarios de sus supervisores/as.

El/la examinador/a u organismo de examen deberá verificar elcumplimiento de las condiciones anteriores y firmar la renova-ción del certificado de cualificación del soldador/a.

Normas y códigos.

Las normas y códigos bajo los que habitualmente los/as solda-dores/as se certifican u homologan son:

Bajo el código ASME sección IX.

Bajo la norma europea EN 287.

Con diferencias de forma, las dos normas persiguen el mismoobjetivo siguiendo una filosofía similar de modo que estar califi-cado bajo una u otra no representa diferencias en las aptitudesdel soldador/a, estas si se reflejan en los rangos de cualifi-cación, es decir en la extensión y en las variables especificasdel procedimiento.






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4Unidad

Procesos de soldeo: W.P.S.

Los procesos de soldeo están definidos en ISO 857 y los núme-ros de referencia de dichos procesos se indican en ISO 4063. yen la sección IX del código ASME.

PROCESO DESIGNACION

EN

DESIGNACION

AWS.

Soldeo por arco con elec-trodo revestido.

111 SMAW

Soldeo por arco con hilotubular sin protección ga-seosa.

114 FCAW

Soldeo por arco sumergi-do.

121 SAW

Soldeo por arco con gasinerte, MIG.

131 GMAW

Soldeo por arco con gasactivo, MAG.

135 GMAW

Soldeo por arco con hilotubular con protección degas activo.

136 FCAW

Soldeo por arco con elec-trodo de wolframio con pro-tección de gas inerte TIG.

141 GTAW

Soldeo oxiacetilénico. 311 OAW

Uniones.

Tipo de juntas que pueden ser utilizadas y método de prepara-ción de los biseles.





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4Unidad

Se indicará si el WPS está calificado para soldar con o sin placade respaldo, indicando el tipo de material de respaldo si fuesenecesario.

Se mostrará un detalle de unión típico aceptable para soldar coneste WPS. Puede hacerse referencia a los detalles de los planosde producción o símbolos de soldadura utilizados.

Grupos de materiales.

Los aceros están divididos en varios grupos cada uno de elloscon aceros de similares características metalúrgicas.

La prueba de calificación del soldador/a contemplará la soldadu-ra de un acero que tenga una composición química comparablecon cualquiera de los aceros del grupo.

Metales de aportación.

En la mayoría de las pruebas de calificación el metal de aporteserá el mismo o muy similar al material base.

Se especificarán los tipos y clasificaciones de las varillas elec-trodos, hilos o flux empleados así como el rango de diámetros.

Dimensiones.

La prueba de cualificación del soldador/a deberá basarse en elespesor del material, en que trabajará el/la soldador/a durante lafabricación, es decir, espesor de la chapa o de la pared del tubo,y diámetros de los tubos. Se requiere una prueba de cualifica-

ción por cada uno de los rangos de espesor y de diámetros enque quiera cualificarse.


Las posiciones de soldeo y la correspondencia entre la normati-va europea EN y americana ASME quedo reflejada en la unidadanterior





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4Unidad

Precalentamiento.

Rango de temperaturas de precalentamiento si fuese necesario,tiempo de mantenimiento, así como también la temperatura en-tre pasadas.

Tratamiento térmico post-soldeo.

Rango de temperaturas del tratamiento térmico si fuese necesa-rio. Velocidad de subida, bajada de la temperatura y tiempo depermanencia de esta.

Gases.

Si son necesarios gases de protección, de respaldo o purga, seespecificará que tipo de gas o que mezcla de ellos será necesa-ria así como también se indicará el caudal o la presión necesa-ria.

Características eléctricas de los equi-pos.

Se especificará el tipo de corriente y la polaridad, El rango deamperaje y de tensión, el modo de transferencia del metal enGMAW, rango de velocidad de alimentación del hilo electrodo.

Listar cada pasada que pueda contener variaciones de paráme-tros como las pasadas de raíz, rellenos y peinados o por dife-rencias de diámetro.

Técnica de soldeo.

Indicar el tipo de técnica de soldeo cubierta por el procedimientocomo pasadas rectas u oscilantes.

Oscilación, indicar los rangos de los parámetros cubiertos, fre-cuencias, tiempos de parada en los extremos, elongación de laoscilación, etc.





33

Unidad

Indicar el tipo de limpieza entre pasadas requerido y/o permitido,métodos de saneado de la raíz.

Indicar si se requieren métodos de martilleado para batir los cor-dones de soldadura.

Pueden indicarse otras técnicas notas o comentarios que debade cubrir el procedimiento.

Rangos de cualificación.

Como regla general cada prueba de cualificación califica no solopara la prueba realizada, sino también para todas aquellas unio-nes que se consideren más fáciles de soldar.

Normalmente cada prueba califica para un proceso, un cambiode proceso requiere una nueva prueba de cualificación. Sin em-bargo es posible que un/a soldador/a se cualifique en mas de unproceso con una sola prueba.

ejemplo

La ejecución correcta de una prueba de cualificación que re-produzca la unión multiproceso, de una pasada de raíz conTIG (141) sin respaldo y a continuación rellenos y peinadocon electrodo revestido (111), dentro de los límites delrango de cualificación

¡ recuerda

Siempre que los trabajos estén sujetos a un proceso especi-fico de soldeo WPS, se deberán seguir estrictamente las va-riables establecidas en el mismo, por personal cualificado ycertificado





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Unidad

Seguridad especifica relacionada con el proceso desoldeo oxigás.

Los gases empleados en los procesos oxigás pueden formarmezclas explosivas, si no se utilizan correctamente. Además,la combustión debe ser controlada y realizada dentro de unoslímites de seguridad.

Hay que tener especial cuidado en lugares cerrados poco venti-lados, donde no hay una buena renovación del aire, como sóta-nos, depósitos, interior de tuberías, compartimentos estancos debuques, etc en estos lugares se pueden producir escapes degases que al ser mas pesados que el aire y no haber corrientes

que los expulsen fuera, quedan atrapados y representan mez-clas muy peligrosas, cualquier chispa o trabajos de soldadurapueden dar lugar a incendios y explosiones.

Debe vigilarse el peligro de intoxicación, como consecuencia devapores metálicos y de una mala ventilación. Durante el trabajoel/la soldador/a debe protegerse adecuadamente debiendo utili-zar como mínimo gafas protectoras, un mandil y unos guantesque le protejan de quemaduras y proyecciones.

En el manejo de equipos hay que tener en cuenta una serie de

consideraciones y medidas a tomar en función de los equipos:

Cilindros de gas.

Evitar golpes durante su traslado y almacenamiento, evitandoposibles caídas.

No utilizar nunca medios electromagnéticos para su transporte.

Comprobar hermeticidad de la válvula.

Evitar su exposición a focos de calor y a la radiación solar. Unfrío intenso (heladas) tampoco es recomendable.Ojiva de la botella de aceti-

lenoNo almacenar cerca de sustancias inflamables, ni en sitios de di-fícil evacuación, ni en sitios de mala ventilación.

Evitar la contaminación de las válvulas con grasas y sustanciasaceitosas.

Después de su utilización cerrar siempre las válvulas.





35

Unidad

Colocar los sombreretes o tapas en las botellas vacías.Colocar los sombreretes o tapas en las botellas vacías.

Hacer inspecciones periódicas de las botellas.Hacer inspecciones periódicas de las botellas.

¡ recuerda¡ recuerdaVigila y controla que las botellas de gases a presión y losequipos, no tengan fugas en especial en lugares cerrados ymal ventilados donde se puedan producir concentracionesexplosivas.

El oxígeno y el acetileno son mas pesados que el aire deforma que se pueden acumular el los fondos de los recipien-tes en construcción, como tuberías y depósitos, pudiendoproducirse concentraciones explosivas

y el acetileno son mas pesados que el aire deforma que se pueden acumular el los fondos de los recipien-tes en construcción, como tuberías y depósitos, pudiendoproducirse concentraciones explosivas

Carro transportador de bo-tellas y equipo oxiacetilé-nico

ejemplo ejemplo

Válvulas reductoras de presión. Manorreducto-res.Válvulas reductoras de presión. Manorreducto-res.

Verificar acoplamientos y evitar su contacto con grasas y sus-tancias aceitosas.Verificar acoplamientos y evitar su contacto con grasas y sus-tancias aceitosas.

Antes de abrir la válvula, aflojar el tornillo de regulación hastadescargar el resorte. Antes de abrir la válvula, aflojar el tornillo de regulación hastadescargar el resorte.

Abrir la válvula lentamente hasta la presión de trabajo, en el ace-tileno hay que procurar no sobrepasar nunca la presión de 1

Kg./cm2.

Abrir la válvula lentamente hasta la presión de trabajo, en el ace-tileno hay que procurar no sobrepasar nunca la presión de 1

Kg./cm2.

Válvula de seguridad Si se han congelado, deshelar con agua caliente.Si se han congelado, deshelar con agua caliente.

Hacer inspecciones periódicas.Hacer inspecciones periódicas.

Sopletes.Sopletes.

Verificar antes de su uso el estado del soplete, sobre todo es-tanqueidad y boquillas limpias y no obstruidas.Verificar antes de su uso el estado del soplete, sobre todo es-tanqueidad y boquillas limpias y no obstruidas.





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Unidad

Verificar conexiones de mangueras al soplete.

Comprobar si el oxígeno aspira en la entrada de gas combusti-

ble. (Esto puede realizarse con agua jabonosa).Comprobar presiones de trabajo.

Abrir primero, ligeramente, la válvula de oxígeno y después ladel gas combustible. Encender la llama con un mechero ade-cuado y regular posteriormente la llama mediante la entrada deoxígeno.Soplete de corte oxiacetilé-

nico

Para apagar, cerrar en primer lugar la válvula del gas combusti-ble y luego la del oxígeno.

Manejar el soplete con cuidado, evitando movimientos bruscos eincontrolados.

Una vez finalizado el trabajo y cerrado las válvulas reductoras yla del cilindro, descargar las mangueras de gases residuales.

Hacer inspecciones periódicas.

Mangueras.

Comprobar que son las adecuadas para la presión y el gas.

Comprobar su estado correcto, fundamentalmente ausencia defugas.

Vigilar que, por su situación, no puedan ser afectadas por caídade piezas, chispas o por la propia llama.

Normas de actuación en caso de incen-

dio.Si el incendio es en un cilindro de acetileno.

Y las llamas salen por el prensaestopas del grifo, acoplamientoal manorreductor o por las mangueras, cierre inmediatamente elgrifo de las botellas. Si el fuego se lo impide, apáguelo antescon un extintor de polvo o nieve carbónica.





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4Unidad

Produciéndose en el soplete retornos repetitivos de llama (pe-tardeo), verifique con la mano si la botella, especialmente la zo-na de la ojiva, está caliente. En este caso, cierre el grifo de las

botellas y si éste no se cierra, elimine todos los focos de ignicióndel local, abra puertas y ventanas y evacue la zona.

Desde un lugar resguardado y alejado, refrigere con abundanteagua la botella. Use las mangas y lanzas de su red contra in-cendios. Mantenga la refrigeración y no traslade la botella hastaestar plenamente seguro de que ésta se mantiene fría sin nece-sidad de refrigeración tras un periodo no inferior a 1 hora.

Si carece de los medios y la preparación adecuada, evacue lazona y avise a los bomberos.

No utilice nunca una botella que se haya calentado o encendido.

Señalícela y devuélvala a su proveedor.

Comunique el siniestro a su proveedor de gases.

Si el incendio es en un almacén de botellas:

Desaloje lo más rápidamente posible todas las botellas del local.

Si el fuego ya ha afectado a algunas botellas, aleje a los curio-sos, evacue la zona, llame a los bomberos y adviértales del con-tenido del almacén.

Normas de seguridad e higiene en sol-dadura.

La soldadura constituye uno de los procesos en los que intervie-nen mayor cantidad de variables a tener en cuenta a la hora de

la seguridad de las operaciones. Esto es así porque hasta en elmás sencillo proceso de soldeo actúan riesgos combinados deelectricidad, toxicidad de agentes químicos, radiaciones, calor,etc, y que no solo afectan al soldador/a sino que también a suentorno y a terceros.

Para realizar un estudio higiénico en puestos de soldadura hayque tener presente:

El metal base a soldar.





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Unidad

El metal de aportación

Otras sustancias de aportación como gases, fundentes, flux, etc.

Tipo de soldadura, ya que de ella dependerá la temperatura detrabajo, y la atmósfera circundante.

El recubrimiento del metal base.

El lugar donde se desarrollen las operaciones de soldadura.Equipo de corte oxiacetiléni-co automático

Peligros de las soldaduras.

Como peligros más usuales en las operaciones de soldeo po-demos citar:

Los humos de soldadura.

Las derivadas del entorno de trabajo.

Protección personal. EPI‘s.

Las prendas de protección personal son las que se indican a

continuación debiendo elegirse entre aquellas que se encuen-tren homologadas.Gafas para soldadura y cor-te oxiacetilénico

Cascos de seguridad, para la protección de caída de objetos ogolpes.

Botas de seguridad.

Pantallas, provistas de cristales inactínicos elegidos con el gradoadecuado al trabajo a realizar.

Guantes Guantes, manguitos, polainas, mandiles de cuero.

Protectores auditivos.

Mascarillas auto filtrantes y equipos de respiración autónoma,que protejan las vías respiratorias

Gafas de seguridad para la protección de los ojos.

Mandil Cinturones de seguridad y arnés, que protegen contra la caídade altura





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4Unidad

Prendas preferentemente ignífugas o resistentes al calor y a laschispas de color oscuro para evitar reflejos.

Protección contra los humos.

Uno de los principales riesgos que afectan a los/as soldado-res/as y al resto de operarios de su entorno, son los que actúansobre las vías respiratorias en forma de humos y gases.

El riesgo higiénico debido a los humos y gases desprendidos delmaterial base, y del material de aportación, está directamenterelacionado con la toxicidad del mismo, pero además en deter-minadas ocasiones se puede ver incrementado por:

Restos de pinturas anteriores.

Óxidos.

Restos de aceites utilizados en procesos como extursión, es-tampación.

Restos de ácidos y disolventes en piezas sometidas a tratamien-tos de limpieza y desengrasado.

Recubrimientos con baños metálicos en piezas cromadas, cad-

miadas o galvanizadas.

La eliminación de riesgos exige que estos no alcancen la zonarespiratoria y para conseguirlo hay que prestar atención.

Posición del soldador/a.

La tendencia natural del soldador/a es inclinarse sobre la piezaen esta posición respira el humo producido por la soldadura,ahora bien se pueden adoptar posturas en las cuales la cabeza

quede fuera de la columna de humo, de modo que la cantidadde contaminantes inhalados será menor.

Venti lación general.

Cuando varios/as soldadores/as realizan labores de soldadura ocorte de metales en una zona de trabajo cerrada se produciráuna contaminación del aire que respira cualquier persona que seencuentre en dicha zona.





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Unidad

Para controlar este riesgo se debe instalar un sistema de venti-lación general con el que se extrae el aire suficiente para lograrun nivel de humos aceptables, y se impulsa aire limpio para re-

emplazar el extraído.

Extracción e impulsión localizada.

La extracción localizada realiza la captación de los humos lomás cerca posible del punto donde se producen, es el modomás idóneo ya que no permite la difusión al ambiente evitandoasí su inhalación por el resto de trabajadores.

Ventilación general

Hay dos tipos de extracción, una fija y localizada que lo recoge ylo expulsa al exterior y otra, autónoma que lo recoge lo filtra yvuelve a soltarlo al interior del taller una vez filtrado y limpio.

La impulsión consiste en generar una corriente de aire encimadel punto donde se origina, tiene el inconveniente que si bienel/la soldador/a no respira el humo directamente este queda enel ambiente y si no se extrae por otros medios lo respiran todoslos operarios que trabajen en el entorno incluido él.

¡ recuerdaSigue siempre las indicaciones de seguridad de los proce-dimientos de producción utilizando todos los elementospuestos a tu disposición para tu seguridad. EPI ‘s.

ejemplo

EPI ‘s. Cascos, guantes, botas, gafas de seguridad y pro-

tecciones auditivas, mascarillas de respiración, etc. Todoeste material deberá estar homologado para el trabajo es-pecífico a realizar.





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4Unidad

Peligros derivados del entorno.

La empresa tiene la obligación de mantener los locales de trabajo en un estado de seguridad e higiene adecuado, que evitenaccidentes y riesgos para la salud de los trabajadores.

Los edificios deben ser sólidos de acuerdo al uso al que se des-tinan, con suelos fijos no resbaladizos bien iluminados, las aber-turas y desniveles señalizados debidamente, con vías de circu-lación tanto en interiores como en exteriores señalizadas y conzonas de almacenamiento fabricación y montaje bien acotadas.

Las condiciones ambientales serán adecuadas, evitando tempe-raturas extremas, humedades, corrientes de aire, olores des-

agradables e irradiaciones excesivas, en todo momento debeexistir orden y limpieza.

Además de estos aspectos ambientales habrá que tener encuenta también:

Deben eliminarse por aspiración, gases, humos y vapores.

Ventilar los espacios muy cerrados con aire limpio.

Protegerse con ropa difícilmente inflamable.

Proteger al resto de trabajadores del entorno con pantallas deprotección de chapa, o tejidos ignífugos.

Está prohibido que una persona sola trabaje en espacios confi-nados, como un depósito por ejemplo, el equipo debe quedarfuera al cuidado de un ayudante, y se comprobará con un expo-símetro la ausencia de gases, la pinza porta electrodo estaráperfectamente aislada y la masa bien sujeta al material si la ven-tilación no es adecuada utilizar equipos de respiración autóno-mos.

No almacenar materias combustibles o inflamables junto a zo-nas de trabajo.

Vigilar y acotar la zona de caída de proyecciones de soldadura ocorte oxiacetilénico. Inspeccionar los locales adyacentes para noprovocar incendios

Las basuras y desperdicios deben ser depositados en recipien-tes específicos.





42

Unidad

Estar informado y entrenado del funcionamiento y manejo de losequipos de extinción de incendios.

En montajes industriales al exterior, además de todo lo anteriortambién se tendrá en cuenta:

Si tenemos que trabajar en altura los andamios serán de un mo-delo homologado y estarán perfectamente sujetos, con barandi-llas de seguridad apropiadas.

Si estos son colgantes revisar con frecuencia los mecanismosde elevación así como los cables de sujeción.

Utilizar Redes de material ignífugo, cintos o arneses de seguri-

dad y casco. No trabajar con vientos superiores a 60 Km./hora.En reparaciones no se puede trabajar sobre circuitos de tuberíaso en depósitos que hayan almacenado o conducido líquidos ogases combustibles hasta que se tenga la seguridad de haberventeado toda la instalación.

¡ recuerda

Las normas y procedimientos de seguridad están para velarpor la protección y seguridad de todos. Siguiéndolas nosprotegemos nosotros y protegemos a nuestros compañerosde trabajo. Síguelas, haz que las sigan tus compañeros, uti-liza las prendas de protección individual, EPI ‘s, y colectivas.





43

Unidad

? autoevaluación

1.WPS significa:( procedimiento especifico de soldeo ) Si o No

2.Cualificar a un soldador/a significaa) certificarlo, homologarlo.b) impartirle formación.

c) aumentarle de categoría.

3.Los espejos, lupas y linternas se utilizan en las inspec-ciones

a) Visuales.b) Radiológicasc) ultrasonidos

4.La inspección por líquidos penetrantes nos detecta defec-

tos superficiales o los defectos internos de las piezas

5.En el procedimiento de inspección por ultrasonidos, losdefectos en la pantalla se observan en forma de …..

a) Imágenesb) Sombras.c) Ecos





44

Unidad


1.Documento en el cual se reflejan todas las variables a te-ner en cuenta para la realización de un trabajo certificadoSi

2.Certificarlo, homologarlo

3.Visuales

4.Superficiales.

5.Ecos.





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4Unidad





















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4Unidad


rias pasadas.

Corrosión: Efecto que produce el oxígeno sobrela capa externa de los metales.

















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4Unidad



















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proceso de soldeo.












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Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






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S o l d a d u r a

a r c

o

e l é c t r i c o

c o n

e l e c t r o d o s

r e v e s t i d o s

Soldadura




SOLDADURA







El uso del lenguaje que no discrimine ni marque diferencias entre mujeres y hombres forma parte del ideario del Gru-po Fondo Formación. Por ello, en la redacción de este material didáctico se ha optado por el uso de términos genéri-cos, evitando el uso tradicional del lenguaje que emplea el masculino como genérico. En los casos en los que seemplea el masculino genérico clásico, se entenderá que hace referencia siempre a mujeres y hombres.




Módulo 2 Soldadura arco eléctrico con electrodos revestidos

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1Unidad

Objetivos. ▌Señalar los principios del proceso y características de equiposde soldadura manual, y eléctrica con electrodos revestidos.

▌Diferenciar entre las distintas fuentes de alimentación, tipos decorrientes, polaridades, y reglaje de principales parámetros.

▌Relacionar las diferentes fuentes de energía para el soldeo porarco, con los trabajos típicos de cada una

▌Identificar las características de los equipos de soldeo así co-mo del resto de dispositivos y herramientas utilizadas

▌Reconocer y saber utilizar dispositivos para una correcta apli-cación en cada una de las situaciones que el trabajo nos exija.

▌Experimentar con el mantenimiento de equipos y condiciones.

Presentación.

Desde el principio se ha de tener presente que manejamos unequipo, del que no debemos descuidar aspectos como la limpie-za, el mantenimiento, el orden

En esta unidad didáctica aprenderás a entender y manejar equi-pos de soldadura eléctrica



•

Equipos.• Características y mantenimiento de los equipos.

• Influencia del tipo de corriente. Y polaridades.

• Principales parámetros a regular.

• Mantenimiento de los equipos





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1Unidad

Introducción.La soldadura es un proceso de unión de materiales por el quese establece la continuidad entre las partes a unir por medio dela fusión de los bordes con o sin metal de aportación.

También podemos decir que la unión soldada es la única quepermite conseguir la continuidad mecánica y física entre las par-tes, facilitándose la transmisión de tensiones entre las piezasunidas. Como contrapartida, la unión soldada es más rígida quela atornillada y que la remachada.

Se denomina metal base al material que se somete a una ope-ración de soldeo con la intención de unirlos y metal de aporta-ción al material que se añade en cualquier operación o procesode soldeo.

Decimos que una soldadura es homogénea cuando unimos dospiezas de un material con una composición similar por medio deotro material de aporte de la misma naturaleza y decimos que esheterogénea cuando realizamos el soldeo de dos piezas de ma-terial similar o distinto por medio de un material de aportación di-

ferente.

Principios del procedimiento.

La soldadura por arco con electrodos revestidos es un procedi-miento en el que se produce la fusión del material a soldar pormedio de un arco eléctrico establecido entre el extremo de unelectrodo revestido y el metal base que pretendemos soldar.

Es conocido según normativas europeas y americanas como:

111, Soldeo metálico por arco con electrodo revestido

(EN 24063)

SMAW, Shielded metal-arc welding

(ANSI / AWS A3.0)

En esencia, el procedimiento consiste en el establecimiento deun circuito eléctrico abierto que requiere un generador de co-





5

Unidad

rriente alterna o continua, dotado de dos terminales, uno conec-tado por medio de un cable al porta electrodo, en cuya pinza sesujeta el electrodo revestido, el otro terminal se conecta, a su

vez a través de otro cable de retorno y una pinza de masa a lapieza a soldar.

Figura 1

El proceso comienza con el cebado del arco, operación queconsiste en tocar con el extremo del electrodo la pieza que pre-tendemos soldar, abriéndose el circuito eléctrico en ese instantey comenzando a circular la corriente por él. Este paso de co-rriente genera por efecto Joule, el calentamiento del electrodoen su extremo y del punto de contacto de la pieza, generándoseentre estos dos puntos lo que conocemos como baño de fu-sión, en el cual instantáneamente sube la temperatura sobre los5.000º centígrados.

El material de aportación se obtiene por la fusión del extremo del

electrodo en forma de pequeñas gotas que se proyectan a tra-vés del arco sobre la pieza. La protección del baño fundido, seobtiene por la descomposición del revestimiento en forma degases y escoria, que por diferencia de densidad, flota sobre elmaterial que permanece líquido en el baño de fusión protegién-dolo y dándole forma, posteriormente baja la temperatura y soli-difica.





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Unidad

Figura 2

Ventajas y limitaciones del procedimiento.

Ventajas.

El equipo es relativamente barato, portátil, y sencillo. Es aplicable a la mayoría de los metales y aleaciones de

uso normal.

Es aplicable a casi todos los espesores, en general porencima de 2 mm.

Se puede emplear en todas las posiciones, en localesabiertos y cerrados, incluso con restricciones de espacioy se puede emplear en lugares alejados de la fuente decorriente.

Es menos sensible al viento y a las corrientes de aire queotros procesos con protección gaseosa. No obstante de-be protegerse siempre de la lluvia y del viento.

No requiere conducciones de agua de refrigeración, ni tu-berías, ni botellas de gases de protección.

Rectificador corriente conti-núa

Es aplicable a trabajos de producción y mantenimiento,en este último campo y por la gran variedad de electrodosexistentes se puede decir que es él óptimo.





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1Unidad

Limitaciones.

Es un proceso lento, poco productivo por la necesidad de

retirar y limpiar de escorias continuamente y por el cam-bio continuo de electrodos, en este sentido, procesos co-mo FCAW o GMAW, resultan mucho más rentables.

Requiere gran habilidad por parte del soldador/a.

No es aplicable a espesores menores de 2 mm.

No es aplicable a metales de bajo punto de fusión comoel plomo, estaño, cinc, y sus aleaciones, debido al calorexcesivo que produce. Tampoco es aplicable a metales

de alta sensibilidad a la oxidación como titanio, circonio,niobio, tantalio, ya que la protección que ofrece es insufi-ciente para evitar la contaminación por oxigeno de la sol-dadura.

En espesores muy gruesos por encima de 40 mm, no re-sulta rentable su utilización, existen otros como el FCAW y SAW, que son más adecuados.

Aplicaciones.El procedimiento de soldadura por arco con electrodos revesti-dos es uno de los más utilizados en todo tipo de trabajos, biensea en producción o mantenimiento, tanto en taller como encampo.

Los sectores en los que más se utiliza son la construcción naval,estructuras, puentes, tuberías de transporte de fluidos, tanques,esferas de almacenamiento, recipientes a presión, calderas,construcción de centrales térmicas, nucleares, sector químico,

refinerías de petróleo, oleoductos, gaseoductos, y en cualquiertrabajo de calderería y forja en general.

El proceso es aplicable a todo tipo de aceros, al carbono, alea-dos, inoxidables, refractarios, etc, así como a metales no férreoscomo el aluminio magnesio, cobre, níquel, y sus aleaciones. Enmuchas ocasiones se utiliza en combinación con otros procedi-mientos de soldeo, bien en las pasadas de raíz o en las de re-lleno.





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Unidad

ejemplo

¡ recuerda

Cuando se realiza un trabajo de tuberías es muy corriente quela primera pasada denominada pasada de raíz se realice conT.I.G. completándose seguidamente las pasadas de relleno yeinado con electrodo revestido .

El procedimiento de soldadura eléctrica con electrodos re-vestidos, es un procedimiento relativamente, barato, fácil dedesplazar, y de muy sencillo uso, con el inconveniente de

ser poco productivo.

Arco eléctrico

El arco en soldadura es una descarga continuada en un medioresistente gaseoso. Pero a efectos prácticos, el arco en soldadu-ra puede considerarse como un conductor gaseoso en el cual seproducen cambios de energía eléctrica en calor.

Proporciona altas concentraciones de calor.

Es fácilmente controlable a través de medios eléctricos.

Elimina, en general, los óxidos superficiales.

Tiene una enorme influencia en el modo de transferencia delmetal de aportación desde el electrodo a la pieza que se deseasoldar. Los arcos son fuentes de radiación así como de calor,determinando la necesidad de protecciones para los usuarios.

Figura 3





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Unidad

Equipos.

Fuentes de alimentación.

Las compañías eléctricas suministran corriente alterna de bajaintensidad y alto voltaje, que es lo adecuado para usos do-mésticos y también para la mayoría de los industriales pero en elcaso de la soldadura no, esta necesita altas intensidades entre20 y 1.000 Amperios y bajos voltajes entre 20 y 90 Voltios paralos usos más comunes, en corriente alterna en unos casos ycontinua en otros.

Figura 4





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1Unidad

Por esta razón los equipos de soldadura deben de transformar y/o rectificar la corriente eléctrica de la red en otra, alterna ocontinua, con unas características de tensión e intensidad ade-

cuadas para la formación y estabilización del arco eléctrico.

Por esta razón podemos dividir los equipos según sus diferentescaracterísticas. Con respecto al circuito monofásico de salidapuede ser de corriente Al terna o Continua, o tener ambas en elmismo equipo, también puede tener la característica de tenertensión constante o descendente. Con respecto a la energíade entrada puede obtenerla de la red o de un motor de combus-tión interna.

Como ya hemos dicho anteriormente, el arco eléctrico consiste

en una descarga de corriente relativamente alta sostenida a tra-vés de una columna gaseosa, ahora bien, estos gases en condi-ciones normales, son prácticamente aislantes, por lo que paraconseguir el arco, es necesario que el gas se haga conductor,en estas condiciones se dice que el gas esta ionizado y se le dael nombre de plasma (columna de plasma)

La ionización del gas se logra mediante el cebado del arco, en-cargándose después el propio arco de mantener esta situación,este cebado se realiza raspando el electrodo sobre la pieza asoldar. El calentamiento se produce instantáneamente como

consecuencia del cortocircuito y también provoca la ionizacióndel gas.

Al separar el electrodo, el gas, ahora ionizado, permite el pasode la corriente, estableciéndose el arco. La presencia de mate-riales fácilmente ionizables como el Sodio y el Potasio, que sue-len estar presentes en el revestimiento de los electrodos facilitala ionización y el cebado.

Transformadores.Básicamente un transformador es un equipo que modifica losvalores de tensión e intensidad de la corriente alterna de la red.Esta formado por un núcleo ferromagnético, con un arrolla-miento primario, generalmente monofásico, que toma la corrien-te de la red, y un arrollamiento secundario que reduce latensión al nivel adecuado para la soldadura, generando una co-rriente alterna cuyas características de intensidad eléctricaspueden ser modificadas, a voluntad por el operario, mediante la





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Unidad

variación del campo magnético, por medio de un sistema más omenos sofisticado, el cual influye en la calidad del equipo.

Figura 5

Figura 6





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Unidad

Transformador - rectificador.

Transformadores-rectificadores, constan de un transformador tri-fásico que es el que se encarga de modificar los valores de in-tensidad y tensión, cuyo secundario está acoplado a unrectificador, este hace que la corriente alterna se rectifique y pa-se a ser continua, convirtiendo las ondas sinusoidales en una lí-nea que se puede suponer recta y horizontal.

El elemento rectificador, el diodo, solo deja pasar la corrienteeléctrica en un solo sentido, se puede describir como el equiva-lente eléctrico de una válvula unidireccional.

Figura 6

+ -Placa Soporte(Cobre, latón,aluminio o acero)

Capa de semiconductor

Sentido de bloqueo

Sentido de paso

Contra electrodo

Figura 7





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Unidad

Figura 8

Convertidores y grupos electrógenos.

Los convertidores están formados por un motor eléctrico quetoma la corriente de la red y que transmite su movimiento a unadinamo o en ocasiones a un alternador , y estos a su vez gene-ran corriente continua o alterna de tensión e intensidad adecua-das a la soldadura.

Si en lugar de tomar la corriente de la red el motor es de com-bustión interna, gasolina o gas-oil estamos ante un grupoelectrógeno, estos se utilizan en lugares donde no hay corrientede red, también existen unidades móviles de soldadura, sonvehículos normalmente todo-terreno que aprovechan el propiomotor del mismo para generar la corriente de soldadura, así co-mo la necesaria para alimentar al resto de las maquinas-herramientas utilizadas en reparaciones o construcciones encampo.





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Unidad

Figura 9

Inversores.

El proceso de conversión de corriente alterna CA, en corrientecontinua CC, sabemos que recibe el nombre de rectificación, mientras que el proceso inverso, el paso de CC a CA se le haasignado el nombre de inversión. Ambos procesos pueden rea-lizarse por distintos procedimientos, de los cuales el más eficien-te es sin duda, el electrónico, y aun más desde la aparición delos dispositivos en estado sólido.

Así pues, los inversores son equipos capaces de transformar laenergía continua en energía eléctrica alterna, sin que ello impli-que una determinada forma de onda o frecuencia.

Aquí vamos a centrarnos tan solo en los llamados inversores es-táticos, esto es, en los no rotativos. Estos utilizan en todos loscasos dispositivos electrónicos simples.

Son los equipos más recientes aparecidos en el mercado, lla-mados invertir, utilizan la tecnología electrónica para realizar las

mismas funciones que los antiguos y pesados equipos transfor-madores y rectificadores, consiguiéndose equipos mucho menospesados por lo tanto más transportables, más robustez, mejorrendimiento, menos mantenimiento y con mejores característi-cas





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Unidad

ejemplo

La mayoría de estos equipos son AC / DC es decir disponen

de corriente continua o alterna, tienen mejores factores demarcha y un control de intensidad muy ajustado

¡ recuerda

Los equipos están diseñados para diferentes tipos de trabajo

y situaciones de modo que hay que observar cuales son losidóneos para cada ocasión.

Características de los equipos.

Elección de una fuente de alimentación.

En la elección de una fuente de alimentación para un trabajo desoldadura, hay que valorar, entre otros, los siguientes factores:

Disponibilidad, o no, de una red de alimentación eléctricaa la que conectar el equipo.

Forma de funcionamiento: rotativo o estático.

Clase de corriente que suministra: alterna, continua, pul-sada.

Tensión en vacío.

Característica estática: descendente o plana.

Corriente máxima.

Sistema de regulación de la corriente.

Potencia.

Factor de conexión. Relación entre el tiempo de arco y eltiempo total, para ciclos de una duración determinada. Un





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Unidad

factor del100% nos indica que se puede mantener el arcoencendido continuamente, sin riesgo de calentamientoanormal del equipo.

Costo.

Otros.

Equipo de intensidad constante.

La National Electrical Manufacturers Association (NEMA), defineuna máquina para soldeo por arco de intensidad constante co-mo una máquina que nos sirve para ajustar la corriente del arcoy que tiene una curva característica estática que tiende a produ-cir una intensidad de corriente relativamente constante

Figura 10

La intensidad de cortocircuito, es la máxima intensidad que su-ministra la fuente. Cuando se ceba el arco se produce un corto-circuito, en ese momento se anula la tensión y la intensidad quecircula es la máxima, gracias a esto se calienta el electrodo y se

puede cebar el arco.

La tensión de vacío, es la máxima tensión que puede suminis-trar la fuente y es la tensión existente en los terminales del equi-po cuando no está soldando.

El elevado voltaje a circuito abierto (hasta 90 V aproximadamen-te, más del doble que el de trabajo), se emplea principalmentepara asegurar la facilidad en el cebado y en el mantenimientodel arco.





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Unidad

Con este tipo de equipos los cambios de longitud del arco pro-ducidos de forma natural por el/la soldador/a, no provocan gran-des cambios en la intensidad de soldeo y se obtiene un arco

muy estable, son los equipos más adecuados en los procesosde soldadura con electrodo revestido SMAW y TIG, GTAW.

Equipo de tensión constante.

Es aquella que nos sirve para ajustar la tensión del arco y quetiene una curva característica que tiende a producir una tensiónde salida relativamente constante.

La misma sociedad NEMA, define la fuente de tensión constantecomo aquélla que nos sirve para ajustar la tensión en el arco yque tiene una curva característica que tiende a producir unatensión de salida relativamente constante

Figura 11

En los procesos de soldadura semiautomática MIG – MAG,GTAW y FCAW, y arco sumergido SAW, el alambre es alimen-tado a una velocidad constante y para conseguir unas condicio-

nes estables de soldeo, es necesario mantener la longitud dearco tan constante como sea posible. Se demuestra que paraobtener la máxima velocidad de recuperación de cualquier pe-queña fluctuación en la longitud de arco, es conveniente dispo-ner de máquinas con características de tensión constante, enconsecuencia son los equipos idóneos para estos procedimien-tos.





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Unidad

Factor de marcha.

El factor de marcha o (factor de operación) es el porcentaje detiempo, durante un periodo cualquiera, en el que un equipo pue-de funcionar correctamente en las condiciones previstas y sinsobrecalentarse.

ejemplo

Si se utiliza un equipo que tiene un factor de marcha del60% significa que no se puede utilizar más de 6 minutospor cada 10 de trabajo

El factor de marcha dependerá de los parámetros de soldeo,cuanto mayor sea la intensidad, menor será el factor de marchadel equipo.

El factor de marcha es el parámetro que mejor determina el tipode servicio para el cual se ha diseñado el equipo.

ejemplo

Los equipos diseñados para el soldeo manual, tienen nor-malmente un factor de marcha del 35% o 60%, los equiposdiseñados para procesos automáticos requieren factores del100%.

Tiempo de soldeoFactor de marcha (%) =

Duración del periodo de tiempox 100

Duración del periodo = Tiempo de soldeo + tiempo de descanso





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Unidad

Placa de características del equipo.

En las siguientes figuras se representan dos placas de caracte-rísticas de un equipo, suele estar situada en la parte posterior dela máquina y como su nombre indica, hace referencia a las ca-racterísticas de la misma, incluyendo información tanto para elespecialista eléctrico que tenga que conectarla o manipularla,como para el/la soldador/a.

Placa de características deun equipo

Figura 12





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Unidad

Figura 13

Influencia del tipo de corriente.

Polaridad.

El soldeo con electrodos revestidos se puede realizar tanto concorriente alterna como con corriente continua, Si se utiliza co-rriente continua se puede diferenciar entre conectar el electrodoal terminal negativo y la pieza al positivo o bien al contrario, esdecir, el electrodo al positivo y la pieza al negativo, de esta for-ma aparece el concepto polaridad, que solo existe en el casode corriente continua.





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Unidad

Polaridad Directa.

Polaridad directa o negativa la llamamos así cuando conecta-mos el electrodo al polo negativo y la pieza al positivo, de formaabreviada se expresa con las iniciales CCEN (corriente continuaelectrodo al negativo), y también puede encontrarse en el man-do de selección de corriente de algunas máquinas como SP(Straight Polarity, polaridad directa en ingles).

Efectos de la polaridad.

El calor producido por el arco eléctrico no se reparte de forma

homogénea en el baño de fusión, de manera que recibe mástemperatura aproximadamente 2/3 partes de la misma la que seencuentra conectada al polo positivo.

Resumen de los efectos y características de la polaridad dire-cta (CCEN).

En general se obtienen cordones estrechos con gran penetra-ción.

El electrodo soportará intensidades mucho más elevadas que si

estuviese conectado al polo positivo, y se calentará menos.

No se produce el efecto de decapado, por lo que si se quierensoldar aleaciones con capas refractarias estas se deberían de-capar de forma química o mecánica antes de soldarlas.

Figura 14

Corriente continua electrodo al negativo (CCEN) Polaridad Di-recta.





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Unidad

Polaridad Inversa.

Polaridad inversa o positiva la llamamos así cuando conectamosel electrodo al polo positivo y la pieza al negativo, de formaabreviada de expresa con las iniciales CCEP (corriente continuaelectrodo al positivo), y también se puede encontrar como RP(Reverse Polarity, polaridad inversa en ingles).

Resumen de los efectos y características de la polaridad inversa(CCEP).

En general se obtienen baños relativamente anchos y con pocapenetración.

Excesiva acumulación de calor sobre el electrodo, que puedeprovoca su sobrecalentamiento y rápido deterioro incluso conbajas intensidades de corriente.

Se produce el efecto de decapado o limpieza de óxidos, facili-tándose la soldadura de aleaciones con capas de óxidos refrac-tarios con elevado punto de fusión como el Aluminio y elMagnesio.

Figura 15

Corriente continua electrodo al positivo (CCEP) Polaridad In-versa.

Efectos de la corr iente alterna.Cuando se establece un arco en corriente alterna, el electrodoactúa de ánodo durante medio ciclo y de cátodo durante otromedio es decir alternativamente el electrodo actúa de positivo ynegativo 100 veces por minuto (en Europa la frecuencia es de50 Hz), y por tanto es imperceptible.





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Unidad

Figura 16

Corriente Alterna.

Debido a este cambio continuo, la soldadura en corriente alternaaúna, aunque de forma reducida, los efectos de las dos polari-dades, sin embargo es más inestable que la corriente continua yno siempre es fácil mantener la estabilidad del arco, depende

bastante de las características del equipo.

La elección del tipo de corriente y de la polaridad adecuada paracada trabajo dependerá de diferentes factores como, el procesode soldeo, el tipo de electrodo a utilizar, el material base a soldary de las especificaciones técnicas del proyecto.

Figura 17

Soplo magnético.

Es la desviación del arco de soldeo, producido por distorsión delcampo magnético existente alrededor del arco cuando soldamoscon corriente continua. Su efecto se suele presentar en los ex-tremos de las piezas a soldar cuando estas son ferromagnéticas

En general el soplo magnético cuando se produce es por dosrazones fundamentalmente.





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1Unidad

Por el cambio de dirección de la corriente al entrar en la piezade metal base y dirigirse hacia la masa.

Por las líneas de fuerza de un campo magnético existente, quetienden a pasar por la pieza de metal base antes que por el aire,pues es más fácil para ellas este camino.

Por estos motivos las líneas de fuerza se juntaran en las proxi-midades de los bordes de las chapas a unir produciéndose ladistorsión.

Las situaciones más comunes en que se produce el soplo son:

Soldar cerca de los extremos de la pieza.

Soldar cerca de la conexión de masa.

Soldar cerca de grandes piezas ferromagnéticas.

Que las piezas a soldar se hayan alterado por camposmagnéticos producidos por tareas tales como: Inspeccio-nes de soldadura por partículas magnéticas, transportede materiales con electroimanes, fricciones o rozamientosentre piezas, bobinas eléctricas cercanas al lugar dondese esta produciendo la soldadura que generan camposmagnéticos, etc.

Cuando se nos produce este fenómeno para disminuir el efectodel soplo magnético deberemos:

Cambiar a corriente alterna si es posible. Si no lo es:

Colocar la masa tan lejos como sea posible de las piezasque se van a soldar.

Reducir la corriente de soldeo todo lo que sea posible.

Utilizar una longitud de arco corta.

Posicionar el ángulo del electrodo en dirección opuesta alsoplo magnético.

Emplear una secuencia de soldeo de paso de peregrino.

Colocar apéndices en los extremos de la unión.





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Unidad

¡ recuerda

Los equipos disponen de diferentes tipos de corriente enfunción de sus características, de modo que hay que selec-cionar la más adecuada para cada trabajo.

Principales parámetros a regular.

Intensidad.La intensidad a utilizar depende del diámetro, de la posición ydel tipo de unión. Cada electrodo en función de su diámetro, sele aplica un rango de intensidad, a mayor intensidad más pene-tración, de todos modos si sobrepasamos este rango se puedenproducir, mordeduras, proyecciones, intensificación del soplomagnético en su caso e incluso grietas.

Diámetro del electrodo.La posición de la soldadura, el espesor del material y el tipo deunión son los parámetros de los que depende la selección deldiámetro del electrodo, en general de deberá seleccionar el ma-yor diámetro posible que asegure los requisitos de aporte térmi-co y que permita su fácil utilización.

Estos de mayor diámetro se seleccionarán para el soldeo demateriales de gran espesor y para el soldeo en posición plana,acunada y en rincones horizontales.

En posiciones de cornisa, verticales y bajo techo, el baño setiende a caer por efecto de la gravedad y este es mayor cuantomayor es el volumen del baño, por lo que se tiende a utilizarelectrodos de menor diámetro. Asimismo en el soldeo con pasa-das múltiples el primer cordón llamado de raíz conviene efec-tuarlo también con pequeños diámetros para asegurar el mayoracercamiento al fondo de la unión y asegurar una buena pene-tración, posteriormente se utilizarán diámetros mayores para laspasadas de relleno y peinados.





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Aporte Térmico.

El aporte térmico (calor aportado a la pieza), depende direc-tamente de la intensidad, tensión, velocidad de desplazamiento,factores todos ellos que dependen del diámetro del electrodo,siendo mayor cuanto mayor es el diámetro del mismo. En apli-caciones donde se requieran bajos aportes térmicos se deberánutilizar diámetros pequeños.

Resumiendo podemos decir que:

Los electrodos de mayor diámetro por encima de 4 mm se utili-zarán para uniones de piezas de espesores medios, gruesos, ycon soldaduras en posición plana y recargues.

Electrodos de menor diámetro 2 mm; 2.50 mm; 3.25 mm; 4 mmen: punteado, uniones de piezas de bajo espesor, primeras pa-sadas raíces, soldaduras en posición cornisa, verticales, bajo te-cho y cuando se requiera que el aporte térmico sea bajo.

Longitud del arco.

En general debe ser igual al diámetro del electrodo, salvo para

los de tipo básico, en estos será la mitad del diámetro.

Es conveniente mantener siempre la misma longitud del arco,para evitar oscilaciones en la tensión e intensidad de la corrientey con ello variaciones en la profundidad de las penetraciones.

Un arco demasiado largo perderá direccionalidad e intensidad,además el gas y el fundente generado por el revestimiento seránmenos eficaces para la protección del baño por lo que se puedeproducir porosidad y contaminación del metal de soldadura conél oxigeno e hidrógeno del aire. Un arco demasiado corto puede

ser errático y producir cortocircuitos durante la transferencia delmetal.

Velocidad de desplazamiento.

Cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento menor es laanchura del cordón, menor el aporte térmico y más rápidamentese enfría la soldadura, si esta es excesiva se producen morde-duras, se dificulta la retirada de la escoria y se favorece la for-





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1Unidad

mación de poros e inclusiones de escoria. La velocidad de des-plazamiento durante el soldeo debe ajustarse de tal forma que elarco adelante ligeramente al baño en fusión.

Mantenimiento de los equipos.

Precauciones a tener en cuenta en el manejo y la conservaciónde los equipos de soldadura eléctrica:

Tomar las debidas precauciones al manipular las fuentesde corriente.

Dejar al especialista eléctrico que realice este trabajo sino se tienen los conocimientos y la preparación adecuadapara desarrollarlo.

Desconectar de la red antes de cualquier manipulación.

No tocar con las manos o calzado mojado.

Manipular con guantes secos; comprobar que el cable detierra está conectado; tocar con la mano vuelta.

Conectarlas a la red, después de comprobar que la ten-

sión es la adecuada.

Apretar perfectamente todas las conexiones de los cablesde la fuente.

Desconectarlas de la red principal cuando no estén enservicio.

Protegerlas de la lluvia si no están preparadas para ello,no situarlas en zonas donde haya agua.

Evitar caídas y golpes.

No forzar los mandos de que disponen para la regulacióny control de parámetros.

No dejar los electrodos conectados al porta electrodoscuando no se encuentre soldando, para evitar posiblescortocircuitos y en consecuencia averías del equipo.





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Unidad

En caso de incendio de un equipo, deberemos cortar in-mediatamente la corriente de entrada al mismo, e intentarapagar el fuego con extintores de polvo, nunca con agua.

Mantener los equipos limpios, realizando periódicamentesoplados sobre el interior de los mismos.

¡ recuerda

Los equipos hay que mantenerlos en el mejor estado posi-ble, observando estrictamente las indicaciones de funciona-miento, tanto en materia de prevención de riesgos como de

funcionamiento del equipo





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Unidad

? autoevaluación

1.Decimos que una soldadura es homogénea cuando…...

2.Que tipo de corriente nos proporciona un Transformador-rectificador…….

3.Cuando conectamos el terminal de la pinza porta eléctro-dos al polo positivo y la masa al negativo decimos que es-tamos utilizando…..

4.Según la norma EN 24063 al procedimiento de soldaduraal arco con electrodo revestido se le conoce como…..

5.La cantidad de calor aportada a la pieza la llamamos…...





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Unidad


1.Las piezas a unir y el material de aportaciones son igua-les o muy similares

2.Corriente continúa.

3.Corriente continua, polaridad inversa CCEP.

4.111

5. Aporte térmico, o imput témico





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1Unidad






Amperio : Nos indica la cantidad de corrienteeléctrica “intensidad “que circula porun circuito eléctrico


Arco eléctr ico: Se produce entre la extremidad metá-

lica del electrodo y la pieza y aporta laenergía necesaria para la fusión delelectrodo y una parte del a pieza.

Bisel: Corte oblicuo en el borde o en la ex-tremidad de una lámina o plancha, pa-ra acondicionar los bordes a soldar.


Cadmiado: Baño de cadmio sobre un metalCampo magnético: Región del espacio en la que se dejan

sentir los efectos de un imán.






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1Unidad


Circuito eléctrico: Es el camino recorrido por la corrienteeléctrica que circula a través de unconductor, desde un terminal de lafuente de alimentación, hasta el otro.

Conductor: Es el material que permite fácilmenteel paso de la corriente.


Cordón de soldadura: Es el conjunto del metal depositadopara formar la unión deseada, unasoldadura puede comportar una o va-rias pasadas.


Cordón de soldadura: Es el conjunto del metal depositadopara formar la unión deseada, una

soldadura puede comportar una o va-rias pasadas.

Corriente alterna: Corriente eléctrica que alternativa-mente toma valores positivos y nega-tivos.

Corriente continua: es la corriente eléctrica que circulasiempre en el mismo sentido.




Cualificación: Preparación y certificación para ejer-cer determinada actividad o profesión.

Densidad: Relación entre la masa y el volumenque ocupa un cuerpo.





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1Unidad

Dilución: Es la proporción en la que el metalbase contribuye junto al metal deaportación en la composición del cor-

dón de soldadura.

Electrodos húmedos: Se generan gases, especialmente elhidrógeno, que puede originar defec-tos en la soldadura.


Escoria: Es el residuo de la fusión del revesti-

miento que cubre y protege el cordónde soldadura después de la solidifica-ción.



Extrusión: Operación para conformar piezas in-

dustrialesFalta de fusión: Defecto de la soldadura que se pro-

duce cuando se deposita metal deaporte fundido sobre metal base sinfundir, no se produce la unión entreambos metales, lo que repercute en laresistencia de la junta, tratándose deun defecto muy grave.

Fatiga: Determina en un metal el limite por

encima del cual está expuesta a rotu-ra, como consecuencia de estar so-metida a esfuerzos.

Ferromagnética: Material que es atraído por el imán,por ejemplo el hierro y los aceros or-dinarios, por el contrario no son fe-rromagnéticos los aceros inoxidablesde la serie AISI 300 Austeníticos.





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1Unidad

Fleje: Tira metálica de sección rectangularde pequeño espesor y anchura relati-vamente mayor, un ejemplo puede ser

la cinta metálica de algunos embala- jes.








Gas activo: gas que produce reacción en el arcoeléctrico.

Gas inerte: Gas que no produce reacción en elarco eléctrico.









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1Unidad







Palpador: Emisor y receptor de ondas ultrasóni-

cas usado en la inspección de solda-duras, para descubrir defectos.


Pasadas estrechas: Es cada uno de los depósitos o “ca-pas” de material que se realizan enuna unión soldada sin oscilación late-

ral.Pasadas: Es cada uno de los depósitos o “ca-


Polaridad directa: La pinza portaelectodos esta conecta-da al polo negativo del grupo de sol-dadura en corriente continua.





36

1Unidad

Polaridad inversa: La pinza portaelectrodo esta conecta-da al polo positivo del grupo de solda-dura en corriente continua.

Polaridad: Nos indica en un circuito eléctrico elsentido de circulación de la corriente.



Precalentamiento: En algunos materiales es necesariocalentar las inmediaciones de la juntahasta cierta temperatura, antes delproceso de soldeo.


Raíz de la soldadura: Es el primer cordón y tiene mucha im-portancia desde el punto de vista de lasoldadura final, debido a la gran masade metal a unir con respecto al espe-sor de este cordón y por la geometríade la unión; por consiguiente, al cor-dón de raíz debe prestársele el máxi-mo de atención en su ejecución a lahora de soldar, depositando un cordónde raíz con calidad y penetración. So-bre espesor de la cara: es el exceso

de material aportado que sobresalecon relación a la superficie de las pie-zas a soldar por el lado de la cara.

Sobreespesor de raíz: Es el exceso de material que sobresa-le por el lado contrario con relación ala superficie de las piezas a soldar porel lado de la penetración.

Soldabilidad: Independientemente de la habilidaddel soldador/a no todos los materiales





37

1Unidad

admiten la soldadura con la misma fa-cilidad, siendo la propiedad que midela mayor o menor aptitud de los mate-

riales, para el soldeo.


Tensión de vacío: Es la que existe cuando el generadoresta conectado pero no esta soldan-do.



Voltaje: Es la fuerza que origina la circulaciónde corriente a través de un circuito.

Zona afectada térmicamente (ZAT): Zona adyacente a launión que se ve afectada por las altastemperaturas pero que no llega a fun-dir, en ella se pueden producir modifi-caciones estructurales y comoconsecuencia cambios en sus carac-terísticas mecánicas pudiendo serpropenso a desarrollar oxidaciones,grietas, o condiciones desfavorables.





38

1Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




2

S o l d a d u r a

a r c

o

e l é c t r i c o

c

o n

e l e c t r o d o s

r e v e s t i d o s

Soldadura




SOLDADURA












3

2Unidad



▌Resolver los diferentes tipos de unión en las posiciones verti-cal, horizontal y de techo, utilizando las técnicas adecuadas ylos cordones de soldadura necesarios en función del espesor ymaterial empleado, consiguiendo la calidad requerida.


Presentación.

Las características técnicas de cualquier actividad son necesa-rias para conseguir un resultado óptimo.

Se ha de tener presente la importancia de identificar y aplicar lasimbología tanto como el respeto de las normas para conseguirun perfil de soldador/a idóneo.

En esta unidad didáctica comprobaras las especificaciones pro-pias de un proceso de soldeo.


• Técnicas operativas.

•

Preparación de bordes y tipos de unión

• Recomendaciones para el diseño y ejecución de nudos sol-dados.


• Utillajes de sujeción





4

Unidad

Técnicas operativas.

Inspección antes de soldar.

Antes de comenzar a soldar, se deberá hacer una inspecciónocular comprobando que:

Las chapas y tubos están bien alineadas y niveladas y que lascaracterísticas de la unión son correctas estando las medidasdentro de tolerancias.

Punteado de las piezas asoldar

Las uniones están perfectamente limpias de óxidos, grasas,aceites, agua, restos de pinturas, proyecciones, etc. y que se haefectuado una limpieza especifica en función del material base.

Los puntos previos están bien realizados, sin poros, grietas niabultamientos. Si existe alguna anomalía de este tipo se resana-rá completamente y si no se tiene la certeza de haberlo conse-guido se eliminará.

Punteado.

El punteado se realizará con el mismo precalentamiento que sevaya a utilizar en el soldeo.

El punteado que no se incorpore a la soldadura será eliminadocompletamente, repasando posteriormente la zona hasta garan-tizar la ausencia de defectos. Se recomiendo utilizar en estoscasos trozos de varilla de un material igual o muy similar al quese va a soldar, para evitar contaminaciones de material.

El punteado que se vaya a incorporar a la soladura se realizarácon el mismo tipo de electrodo que se vaya a utilizar durante elsoldeo, una vez realizado el punteado y eliminado la capa deescoria, debe inspeccionarse cuidadosamente cada punto, bus-cando posibles defectos, grietas o cráteres, y se les efectuará unamolado en la entrada y en la salida de cada uno de ellos. Si sedetectara cualquier defecto se eliminará completamente el pun-to.





5

2Unidad

El punto de soldadura debe tener siempre forma cóncava nuncaconvexa, en caso de que se produzca un abombamiento se re-pasará hasta dejarlo con la forma adecuada, para posteriormen-

te pasar soldando por encima sin que se produzcan ni defectosde forma ni cualquier otro tipo.

Si la longitud a soldar es muy larga empezar siempre por el cen-tro, en los cruces y esquinas los últimos puntos deben darsecomo mínimo a 200 mm.

Cebado del arco.

El arco puede iniciarse golpeando ligeramente el extremo delelectrodo sobre la pieza o bien rascando como si fuésemos aencender una cerilla y separándole inmediatamente una distan-cia que no supere el diámetro del electrodo, posteriormente hayque mantener una distancia entre el electrodo y la pieza unifor-me, a lo largo de toda la soldadura, así como también serán uni-formes, la velocidad de avance, el ángulo del electrodo con res-pecto a la pieza y los movimientos de oscilación si los hubiese,serian suaves y rítmicos con leves paradas en sus extremos.

Bien por la inexperiencia del soldador/a o por unas característi-

cas poco adecuadas del equipo, a veces nos encontramos conque al tocar con el electrodo la pieza, este tiene una fuerte ten-dencia a quedarse pegado, cuando esto ocurre hay que sepa-rarlo rápidamente, o de otra forma se sobrecalentará y quedaráinutilizado debiéndole sustituir por otro en buenas condiciones.

Los electrodos bajos en hidrógeno fundamentalmente los de tipobásico requieren una técnica especial de encendido además deequipos con tensiones de vacío más elevadas para evitar poro-sidad en el inicio de la soldadura, esta técnica consiste en esta-blecer el arco a una distancia de unos pocos diámetros del elec-

trodo por delante del lugar donde vaya a comenzar el soldeo, acontinuación el arco se mueve hacia atrás y el soldeo comienzade forma normal, continua sobre la zona en la que se establecióel arco refundiendo cualquier pequeño glóbulo de metal de sol-dadura, proyecciones o heridas producidas durante el estable-cimiento del arco.





6

Unidad

ejemplo

Figura 1

En estos electrodos cuyos revestimientos no son conductores,así como también en los de acero inoxidable, puede ser necesa-rio tener que romper algo del revestimiento para que el núcleoquede descubierto en el extremo y el arco se establezca conmayor facilidad.

En cualquier caso, es imprescindible establecer el arco dentrode la zona de soldeo y por delante de ella, nunca fuera de los

bordes de la unión, para evitar la formación de pequeñas heri-das o grietas en la zona de cebado.

Ejecución de la soldadura.

El/la soldador/a durante la operación de soldeo deberá mante-ner una longitud de arco lo mas constante posible, moviendouniformemente el electrodo hacia la pieza según este se va fun-diendo, la velocidad de avance deberá ser también totalmente

uniforme.En función de las exigencias del procedimiento los cordones seefectuaran rectos o con oscilación, los primeros se realizaránmontando unos sobre otros, siguiendo un orden correcto y lossegundos realizando un movimiento de vaivén con ligeras para-das en los extremos, evitando los movimientos bruscos y te-niendo en cuenta que la anchura de la oscilación no deberá ex-tenderse mas de 2,5 veces el diámetro del electrodo.





7

Unidad

Interrupción del arco.

No se debe interrumpir de forma brusca el arco, ya que si lohacemos así se pueden producir grietas y poros en el cráter delcordón, lo más aconsejable es realizarlo:

Cuando vamos a reiniciar la soldadura con un electrodo nuevo,el arco con el electrodo anterior lo interrumpiremos, acortando elmismo de forma rápida y saliendo lateralmente fuera del cráterpor el bisel si la junta está biselada.

Si queremos dar por finalizada la soldadura y no nos dispone-mos a reiniciar el arco podemos dar al electrodo una inclinacióncontraria a la que llevábamos y retroceder sobre el mismo cor-

dón unos 10 mm, antes de interrumpirlo de esta forma daremostiempo al relleno del cráter.

Limpieza de los cordones.

Una vez completado un cordón de soldadura este se deberálimpiar adecuadamente, retirando la escoria completamente conuna piqueta, cepillándolo con un cepillo de púas del mismo ma-terial y eliminando con cincel y martillo las proyecciones.

Cepillo y piqueta

En ocasiones la escoria se queda muy agarrada en los extremosdel cordón y no es posible retirarla con los medios expuestos, enestos casos hay que utilizar la rectificadora manual para elimi-narla completamente.

Como medida de protección de los ojos estas operaciones hayque realizarlas unas gafas de seguridad con los cristales trans-lúcidos.

Empalme de cordones.Se debe realizar de forma cuidada para evitar fisuras e inclusio-nes de escoria

En numerosas ocasiones y siempre que el procedimiento lo exijase deberá eliminar el cráter y sacar uñas antes de empalmar conel siguiente cordón ya que esta zona de empalme es muy con-flictiva y propensa a la aparición de defectos.





8

Unidad

¡ recuerda

La limpieza de las juntas a soldar por parte del/la solda-dor/a/a y una buena técnica de soldeo son fundamentales,ara obtener calidad en las soldaduras

Preparación de bordes y tipos de unión.

Atendiendo a la posición relativa de las piezas y, sobre todo, a la

forma en la que se produce la transmisión de esfuerzos a travésdel cordón, se diferencian dos tipos básicos de unión:

A tope.

Mediante cordones en ángulo.

Soldaduras a tope.

Consisten en la unión de dos piezas de forma tal que la soldadu-

ra constituye la transición más perfecta posible entre los ele-mentos soldados.

Para conseguir el objetivo anterior, resulta necesario dar la for-ma apropiada a los bordes a unir (esto es lo que se denominapreparación de bordes).

Soldadura de raíz sobre jun-ta a tope biselada

La preparación de bordes está íntimamente relacionada con elpoder de penetración del proceso de soldeo aplicable, pues sufinalidad es la de conseguir que la soldadura afecte a los bordesen el espesor adecuado, al menor costo posible.

Factores que afectan a la preparación:

Procedimiento de soldadura

Posición de soldeo.

Posibilidad de acceso desde ambas caras.

Espesor del material.





9

Unidad

Penetración deseada.

Economía de la preparación.

Consumo de materiales de aporte.

Naturaleza del metal a soldar.

Posibilidad de evitar o atenuar deformaciones en las pie-zas.

Las figuras siguientes incluyen los diferentes parámetros quepueden aparecer en la definición de una unión.

Figura 2





10

Unidad

Tipos de preparaciones.

La figura 3 representa las diversas preparaciones de bordes pa-

ra uniones a tope y en ángulo.





11

Unidad

Figura 3

Conviene tener en cuenta que las preparaciones de bordes es-tán normalizadas, de manera que los valores de los parámetrosque aparecen en la figura 3, los fija la norma en función del pro-ceso de soldeo, espesores y aplicación de la unión.

Aunque los rangos concretos de espesores dependen del poderde penetración del proceso de soldeo, la preparación de bordespara uniones a tope se rige por los siguientes principios genera-les:

Los bordes rectos solo son aplicables a espesores relativamentefinos.

La preparación con bordes en V es recomendable para espeso-res medios. En espesores fuertes da lugar a cordones muy an-chos que encarecen la soldadura y originan grandes deforma-ciones.





12

Unidad

Para espesores fuertes y siempre que la junta sea fácilmenteaccesible desde ambas caras, las preparaciones en X reducennotablemente el volumen de la soldadura y las deformaciones.

La preparación con bordes en U, aunque es más difícil de obte-ner, reduce el volumen de soldadura en espesores muy fuertes.

Es importante ajustar las separaciones de bordes y los ángulosde chaflán a los valores estrictamente necesarios para penetrarhasta el fondo de la junta. Aumentos innecesarios encarecen laoperación y multiplican las deformaciones.

Preparación de un bisel

Soldaduras en ángulo. A veces, cuando la disposición relativa de las chapas a unir loaconseja y por razones económicas, se adopta este tipo de sol-dadura que, en muchos casos, no precisa de ninguna prepara-ción.

La figura 4 nos muestra una unión en ángulo típica, sin prepara-ción de bordes. Si se quiere obtener penetración completa seránecesario preparar los bordes (figura 3).

Figura 4

Este tipo de soldaduras se suele clasificar en función de la posi-ción relativa del esfuerzo actuante, F, respecto a la disposiciónde los cordones.

Las dimensiones que caracterizan a la soldadura son las que seaprecian en la figura 5.





13

Unidad

Figura 5

En muchas situaciones, el diseñador debe decidir entre usarsoldadura en ángulo o usar soldadura a tope con preparación(simple, en J o en K). La elección de una u otra viene condicio-nada fundamentalmente por razones económicas, aunque bienes verdad, que la unión a tope presentará desde el punto de vis-ta tensional menos problemas que la unión en ángulo.

Desde el punto de vista económico, son muchos los factoresque intervienen y no es posible dar una regla general.





14

Unidad

Soldaduras especiales

Dentro de este apartado podemos incluir las siguientes:

Soldaduras de tapón:

Se realizan rellenando de metal de aporte un orificio en la chapasuperior, de modo que funda parte de la inferior.

Figura 6

Soldaduras en ranura:

En estas soldaduras se practica una abertura en la chapa supe-rior y se suelda por el borde interior.

En realidad se trata de uniones mediante cordones en ángulo,depositados en la abertura practicada en una de las piezas.

Ranura rectangular

Junta en rincón a penetra-ción total

Figura 7





15

Unidad

Ranura ovalada

Figura 8

Ranura circular

Figura 9

¡ recuerda

La preparación de los bordes esta normalizada, de modoque hay que observar las indicaciones de los planos al res-pecto

Los indicadores del tipo• Soldaduras a penetración total• Cuellos de 4 mm.• Soldadura por ambas caras. Etc

ejemplo





16

Unidad





La productividad.



Plana u horizontal.






17

Unidad


Bajo techo.

(Figura 10)





18

Unidad



EN


POSICIÓN DE LA UNIÓN.

PA 1G

PA 1F

PB 2F

PB 2FR

PC 2G

PF

PGPB

25F Ascendente

5FDescendente

FR





19

Unidad

H-L045 6G

PD 4F

PE 4G

PF

PG

3G Ascendente

3G

Descendente

PF

PG

3F Ascendente

3FDescendente

PF

PG

5G Ascendente

5GDescendente





20

2Unidad

Recomendaciones para el diseño y ejecución de nu-dos soldados.

Incluimos en este apartado aquellas recomendaciones dadaspor la Norma MV-104 que deberían ser tenidas en cuenta parael diseño y ejecución de nudos soldados.

Recomendaciones de diseño.

Reducir el volumen de soldadura al mínimo posible.

Evitar acumulación de cordones en una zona de la construcción.

Tener en cuenta la soldabilidad de los materiales seleccionados.

Soldaduras a tope.

La unión deberá ser continua en toda su longitud.

La penetración será completa, disponiéndose para ello de lapreparación de bordes adecuada.

Se saneará la raíz o se utilizará un respaldo adecuado.

Con objeto de evitar concentraciones de tensión, el acuerdo(paso de una pieza a otra) entre piezas de distinta sección debe-rá ser suave, limitándose la pendiente en la unión a no más del25%.

Figura 11





21

Unidad

El sobre espesor será inferior al 10% del espesor de la chapamás delgada.

Soldaduras en ángulo.

Las normas establecen unos valores límites de garganta y delongitud de cordones.

Recomendaciones de ejecución.

A la hora de realizar la soldadura, además de utilizar un materialaporte en consonancia con el material base, un procedimiento

de soldeo adecuado y personal cualificado, también es impor-tante el orden de deposición de los cordones.

Las tensiones y deformaciones que se originan como conse-cuencia de la operación de soldadura, están condicionadas, en-tre otros factores, por la secuencia de soldeo.

A continuación se citan algunas recomendaciones de caráctergeneral encaminadas a minimizar tensiones y deformaciones.

Ejecución de soldaduras cont inúas. Orden decomienzo.

Si el cordón a realizar tiene menos de 500 mm de longitud podráefectuarse de una vez y en una sola dirección.

Si el cordón tiene entre 500 mm y un metro, se comenzará elcordón desde su mitad, realizando primero una soldadura y lue-go la otra en sentido contrario

Figura 12





22

Unidad

Figura 12

Si la soldadura tiene más de un metro de longitud se recomien-da usar la técnica del paso del peregrino (ver figura 13). Estatécnica consiste en realizar las soldaduras de gran longitud atrozos depositados en un determinado orden.

Figura 13

Unión plana de soldaduras que se cruzan. Se recomienda ejecu-tar primeramente las soldaduras transversales (Figura 14).





23

Unidad

Figura 14

Unión en ángulo de soldaduras que se cruzan. Se recomiendaefectuar primero la soldadura transversal y después la longitudi-nal pasando la segunda por encima de la primera. Es incorrectoy debe evitarse siempre que sea posible, cruzar tres cordonesperpendiculares entre si, pues esto origina un estado triaxial detensiones que puede favorecer la rotura frágil.

¡ recuerda

No siempre se pueden voltear las piezas para poder realizarlas soldaduras en la posición más favorable, de modo quees el/la soldador/a quien deberá acoplarse a la posición delas estructuras

Soldaduras en rincón

ejemplo

El montaje y ensamblamiento de los bloques que conforman

un barco en construcción, hay que realizarlo tal y como estaen la grada, o dique seco







24

Unidad


El tipo de junta.






En este apartado vamos a estudiar la simbología que emplea lanorma UNE-14 009-84 que es equivalente a la norma interna-cional ISO-2 553. No obstante, y dada su difusión a nivel mun-dial, comentaremos al final, de forma más resumida, la simbolo-gía de la norma AWS-2,0.



Representaciónsimbólica

Símboloelemental

Cotas

Indicaciones

Figura 15






25

Unidad

Norma UNE 14 009

Símbolos elementales:Son estos los más importantes dados que indican la forma de lasoldadura a realizar. Este símbolo no prejuzga el procedimientoa emplear.

En la figura 16 se recogen los símbolos elementales utilizadospara representar los diferentes tipos de uniones y preparacionesde bordes.





26

Unidad


Soldadura sobre bordes le-vantados completamente fun-didos


Soldadura en V

Soldadura en semi-V

Soldadura en Y

Soldadura en semi-Y



Repaso por el dorso







27

Unidad



Figura 16

Símbolos suplementarios:

Los símbolos anteriores pueden complementarse mediante sím-bolos que caracterizan las superficies exteriores de la soldadura.La ausencia de este símbolo indica que no es necesario precisarla forma de la superficie. En la figura 17 se muestran estos sím-bolos suplementarios y en la figura 18 se utilizan, en combina-ción con los elementales, para definir forma y acabado de la sol-dadura.


a) Plana

b) Convexa

c) Cóncava

Figura 17





28

Unidad



Soldadura en doble V o enX convexa



Figura 18

Cotas:



Espesor del cordón (e), para soldaduras a tope. Se tomará igualal espesor de la chapa más delgada.

Garganta del cordón (a), para soldaduras en ángulo Se tomaráel valor de la garganta teórica (ver figura 19).

Conviene tener en cuenta las siguientes notas:


Salvo indicación contraria, las soldaduras a tope son de pene-tración total.





29

Unidad


Indicación de la situación de la soldadura.Los símbolos que definen el tipo de soldadura y las cotas co-rrespondientes se indican encima o debajo de la línea de refe-rencia dependiendo de su situación.


Figura 19









30

Unidad

Figura 20


Figura 21





31

Unidad

Norma AWS 2,0

La normativa AWS, de gran difusión a nivel mundial, utiliza, bá-sicamente, la misma estructura y simbología que comentamos apropósito de la norma UNE.



Indicación de la situación de la soldadura. En la norma UNE, laindicación se pone sobre la línea de referencia para los cordo-

nes situados en la cara delantera, en la norma AWS la indica-ción se pone debajo de la línea de referencia.



Figura 22





32

Unidad

¡ recuerda

Que cuando un trabajo a realizar esta sujeto a códigos ynormas de fabricación es totalmente necesario el seguimien-to estricto de dichas normas

Utillajes de sujeción.

Una variable que condiciona decisivamente a la soldadura es la

posición de soldeo. La soldadura en posiciones difíciles, comocornisa o bajo techo, resulta imposible para algunos procesosy, en cualquier caso, reduce la productividad y la calidad, a lavez que aumenta el riesgo de defectos y de accidentes ymultiplica la fatiga del soldador/a.

Por consiguiente, hay que procurar que la operación de soldeose realice en la posición más favorable, la que posibilite el pro-ceso más rentable y garantice la mayor calidad al menor co-sto.

El uso de posicionadores, viradores, rigidizadores y posi-cionadores r igidizadores es muy conveniente debido a que:

Permiten soldar en una posición más adecuada, con unacalidad y economía mejoradas.

Minimizan la distorsión que produce el ciclo térmico de lasoldadura.

Minimizan los problemas de ajuste.

El posicionado es a veces esencial para que las uniones sean

accesibles. También permite la aplicación de determinados pro-cesos económicos y de gran calidad, como el plaqueado por ar-co sumergido a banda en fondos de vasijas, que de otro modono podrían emplearse.

Sin embargo, el uso de posicionadores tiene como objetivo fun-damental aumentar la velocidad de soldeo poniendo la uniónen una posición horizontal (o al menos más favorable). Este in-cremento de velocidad puede ser espectacular, del orden de un400% con el paso de una posición de soldeo vertical o de techoa la horizontal, conduce a una mayor calidad del depósito y





33

Unidad

permite el uso con la máxima eficiencia de algunos procesoscomo los electrodos recubiertos de alto rendimiento.

ejemplo

En el mercado existen muchos tipos de posicionadores, co-mo por ejemplo:

El conjunto cabezal-contrapunto que se construye dediversos tamaños y se usa mucho para grandes en-samblajes

Parecido es el torno de soldar que se usa en piezas relativamen-te pequeñas aunque puede emplearse para envueltas de cohe-tes aeroespaciales y piezas de hasta un metro y medio de diá-metro o incluso más.

En los posicionadores se puede girar e inclinar la pieza, bienmanualmente o mediante un motor. Se venden en tamaños quevan de pequeños modelos a otros con capacidades por encimade las 100 toneladas (ver Figura 23).

Figura 23





34

Unidad

Los posicionadores de piezas de cierto tamaño deben ser movi-dos por motores de velocidad continuamente variable para quela velocidad lineal en la unión se ajuste a la prescrita para el sol-

deo. En las piezas grandes el movimiento del posicionador ayu-da a homogeneizar el precalentamiento y a evitar la aparición depuntos sobrecalentados.

Para soldar construcciones cilíndricas (como tanques) se em-plean viradores en los que la pieza a soldar deberá ser cilíndricao cuasicilíndrica (ver Figura 24).





35

Unidad

Figura 24

En el soldeo de materiales no magnéticos (como aluminio, mag-nesio, etc.) el posicionador (o rigidizador) debe ser también deun material no magnético en las zonas próximas a las soldadu-ras, para evitar soplos en el arco. Como es sabido, el ensambla- je de las partes a soldar ocupa un porcentaje importante deltiempo de fabricación total. Mediante los rigidizadores el ensam-blaje permite seguir una secuencia predeterminada de ajustes yalineamientos lo que aumenta la eficiencia del soldeo.

¡ recuerda

Para obtener una soldadura de calidad optima, es funda-mental:

Una preparación adecuada de las juntas. Una limpieza exhaustiva. Una selección adecuada del procedimiento. Respeto absoluto de las normas. Posicionarlas lo más adecuadamente posible y reali-

zarla con una técnica correcta en cuanto al orden ydisposición de los cordones





36

Unidad

? autoevaluación

1.¿En que tipo de electrodos revestidos hay que dejar me-nos espacio al arco eléctrico cuando estamos soldando?, esdecir entre el electrodo y la pieza a soldar.

2.¿Que tipo de unión es la más perfecta y tiene menor inci-dencia en las deformaciones de las uniones soldadas?

3.Para llegar a realizar una unión a penetración completase utilizan…………

4.En las soldaduras en ángulo, la cota que define la canti-dad de soldadura necesaria se llama……………..

5.Para conseguir mayor rendimiento más calidad en lassoldaduras y más facilidad de ejecución recurrimos a equi-os auxiliares como……..





37

Unidad


1.En los de tipo básico

2.En las soldaduras con juntas a tope

3.Juntas biseladas a penetración total.

4.Cuello o garganta.

5.Equipos auxiliares, como los viradores, posicionadores.





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2Unidad



















39

2Unidad




















40

2Unidad


dón de soldadura.

















41

2Unidad




















42

2Unidad


















43

2Unidad















44

2Unidad













45

2Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






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2

S o l d a d u r a

a r c

o

e l é c t r i c o

c

o n

e l e c t r o d o s

r e v e s t i d o s

Soldadura

3 Materiales



SOLDADURA










Materiales


3

3Unidad

Objetivos. ▌Reconocer los diferentes tipos de electrodos que existen yenumerar sus funciones

▌Definir los parámetros de soldeo en función del proceso a em-plear y materiales que se deben unir



Presentación.

En esta unidad didáctica comprenderás la importancia que re-quieren los materiales así como las posibles imperfecciones ydefectos que se generen en el proceso.

La importancia que tiene la elección de los electrodos idóneospara un trabajo determinado y la importancia de los parámetros

a utilizar.

La importancia de un defecto no comprobado sobre un materialpuede tener consecuencias negativas en un periodo de tiempoindeterminado.


• Materiales de aportación. Electrodos. Normativa

• Conservación y manipulación de los electrodos.

• Imperfecciones y defectos de la soldadura.


• Soldabilidad, transformación de los materiales.

• Transformaciones en los materiales



3 Materiales


4

Unidad

Materiales de aportación. Electrodos. Normativa.

Electrodos revestidos.

El electrodo revestido es el principal elemento del proceso, es-tablece el arco, protege el baño de fusión y al consumirse, pro-duce la aportación del material, que unido al material base fun-dido, va a constituir la soldadura.

Figura 1

El electrodo está formado por una varilla cilíndrica llamada alma,que está compuesto normalmente por una aleación similar almaterial que se pretende soldar y recubierta de un r evestimien-to concéntrico de flux extruído y seco, constituido por una mez-cla de compuestos que caracterizan el electrodo y que cumplevarias funciones, las cuales evitan los inconvenientes del elec-trodo desnudo.

Estabilizan el arco.Producen gases de protección del arco.

Producen escorias que recubren el metal fundido, evitando lacontaminación por los componentes de la atmósfera.

Eventualmente puede contribuir en la aportación metálica o in-corporar elementos de aleación.



3 Materiales


5

Unidad

Atendiendo al espesor del revest imiento, los electrodos sedividen en:

Delgados: El espesor del revestimiento está comprendido entreel 4 y el 10% del diámetro del alma, protegen poco el metal fun-dido, el transporte del metal se realiza en forma de gotas grue-sas y son poco utilizados en la industria.

Medios: El espesor del revestimiento esta comprendido entre el10 y el 40% del diámetro del alma, estos electrodos obtienenmayor estabilidad del arco, mayor protección, la transferenciadel metal se realiza en gotas finas y permiten el soldeo con co-rriente alterna y en todas las posiciones.

Etiqueta de electrodos

Gruesos: El espesor del revestimiento es mayor que el 40% deldiámetro del alma, permiten obtener unas cualidades muy altasdel metal fundido y la transferencia de este se realiza a travésde gotas muy finas.

Especificaciones.

Las especificaciones actuales de la American Welding Society a que obedecen son:

Electrodos de Acero al Carbono. AWS – A.5.1

Electrodos de Baja aleación. AWS – A.5.5

Electrodos de Acero Inoxidables. AWS – A.5.4

Electrodos de Aluminio y sus aleaciones. AWS – A.5.3

Electrodos de Cobre y sus aleaciones. AWS – A.5.6

Electrodos de Níquel y sus aleaciones. AWS–A.5.11

Describiremos brevemente el contenido de estas especificacio-nes.

Electrodos de acero al carbono: AWS – A.5.1

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con los siguientes cri-terios:

Tipo de corriente a utilizar.

Tipo de revestimiento.



Materiales


6

3Unidad

Posiciones de soldadura aconsejable.

Composición química del metal depositado.

Propiedades mecánicas del metal depositado.

Electrodos de acero de baja aleación: AWS – A.5.5

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con los criterios si-guientes.

Clase A: Aceros al carbono – molibdeno.

Clase B: Aceros al cromo - molibdeno

Clase C: Aceros al níquel.

Case D: Aceros al manganeso – molibdeno.

Clase N: Aceros al níquel – molibdeno.

Clase G: Aceros de baja aleación, no incluidos en las otras cla-ses.

Electrodos de acero inox idables: AWS – A.5.4

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con su composiciónquímica, propiedades mecánicas y tipo de corriente e incluyeaceros en los que el cromo excede del 4% y el níquel no superael 37% de la aleación.

Electrodos de Aluminio y sus aleaciones: AWS – A.5.3

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con su composiciónquímica, propiedades mecánicas y tipo de corriente e incluye Aluminio puro, Aluminio con un 1% de manganeso y aluminiocon un 5,2% de silicio.

Electrodos de Cobre y sus aleaciones: AWS – A.5.6

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con su composiciónquímica, propiedades mecánicas y tipo de corriente e incluye,



3 Materiales


7

Unidad

Cobre puro, cupro–silicio, bronce-fosforoso, cupro-aluminio, cu-pro-níqueles con aluminio y manganeso.

Pinza y electrodos revesti-dos

Electrodos de Níquel y sus aleaciones: AWS – A.5.11

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con su composiciónquímica, propiedades mecánicas y tipo de corriente e incluye elNíquel puro, monel, hastelloy, inconel, incoloy.

Tipos de revestimiento.

Aunque se están realizando continuas innovaciones en la fabri-cación de electrodos, estos también se suelen clasificar por la

naturaleza de las reacciones químicas de las escorias obteni-das, estando agrupados en conjuntos que se designan por lossiguientes símbolos según norma EN 288.

*O Oxidantes.

*A Ácidos.

*AR Ácido Rutilo.

*R Rutilo Medio.

*RR Rutilo Grueso.

*B Básico.

*C Celulósico.

*S Otros.

( O ) Oxidantes.

Composición del revestimiento: Óxidos de hierro.

Características de la escoria: Gruesa, compacta, se despren-de con gran facilidad.

Ventajas: Cebado muy fácil, el baño de fu-sión muy fluido.



Materiales


8

3Unidad

Limitaciones: Escasa penetración, resistenciay resiliencia (baja resistencia alchoque) del metal fundido.

Aplicaciones: Uniones de escasa responsabi-lidad, en las que se desea mejor apariencia que resistencia,trabajos de calderería ligera.

Posiciones: Generalmente limitado a solda-duras en acunado, rincón hori-zontal, vertical y cornisa.

( A ) Ácidos:

Composición del revestimiento: Óxidos de hierro y manganeso.

Características de la escoria: Bastante fluida, de aspecto po-roso, y abundante,

Ventajas: Se suele utilizar con intensida-des elevadas, la velocidad defusión es bastante alta así comola penetración.

Limitaciones: Solo se utilizan en metales conbuena soldabilidad, de lo contra-rio, puede presentarse fisuraciónen caliente ya que los compues-tos del revestimiento no son ca-paces de extraer el azufre y fós-foro como lo hacen los básicos.

Posiciones: Generalmente limitado a solda-duras en acunado.

Tipo de corriente: C.C. y C.A

( AR ) Ácidos de rutilo:

Composición del revestimiento: Oxido de hierro o de manganesoy rutilo (oxido de titanio).

Sus propiedades. Son similares a los de el tipo Á-cido, si bien son más maneja-bles, porque mantienen mejor el



Materiales


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3Unidad

arco debido a la presencia deloxido de titanio.

( R ) Rutilo :

Composición del revestimiento: Rutilo ( óxidos de titanio).

Características de la escoria: Muy densa y viscosa.

Ventajas: Fácil cebado y manejo del arco,fusión del electrodo muy suave,cordón de soldadura de aspectobueno y muy regular.

Limitaciones: Las propias de las característi-cas técnicas de la varilla.

Aplicaciones: Es el electrodo mas comúnmen-te utilizado.

Posiciones: Todas, especialmente adecuadopara soldar en vertical ascen-dente y bajo techo, gracias a lascaracterísticas de su escoria.

Tipo de corriente: C.A. y C.C.

( RR ) Rutilo Grueso.

Sus propiedades Las mismas que las del rutilo,pero con revestimiento másgrueso.

( B ) Básico:

Composición del revestimiento: Carbonato cálcico y otros car-bonatos también básicos.

Características de la escoria: Densa, no muy abundante, decolor pardo oscuro o brillante, sesepara fácilmente y asciendecon facilidad por lo que se redu-ce el riesgo de inclusiones deescoria.



Materiales


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3Unidad

Ventajas: Estos electrodos son de bajocontenido en hidrógeno, y el me-tal de soldadura muy resisten-

te,.a la fisuración en frío y en ca-liente,

Limitaciones: Su manejo es algo dificultoso,hay que utilizarlo con un arcomuy corto, intensidades másbien bajas y máquinas apropia-das, con tensiones de vacío al-tas.

Aplicaciones: Uniones de mucha responsabili-

dad, su gran tenacidad los hacerecomendables para soldargrandes espesores, estructurasrígidas, aceros débilmente alea-dos y aceros que presentan bajasoldabilidad.

Posiciones: Todas.

Tipo de corriente: C.C. Polaridad Inversa, CCEP,si bien algunos tipos pueden ser

empleados también con C.A.

( C ) Celulósicos:

Composición del revestimiento: Sustancias orgánicas que gene-ran gran cantidad de gases porel calor

Características de la escoria: Escasa y se desprende con granfacilidad.

Ventajas: Los gases forman una gran en-voltura gaseosa en torno al arcoe imprimen a las gotas metálicasgran velocidad de fusión, por loque se consigue mucha pene-tración.

Limitaciones: Muchas proyecciones, cordónde soldadura muy irregular.



Materiales


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3Unidad

Electrodos de gran rendimiento.

Se pueden introducir polvos de diferentes metales en el revesti-miento para aportar elementos de aleación y mejorar así laspropiedades mecánicas del metal de soldadura o bien paracompensar la perdida de elementos que se produce durante lafusión del electrodo.

Uno de los elementos que añaden al revestimiento de los elec-trodos de las aleaciones de acero es el polvo de hierro, lo permi-te mejorar el comportamiento del arco y aumentar la cantidad demetal depositado.

Ventajas. Arco más estable

Se requiere menos destreza para utilizarlo correctamente, yaque el crisol formado en el extremo del electrodo es mayor ypuede arrastrarse a lo largo de la superficie de la pieza. A estoselectrodos se les conoce también como electrodos de arrastre.

Al aportar polvo de hierro procedente del revestimiento aumentala cantidad de metal depositado para un determinado diámetro

de alma. De modo que aumenta la tasa de deposición por uni-dad de tiempo y la velocidad de soldeo al aumentar también laintensidad.

Limitaciones.

Por la gran cantidad de metal depositado, solo se puede em-plear en posición plana.

Rendimiento gravimétrico.

Es la relación que existe entre el metal depositado durante elsoldeo y el peso del alma de los electrodos empleados, multipli-cado por cien para determinarlo en tanto por ciento.

Si su rendimiento gravimétrico es superior al 110% el electrodose denomina de gran rendimiento, cualesquiera que sean suscaracterísticas.



Materiales


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3Unidad

Designación y clasificación de los electrodossegún AWS.

E XX XX

Electrodo

Símbolo RevestimientoTipo decorriente

Carga de rotura en Ksi

Celulósico si el3º dígito es un 1

OCEP

60 ksi = 42 kg/mm2

70 ksi = 49 kg/mm2

0 Ácido si el 3º dí-

gito es un 2CA,OCEP,OCEN

1 RútiloCA,OCE

P

2 Rútilo OCEN

Posiciones de soldeo3 Rútilo CA,OCEP,OCEN

1 Todas las posiciones

2 Sólo posición plana4

Rútilo gran re-vestimiento

CA,OCEP,OCEN

4 Especialmente para vertical5 Básico OCEP

6 Básico CA,OCEP

7 Ácido gran re-

vestimientoCA,OCEP,OCEN

8Básico gran re-

vestimientoCA,OCE

P

Figura 2



Materiales


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3Unidad

Designación y clasificación de los electrodossegún EN 499

EN499 E 46 3 1Ni B 5 4 H5

Númerode la

norma

Indica el nivelde hidrógeno

que será menorcuanto menor

sea el nº

Electrodo revesti-do

Limite clástico460 N/mm2 Posición de soldeo46 kg/mm2 1 Todas

2 Todas Excepto PG3 PA, PF, PCIndica la resilien-

cia 4 PA, PB5 PA, PB, PC, PG

Indica el símbolo químicode los elementos añadidos

en pequeñas cantidades (in-feriores a 14%)

Tipo de revestimiento Símbolo

Tipo decorriente

Rendimientodel electrodo

(%) A Ácido

B Básico

1

2

CA + CC

CCMenor de 105

C Celulósico

R Rutilio

3

4

CA + CC

CC

105 125

RR Rutilio grueso

RC Rutilio celulósico

5

6

CA + CC

CC125 160

RA Rutilio ácido

RB Rutilio básico

7

8

CA + CC

CCMayor de 160

Figura 3



3 Materiales


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Unidad

Conservación y manipulación de los electrodos.

El revestimiento de los electrodos es muy frágil, cualquier pe-queño golpe o flexionado cuando los estamos manipulandopuede hacer que este se rompa y se desprenda, dejándole inuti-lizable ya que la protección del baño no será perfecta y ademásdisminuirá la estabilidad del arco,

Manipular los electrodos con guantes secos y limpios, no expo-ner los mismos a ambientes excesivamente húmedos, ni deposi-tarlos sobre superficies manchadas de polvo, grasa, o cualquierotro tipo de suciedades.

No se deben de trasladar al puesto de trabajo más electrodos

que los estrictamente necesarios para cada trabajo, devolviendoal almacén los sobrantes para su correcta conservación.

Los revestimientos de los electrodos son higroscópicos, es decirabsorben y retienen la humedad con mucha facilidad, y si se uti-lizan en estas condiciones provocan poso y fisuraciones en frío.Para evitar estos problemas los electrodos deben ser embaladosen condiciones adecuadas y almacenados en locales dotadosde una regulación de temperatura y humedad correctas.

Horno para el secado deelectrodos

Figura 4



3 Materiales


16

Unidad

Los de bajo contenido en hidrógeno es decir los Básicos debenser sometidos a un secado en horno siguiendo las recomenda-ciones del fabricante, trasladándoles posteriormente a una estu-

fa de mantenimiento de temperatura durante su utilización.

¡ recuerda

Hay un electrodo para cada tipo de trabajo y estos deberánestar siempre en perfecto estado si queremos lograr solda-duras de calidad

ejemploLos electrodos Básicos deberán pasar por el horno de seca-do siguiendo las recomendaciones del fabricante y después,si el puesto de trabajo esta alejado del mismo, a una estufapara mantenerlos perfectamente secos.



En el caso de la soldadura, vamos a tomar como referencia unasoldadura ideal que nos permita definir como imperfecciones to-do lo que se desvíe de este modelo. La valoración de las imper-fecciones para ver si la soldadura es aceptable no será la mismaen todos los casos, sino que dependerá del nivel de exigenciadel producto que se va a fabricar.

Imperfección.





Materiales


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3Unidad

Defecto.




Podemos considerar como soldadura ideal la que se consi-gue:


Imperfecciones de continuidad geométrica.Faltas de fusión, empalmes defectuosos, faltas de penetración,inclusiones de escoria, inclusiones metálicas no deseables, po-rosidades, mordeduras, faltas de material, cráteres, sobre espe-sor excesivo, penetración excesiva (descolgamiento), proyec-ciones, desbordamientos, deformaciones excesivas, desnivel enlos bordes







Valoración de las imperfecciones y de-fectos.

Aunque puedan utilizarse otros términos para definirlos, vamos atratar de matizar dos conceptos importantes y muy diferentes:imperfección y defecto.



3 Materiales


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Unidad

Imperfección.

"Falta de perfección. Desviación con relación a un modelo que

se considera como perfecto". En el caso de la soldadura, seconsideran imperfecciones las definidas anteriormente: porosi-dades, faltas de fusión, empalmes defectuosos etc

La falta de perfección no implica necesariamente que el produc-to en cuestión no sea válido para cumplir la finalidad que se pre-tende. Así, las diferentes imperfecciones estudiadas en el apar-tado anterior pueden ser admisibles en muchas construccionessoldadas.

En la siguiente radiografía 1 se observa un defecto de soldadura

provocado por una inclusión de escoria


Defecto.

"Falta en las cualidades exigibles a un producto". La presenciade defectos supone que el producto tiene imperfecciones quepueden comprometer su seguridad o funcionamiento correcto, y,por tanto, no son admisibles. También podemos definirlos como"imperfecciones lo suficientemente importantes como para moti-var la no validez del producto" Otra acepción de la palabra de-fecto es "aquello que expresamente se defina como tal.

¡ recuerda

Para un trabajo determinado y en función de la severidad delcódigo aplicable a dicho trabajo, se consideran defectuosasaquellas uniones soldadas en las que aparezcan porosida-des esféricas cuyo diámetro sea superior a 3 mm



3 Materiales


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Unidad

ejemplo

En una aplicación determinada se pueden considerar defec-tuosas aquellas uniones soldadas en las que aparezcan po-rosidades esféricas cuyo diámetro sea superior a 3 mm



Unas desviaciones admisibles. La valoración de las imperfecciones para determinar si

llegan a ser motivo de rechazo no puede hacerse con ca-rácter general, sino que depende de factores como:


La orientación.




Como una primera aproximación, suelen considerarse muy gra-ves las grietas y las faltas de fusión.

Es importante señalar que la importancia de una imperfecciónno siempre es proporcional a su tamaño. Así, pequeñas grietas

con una orientación peligrosa, pueden ser mucho más gravesque otras imperfecciones más espectaculares. También en sol-dadura, como en muchos otros campos, de pequeñas causaspueden derivarse grandes efectos.

En cualquier caso, imperfecciones que pueden ser admisiblesen algunas aplicaciones, resultarían totalmente inadmisibles enotras.



3 Materiales


20

Unidad

ejemplo



En estas figuras, se muestran y se definen brevemente estasimperfecciones

Fisuras:

También llamadas grietas. Pequeñas roturas en alguna zona dela junta. Pueden situarse en el cordón o en sus inmediaciones. Aunque afloren a la superficie de la pieza, su abertura suele sertan pequeña que, normalmente, no se perciben a simple vista

Faltas de fusión:

El metal de aporte se ha depositado sobre metal base no fundi-do, por lo que no llega a producirse la unión intima entre ambos.Puede ocurrir entre el cordón y metal base, o entre dos cordo-nes sucesivos

Empalmes defectuosos:

Al reanudar la soldadura después de una interrupción no se fun-de el extremo del cordón anterior



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Unidad

Faltas de penetración:

El cordón de soldadura no cubre todo el espesor que se va aunir, o no llega hasta el fondo del rincón en uniones en ángulo

Inclusiones de escoria:

Escoria aprisionada en el cordón de soldadura

Otras inclusiones

Metálicas: por ejemplo, intrusiones de tungsteno por fusión delelectrodo en soldeo TIG

Porosidades:



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Unidad

Inclusiones de gas en el cordón de soldadura. También llama-das sopladuras. Pueden tomar distintas formas y tamaños

Mordeduras:

Pequeños surcos en uno o en ambos lados del cordón

Faltas de material:

No se ha completado el material

Cráteres:

Pequeñas depresiones que tienden a quedar cuando se inte-rrumpe el soldeo, debidas a la contracción que experimenta el

metal al solidificarse



3 Materiales


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Unidad

Desnivelación de bordes:

Originada por una precipitación inadecuada

Deformación excesiva:

La soldadura provoca deformaciones que hay que procurar re-

ducir al mínimo posible



La recomendación ISO 581/80 define la soldabilidad diciendoque: “Un metal se considera soldable en un grado prefijadopor un procedimiento determinado y para una aplicaciónespecífica, cuando mediante una técnica adecuada se pue-da conseguir la continuidad metálica de la unión, de tal ma-



Materiales


25

3Unidad

nera que ésta cumpla con las exigencias prescritas conrespecto a sus propiedades locales y a su influencia en laconstrucción de que forma parte integrante“.

La soldabilidad de un material determina su aptitud para ser sol-dado.


La composición química del material base, del aportado, y lastemperaturas a que han estado sometidos durante el proceso desoldeo tienen una influencia decisiva sobre la estructura meta-lúrgica, y como consecuencia, en el comportamiento del conjun-

to soldado, tanto desde el punto de vista mecánico como frentea la corrosión. Por lo tanto se pueden definir tres zonas muy ca-racterísticas en una unión soldada:

Metal base, zona que no ha sufrido ninguna transformación, demodo que tanto su estructura como su composición química secorresponden con las de partida.

Metal de soldadura, zona que se corresponde con el metal fun-dido durante la operación de soldeo y en el que su estructura ycomposición química varían en función del material base y los

aportados.Zona afectada térmicamente (ZAT), es la zona adyacente a launión que se ve afectada por las altas temperaturas pero que nose llega a fundir, en ella se pueden producir modificaciones es-tructurales y como consecuencia cambios en sus característicasmecánicas pudiendo ser muy propensa a desarrollar oxidacio-nes, grietas, o condiciones desfavorables. En general es desea-ble una ZAT estrecha.



3 Materiales


26

Unidad

Figura 5

Aporte térmico.



El aporte térmico dependerá del procedimiento de soldeo los pa-rámetros utilizados como la Intensidad, la tensión, la velocidad,del espesor y el diseño de la junta.

Dilución.

Es la proporción en la que el metal base contribuye junto al me-

tal de aportación en la composición del cordón de soldadura.

Pieza soldada


% Dilución = [ B / (A + B) ] * 100



3 Materiales


27

Unidad


Figura 6

¡ recuerda

En toda unión soldada hay además de los materiales a unir,el material de aportación, las zonas diluidas y las zonasafectadas por el calor ZAT que también sufren transforma-ciones estructurales


En algunos materiales que presentan problemas de soldabilidady en ocasiones por las condiciones climáticas derivadas de laépoca del año o de la situación en que se desarrollen las labo-res de soldadura, se precisa precalentar a ciertas temperaturaslas piezas que van a ser soldadas, así como retrasar o alargarlos enfriamientos de forma controlada.

La temperatura de precalentamiento así como entre pasadasdeberá calcularse con arreglo a la composición del material, elespesor del mismo, el diseño de la junta, el procedimiento desoldeo y todas las variables que puedan modificar la estructura y

las condiciones metalúrgicas del material, de no tenerlo en cuen-ta se podrían agrietar las soldaduras en las ZAT zonas afecta-das térmicamente,

La acumulación de cordonesde soldadura provoca ten-siones y deformaciones enlas uniones soldadas






Materiales


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3Unidad


Precalentar las piezas es muy costoso hay que disponer deequipos apropiados, se consume corriente eléctrica, gases y seemplea tiempo, además de dificultar las operaciones de soldeo,en ocasiones la temperatura que deben soportar los/as soldado-res/as es muy elevada. Por lo tanto cuando se especifica un de-terminado precalentamiento es porque es necesario para con-seguir una determinada calidad final del trabajo debiendo se-guirse estrictamente las instrucciones dadas en el procedimiento(WPS).











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Unidad



Cuando calentamos un material y posteriormente lo dejamosenfriar libremente, este en principio se dilata es decir aumentasu volumen y después se contrae, diminuye el mismo, esta di-sminución es superior a la dilatación inicial, de forma que pro-voca una deformación en la pieza.



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Unidad



En ocasiones y de forma controlada este fenómeno sirve bienpara enderezar piezas o para todo lo contrario, dar la formaadecuada mediante una técnica que se denomina líneas de ca-lor.

ejemplo

Por medio de estas líneas de calor, se realiza el conformadodel casco de los barcos

¡ recuerda

Cuando calentamos un material se dilata y al enfriarse secontrae, esta contracción es superior a la dilatación. De haysurgen las deformaciones y las tensiones por soldadura






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31

Unidad

Figura 7


Figura 8


Concentración de soldadu-ras

Figura 9







Materiales


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3Unidad







Si hay acceso por ambos lados y el espesor es muy grueso, aunsiendo mas caras se preferirán las preparaciones en doble U ydoble V.




Predeformar elásticamente las piezas en sentido contrario a ladeformación prevista..

Estimar la deformación que se vaya a producir durante la sol-dadura y colocar las piezas de forma que compensen dichas de-formaciones.





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33

Unidad



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34

Unidad

Proceso de soldeo.

Si queremos evitar las deformaciones o minimizarlas en lo posi-

ble tendremos que:

Realizar en primer lugar las soldaduras que provoquen lamayor contracción.

Reducir al mínimo el aporte térmico, para ello soldaremosde la forma más rápida posible.Soldadura de gran espesor

Para evitar un enfriamiento rápido, precalentaremos laspiezas, sobre todo cuando los espesores sean gruesos,este método debe emplearse con mucho cuidado tenien-

do en cuenta que en algunos materiales puede ser perju-dicial.

Las uniones se realizarán de forma que se emplearán losmayores diámetros posibles en electrodos, hilos o varillasy así reducir al mínimo las pasadas.

Progresar de forma simétrica, de forma que las distintaspasadas se contrarresten entre sí en uniones en ángulo,así como a tope en doble V o U

¡ recuerda

Seguir las indicaciones dadas por los responsables de sol-dadura en cuanto a la realización y progresión de los trabajos, de esta forma minimizaras las deformaciones y tensio-nes

ejemploEn ocasiones es conveniente el contar con soldadores/aszurdos/as para hacer más sencillas las progresiones y con-trarrestar las soldaduras de los/as soldadores/as diestros/as



3 Materiales


35

Unidad

? autoevaluación

1.¿Que tipo de electrodo da mayor resistencia a la uniónsoldada?

2.¿Cuál seria para ti el defecto mas grave que se puede en-contrar en una unión soldada?

3.¿Que 3 zonas principales componen según tu la uniónsoldada?

4.Cuando calentanos un acero este se …………….Y cuando se enfría este se …………………..Que reacción es más pronunciada de las dos

5.¿Que objeto tiene precalentar las piezas a unir en las sol-daduras?



3 Materiales


36

Unidad


1.Los de tipo básico de alto rendimiento

2.La fisura o grieta.

3. Metal base,Metal de aportación,Zonas afectadas térmicamente. ZAT.

4. DilataContraeLa de contracción de hay provienen las deformacio-nes

5.La de retrasar los enfriamientos



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3Unidad

















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3Unidad


dón de soldadura.















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3Unidad


















Materiales


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3Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




2

S o l d a d u r a

a r c

o

e l é c t r i c o

c o n

e l e c t r o d o s

r e v e s t i d o sSoldadura




SOLDADURA












3

4Unidad

Objetivos. ▌Enumerar los controles de calidad necesarios.


▌Relacionar entre sí, los diferentes parámetros del procedimien-to con los resultados que se pretenden obtener (aspecto eco-nómico, calidad, y de Prevención de Riesgos Laborales).

▌Describir las normas de uso de Prevención de Riesgos Labora-les, EPI‘s y Medio Ambiente, aplicables durante el proceso desoldeo por arco con electrodo revestido.

Presentación.

En esta unidad didáctica aprenderás a entender la importanciade realizar correctamente tu función y asegurar los procedimien-tos adecuados.


• Control y calidad de las uniones soldadas,

• La importancia de las inspecciones

• Procedimientos específicos de soldeo W.P.S.

• Seguridad específica relacionada con el proceso de soldeopor arco con electrodo revestido.





4

Unidad

Control y calidad de las uniones soldadas

Calidad.


Conjunto de propiedades y características de un producto o ser-vicio que le confieren su aptitud para satisfacer unas necesida-des expresadas o implícitas.


Trabajo de soldadura











5

4Unidad






Diseño.











6

4Unidad




Compras.








La calidad de la soldadura no puede ser verificada deforma absoluta.

Los medios técnicos y humanos con los que se van acontar para la producción influyen decisivamente en elcontenido del plan.


Identificación de las especificaciones, normas y códigos aplica-bles, en la producción así como en la supervisión y control.





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Unidad

Definición de los procedimientos de soldadura, ensayos y prue-bas cuya aprobación o cualificación sea requerida.

Identificación y secuencia de los procesos de producción reque-ridos, así como de equipos y sociedades contratadas.

Definición de las características o cualificación del personal invo-lucrado en la producción, coordinación, inspección, o supervi-sión de las actividades de producción.

Elaboración de un (WPS procedimiento específico de soldadu-ra), calificado, donde se recojan todas las variables requeridaspara asegurar la repetitividad de un trabajo especifico.

Inspección por líquidos pe-

netrantes

¡ recuerda

La calidad no se improvisa, se consigue mediante la aplica-ción de los procedimientos en todas las fases del proceso defabricación de un producto.

ejemplo

La aplicación estricta para un trabajo, de un WPS calificado,(procedimiento específico de soldeo) garantiza la calidad yrepetitividad del mismo.

La inspección.


Acción de medir, examinar, ensayar o verificar una o varias ca-

racterísticas de un producto o servicio y de compararlo con losrequisitos especificados a fin de establecer su conformidad.

En cuanto a la inspección de las uniones soldadas, podría defi-nirse como el conjunto de actividades encaminadas a asegurarun determinado grado de fiabilidad de un conjunto soldado, me-diante la verificación del mismo por medios adecuados durantelas diferentes fases del proceso productivo.

El convencimiento de la importancia de inspeccionar estos conjuntos soldados, ha sido la causa de que en todos los países in-





8

4Unidad

dustrializados, se hayan publicado códigos, normas y especifi-caciones relativos a su construcción e inspección, y en la mayo-ría es la propia administración la que establece la obligatoriedad

de construir e inspeccionar bajo ciertas normas.

Al mismo tiempo las industrias se han concienciado de esta ne-cesidad, creando sus propias normas o instrucciones y han es-tablecido los procedimientos de fabricación e inspección necesa-rias para que los productos o equipos por ella fabricados, cum-plan los requisitos de seguridad que los organismos, nacionaleso internacionales, fijan para el buen comportamiento en serviciode las construcciones soldadas.

Inspección y pruebas.De la definición anteriormente expuesta, se deduce que el prin-cipal objetivo, durante la inspección de soldaduras es, el deter-minar el grado de fiabilidad del conjunto inspeccionado.

Esto no supone que dicho conjunto soldado una vez inspeccio-nado y aprobado, se encuentre totalmente libre de defectos, du-rante la inspección, se pueden detectar imperfecciones y des-viaciones sobre los requisitos establecidos, unos habrá que sa-near y volver a repasar con soldadura y otros que por importan-

cia o situación no representen riesgo ni influyan en el compor-tamiento futuro del conjunto a pesar de su existencia se obvia-rán.

La inspección se debe realizar en relación a unas exigencias,establecidas en códigos o normas aplicables al trabajo realizadoy son, estos mismos documentos los que en ocasiones a “priori”permiten ciertas anomalías o desviaciones respecto al ideal decero defectos, lo cual no es imposible, pero tampoco es nor-malmente exigido.

Indudablemente el control de calidad incrementa el costo finalde la soldadura, por lo que al solicitar un nivel de calidad no sepuede olvidar el factor económico, en cualquier caso este siem-pre se puede calcular con un margen mínimo de error, pero si nodisponemos de un control de calidad adecuado ¿Quien puedecalcular el coste de no tenerlo?


Una vez definido que un determinado trabajo se ha de sometera un control de inspección, este se debe planificar y dejar refle-





9

4Unidad

jado en documentos escritos, aspectos tales como, quien ha deinspeccionar el trabajo, cómo lo ha de hacer, cuando, en que fa-se del proceso se debe realizar, que proceso de trabajo han de

seguir los rechazos, etc.

De la misma forma, los criterios de aceptación y rechazo debenquedar establecidos y acordados previamente, en estos docu-mentos, de este modo y siguiendo el orden establecido, paratrabajos similares, aún siendo inspectores/as diferentes los re-sultados deben de ser los mismos.



Material base, composición características, defectos, dimensio-nes, certificaciones de calidad.

Material de aportación, composición, características estado deconservación, certificaciones de calidad.

Procedimientos de soldeo, alcance, ensayos de cualificación,requerimientos como aporte térmico, precalentamientos, trata-mientos térmicos.

Cualificación de los/as soldadores/as, alcance, ensayos de cuali-ficación, periodos de validez de la cualificación.

Medios, características y estado de conservación de las máqui-nas y equipos auxiliares a utilizar.

Uniones, control de biseles, alineación y separación entre bise-les, limpieza, características del punteado o medios de sujeción,posiciones de soldeo.











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Unidad


Control de la velocidad de enfriamiento, tratamientos térmicos.

Dimensionado y aspecto exterior de la soldadura.

Deformaciones.


Podemos observar según lo expuesto anteriormente, que la pre-paración de la soldadura es fundamental, y en ello está la clavedel éxito, y esto lo saben bien los responsables de soldadura ylos/as soldadores/as, todos los esfuerzos que se dediquen apreparar la unión correctamente, facilitarán su labor y se veránrecompensados con uniones libres de imperfecciones, y con elconsiguiente ahorro en reparaciones y rechazos.

¡ recuerda

Las inspecciones son necesarias y no solo sobre los trabajos terminados, sino que esta se debe aplicar en todas lasetapas del proceso de producción de dichos trabajos.

ejemplo Algunas de estas etapas son:



Métodos para detectar defectos en soldaduras.Como consecuencia de la operación de soldeo pueden produ-cirse imperfecciones de distintos tipos. Las faltas de homoge-neidad en algunas propiedades, como la resistencia, o la resi-liencia, sólo pueden detectarse mediante ensayos destructivos,(E N) con los conocidos inconvenientes del elevado costo y ladestrucción de las piezas objeto de ensayo.

Por el contrario, las discontinuidades de tipo geométrico, quesuponen alguna falta o exceso de material, pueden detectarse





11

4Unidad

por procedimientos cuya aplicación no provoca ningún tipo dedeterioro en las piezas a ensayar, razón por la que se les da elnombre de ensayos no destructivos (END).

Las imperfecciones que están en la superficie y tienen un tama-ño suficiente para ser visibles, se detectan mediante el simpleexamen visual. Las que están ocultas en el interior de la pieza, olas que, aunque afloren a la superficie, por su tamaño, no seperciben a simple vista, también pueden ponerse en evidenciamediante distintas técnicas, que pasamos a comentar.



Inspección visual

Control dimensional


No destructivos Control mediante partículas magnéticas





Entre las principales ventajas de los ensayos no destructivospodemos mencionar:

No exigen la preparación de probetas, ni siquiera de la pieza objeto de ensayo. Como consecuencia, suelen ser bastante másbaratos que los ensayos destructivos.






12

4Unidad


Como principales inconvenientes:Sólo detectan imperfecciones de tipo geométrico.




Inspección visual.






Por otra parte, debe preceder a cualquier otro tipo de ensayo,

destructivo o no destructivo, teniendo en cuenta el elevado costode la mayoría de estas pruebas, resulta una pérdida de dinero,difícilmente justificable, la realización de ensayos en juntas cuyafalta de calidad, perfectamente observable a simple vista, escausa más que suficiente para justificar su rechazo.






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Unidad

Figura 1




Normalmente, el cordón de soldadura que resulta de una opera-ción de soldeo no suele ser una obra de gran precisión en lo que

se refiere a medidas. No obstante, esto no quiere decir que lasmedidas no tengan ninguna importancia. En algunos casos, porno ser respetuosos con las medidas especificadas en los planosde la obra se suelda mucho más de lo necesario, con la consi-guiente repercusión en consumos de metales de aporte, tiemposde soldeo, deformaciones, etc.


Figura 2





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Unidad

Figura 3


Figura 4





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Unidad




Sea, por ejemplo, la grieta de la pieza de la figura 5(a), suficien-temente larga y profunda como para constituir un defecto pre-ocupante, pero cuya abertura es tan pequeña que no se observaa simple vista. Esta situación es la normal en el caso de grietas. Aparentemente, la superficie de la pieza no presenta ningunaanomalía observable, pero el defecto está allí.


Limpieza de la superficie, que se va a examinar: de forma que,si hay alguna imperfección que aflore al exterior, su entrada noquede oculta por alguna suciedad. Cubierta esta fase, la super-ficie de la pieza está limpia, pero su apariencia es la misma deantes, no presentando ninguna anomalía observable.

Figura 5 (a)

Aplicación del líquido penetrante, sobre la superficie que seva a controlar se aplica un líquido muy fluido, capaz de penetrarpor aberturas muy estrechas. En los comienzos de la aplicaciónde esta técnica se utilizaba petróleo. Normalmente es de colorrojo y puede aplicarse en forma de spray, con brocha, por in-mersión de la pieza en un recipiente que lo contenga, etc. Hayque esperar unos minutos para que tenga tiempo de infiltrarse





16

Unidad

en las posibles imperfecciones. Al final de esta fase la superficiede la pieza aparece pintada de rojo y las imperfecciones, si lashay, estarán llenas de líquido penetrante. Tampoco se observa

ninguna anomalía.

Figura 5 (b)



Figura 5 (c)





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Unidad

Fase de revelado, se aplica sobre la superficie a controlar unasustancia muy absorbente, por ejemplo, polvos de talco. Nor-malmente se utilizan sustancias similares disueltas en un líquido

que se vierte en forma de spray. El líquido se evapora y quedasobre la superficie el revelador de color blanco.

Revelador de color blanco

Figura 5 (d)



Figura 5 (e)






18

Unidad



Al final del ensayo, en el fondo y en las paredes de la grietasiempre queda algo de líquido que se reseca y no es extraídopor el revelador. Si se repite el ensayo puede ocurrir que el de-fecto llegue a quedar enmascarado por residuos de penetrante yno dé indicaciones en ensayos posteriores.




Figura 6

Si la pieza en cuestión presenta alguna anomalía. Por ejemplouna grieta, el flujo magnético experimenta una distorsión en lasinmediaciones de la misma, creándose un campo de fuga quese propaga a través del aire.


Al apoyar los dos polos de un imán sobre la superficie a contro-lar se crea un campo magnético que circula a través de la pieza.





19

Unidad

A continuación se espolvorea la superficie con polvo de hierro fi-namente dividido (partículas magnéticas). Si hay alguna anoma-lía el campo se distorsiona y provoca una acumulación de partí-

culas que sigue la trayectoria de la imperfección. Es como si laspartículas de hierro trataran de cubrir la falta de material que sepresenta en esa zona Para mejorar la visión, las partículas sue-len ir coloreadas.

Figura 7





20

Unidad

Mediante esta técnica pueden detectarse imperfecciones super-ficiales y profundas, siempre que no estén muy lejos de la super-ficie. Esto supone una mejora con relación a los líquidos pene-

trantes. Como contrapartida, no detecta grietas u otras imper-fecciones que estén orientadas en la dirección del campo.


Sólo es aplicable a los materiales magnéticos y presenta algu-nas dificultades para el control en posiciones en las que no se

sostengan las partículas. La magnetización de la pieza puederealizarse mediante imanes permanentes o, más frecuentemen-te, mediante electroimanes. En la figura 8 se muestra la aplica-ción de uno de estos dispositivos, también llamados yugos.


Figura 8









21

4Unidad



Los rayos X y los rayos gamma (g) son radiaciones de la mis-ma familia que la luz, pero de menor longitud de onda. Los rayos(X), se generan en unos aparatos, llamados tubos de rayos X,que se alimentan con energía eléctrica y producen estas radia-ciones, mientras que los rayos (g), los emiten espontáneamentelas sustancias radiactivas. Aunque los rayos X permiten obtenerradiografías más nítidas, normalmente, en las aplicaciones in-dustriales se recurre a los rayos gamma (g). Esto se debe a ra-zones económicas y de facilidad de aplicación.

En muchos casos, cuando se habla de radiografía industrial sue-le hablarse de rayos X sin entrar en más matizaciones, cuandolo más probable es que lo que se haya utilizado realmentehayan sido rayos gamma.


No son visibles.

Son capaces de atravesar materiales opacos a la luz. No obs-tante, esta propiedad tiene sus límites. A medida que penetran através del material, las radiaciones se van atenuando (van per-diendo "fuerza"). Si la pieza es muy gruesa o de gran densidad,puede ocurrir que no sean capaces de atravesarla, salvo que setrate de radiaciones muy penetrantes, En cualquier caso, la ra-diación que emerge por la cara posterior siempre es más débilque la que incide sobre la pieza.

Impresionan las películas fotográficas, lo mismo que la luz. Laszonas de la película a las que llega mucha radiación se oscure-cen mientras que las que no reciben radiación permanecen masclaras, como el negativo de una película fotográfica.

Son peligrosas para las personas, por lo que hay que tomar mu-chas precauciones en su manejo.


Para su observación se coloca una película fotográfica debajode la misma, protegida con una funda de plástico para que no la





22

Unidad

vele la luz, y se aplica sobre la cara superior una radiación deuna cierta intensidad (la misma en todos los puntos).

Los rayos X van atravesando el material y emergen por la carainferior con menos "fuerza". En las partes sanas la radiación tie-ne que atravesar mucho material y sale muy debilitada, por loque impresiona poco la película, que queda bastante clara enestas zonas. Sin embargo, donde está localizada la grieta, elespesor es mucho menor.

En cuanto al poro, constituye una inclusión menos densa. Comoconsecuencia, la radiación pasa con mayor facilidad, emergien-do por la cara inferior con mayor energía. La película queda muyimpresionada en estas zonas, lo que provoca su ennegrecimien-

to.

Figura 9





23

Unidad

¡ En resumen ¡ En resumen

En las zonas débiles, bien por falta de material, por inclusio-nes poco densas, etc. pasa mucha radiación, quedando lapelícula muy oscura.


s zonas más gruesas, pasa menos radiación, por loque la película queda más clara.

Control ultrasónico.Control ultrasónico.


que el sonido y, por tanto, con las siguientes propiedades:


que el sonido y, por tanto, con las siguientes propiedades:

Se propagan a través de medios materiales: aire, acero, agua,etc.Se propagan a través de medios materiales: aire, acero, agua,etc.



EcoEco

E

Figura 10Figura 10








24

Unidad

Figura 11

Si se repite la experiencia en una pieza similar, pero que tieneuna grieta justo en la mitad del recorrido, el ultrasonido encon-trará esa barrera y se producirá el correspondiente eco . Ahora,

el recorrido de ida y vuelta es mucho menor, con lo que tambiéndisminuye el tiempo empleado en recorrerlo. La observación deque el ultrasonido vuelve antes de lo previsto nos indica lapresencia de una superficie reflectora en una zona que debieraestar sana: nos indica la presencia de una imperfección.

En lugar de medir los tiempos con un cronómetro, el recorrido delos ultrasonidos y los correspondientes ecos se recogen en unapantalla que muestra una línea recta y unos picos, el pico de laizquierda representa la entrada del ultrasonido en la pieza; elde la derecha, la llegada del eco que se refleja en la cara pos-terior; y la distancia a la que aparecen en la pantalla se corres-ponde con el camino recorrido.

S1 S1 S1 S2 Pieza ainspeccionar

Grieta

S1

S2 S1

(c)(b)

S1

(a)

(a) (b) (c)

Figura 12





25

Unidad

La emisión y detección de los ultrasonidos se realiza con unospalpadores que hacen las veces de emisor y receptor . Duran-te un corto periodo de tiempo emiten ultrasonidos que se trans-

miten a través de la pieza. Inmediatamente, el palpador deja deemitir y se queda a la escucha, esperando la vuelta del eco.Tanto la emisión como el eco se recogen en forma de picos enla pantalla.


Figura 13

Figura 14





26

Unidad

¡ recuerda

Que hay diferentes métodos de inspeccionar los trabajos desoldadura, el empleo de unos u otros depende de la impor-tancia de dichos trabajos y de las normas y códigos a queestén sujetos para su construcción y futuros trabajos

ejemploEstructuras de puentes tanto para transportes de carretera

como ferroviarios, recipientes a presión, industrias petro-químicas y nucleares, transporte y almacenamientos de gaslicuado, etc

Procesos de soldeo y sus designaciones.


PROCESO DESIGNACION

EN

DESIGNACION

AWS.


111 SMAW


114 FCAW


121 SAW


131 GMAW





27

4Unidad


135 GMAW


136 FCAW


141 GTAW


Uniones.













28

4Unidad


Dimensiones.

La prueba de cualificación del soldador/a deberá basarse en elespesor del material, en que trabajará el/la soldador/a durante lafabricación, es decir, espesor de la chapa o de la pared del tubo,y diámetros de los tubos. Se requiere una prueba de cualifica-ción por cada uno de los rangos de espesor y de diámetros enque quiera cualificarse.



Precalentamiento.




Gases.






29

4Unidad




Técnica de soldeo.Indicar el tipo de técnica de soldeo cubierta por el procedimientocomo pasadas rectas u oscilantes.






Como regla general cada prueba de cualificación califica no solo

para la prueba realizada, sino también para todas aquellas unio-nes que se consideren más fáciles de soldar.

Normalmente cada prueba califica para un proceso, un cambiode proceso requiere una nueva prueba de cualificación. Sin em-bargo es posible que un/a soldador/a se cualifique en más de unproceso con una sola prueba.





30

Unidad

ejemplo

Ejecución correcta de una prueba de cualificación que re-produzca la unión multiproceso, de una pasada de raíz conTIG (141) sin respaldo y a continuación rellenos y peinadocon electrodo revestido (111), dentro de los límites delrango de cualificación

Trabajo de soldadura








En este documento estarán reflejadas las variables esencialesusadas en la realización de las probetas del proyecto o proyec-tos utilizados y los resultados de los ensayos, que serán certifi-cados por el fabricante o contratista y que estarán dispuestospara ser examinados por el/la inspector/a. Deberá indicarse enel PQR, la identificación del WPS, utilizado, incluido fecha y re-visión.





31

4Unidad

Cualificación (homologación) de Solda-dores/as. (WPQ).

Welder Performance Qualification.

Debemos entender la palabra cualificar, como valoración de ap-titud, de modo que un/a soldador/a cualificado es aquel que des-pués de haber superado unas pruebas ha demostrado tenerunos conocimientos y habilidades concretas, en el lenguaje coti-diano se utiliza el término homologación.

El certificado de cualificación u homologación, es el documentoescrito donde se registran las condiciones de las pruebas reali-

zadas por el/la soldador/a, el resultado de las mismas, y los ti-pos de soldadura para las que el/la soldador/a queda certificadou homologado. En el certificado quedan reflejados todos aque-llos datos que demuestran la aptitud del soldador/a por haberdemostrado su competencia, bajo las variables y los condicio-namientos de un WPS ya calificado.

Certificación.

El certificado de cualificación será establecido para confirmar

que el/la soldador/a ha superado con éxito la prueba de califica-ción. En este certificado quedarán recogidos todos los paráme-tros de soldeo aplicados durante la prueba. Si el/la soldador/ano supera cualquiera de los ensayos establecidos, no se emitiráel certificado.

El certificado de cualificación se emitirá al menos uno de losidiomas oficiales del CEN, (comité europeo de normalización)inglés, francés, alemán.

Tanto la prueba práctica como la de evaluación de conocimien-

tos se califican como “ Aceptable” o “No ensayado”.Un cambio de las variables esenciales del examen de cualifica-ción fuera de los rangos permitidos, requiere una prueba y unnuevo certificado de cualificación.

Periodo de validez.






32

4Unidad

La cualificación del soldador/a tendrá validez por un periodo dedos años, siempre que quien le contrata o su coordinador/afirme el correspondiente certif icado a intervalos de seis me-

ses y se cumplan, además las siguientes condiciones.





Renovación.

La validez de la cualificación puede ser extendida y renovadasucesivamente por periodos de dos años, a condición de que sesatisfagan las siguientes condiciones.



El/la examinador/a u organismo de examen deberá verificar elcumplimiento de las condiciones anteriores y firmar la renova-

ción del certificado de cualificación del soldador/a.

Normas y códigos.








33

Unidad

Con diferencias de forma, las dos normas persiguen el mismoobjetivo siguiendo una filosofía similar de modo que estar califi-cado bajo una u otra no representa diferencias en las aptitudes

del soldador/a, estas si se reflejan en los rangos de cualifi-cación, es decir en la extensión y en las variables especificasdel procedimiento.

¡ recuerda

Que siempre que los trabajos estén sujetos a un procesoespecifico de soldeo WPS, se deberán seguir estrictamentelas variables establecidas en el mismo, por personal cualifi-

cado y certificado

Seguridad especifica relacionada con el proceso desoldeo por arco con electrodo revestido.

Normas de seguridad e higiene en sol-dadura eléctrica.

La soldadura constituye uno de los procesos en los que intervie-nen mayor cantidad de variables a tener en cuenta a la hora dela seguridad de las operaciones. Esto es así porque hasta en elmás sencillo proceso de soldeo actúan riesgos combinados deelectricidad, toxicidad de agentes químicos, radiaciones, calor,etc, y que no solo afectan al soldador/a sino que también a suentorno y a terceros.Extracción forzada de

humos




Otras sustancias de aportación como gases, fundentes,flux, etc.





34

Unidad

Tipo de soldadura, ya que de ella dependerá la tempera-tura de trabajo, y la atmósfera circundante.

El recubrimiento del metal base. El lugar donde se desarrollen las operaciones de soldadu-

ra.




Las radiaciones del arco, no solo a los/as soldadores/as sino alos trabajadores que operen en su entorno.

La masa que esté perfecta-mente fijada a la pieza

Descargas eléctricas.


Protección personal. (EPI‘s)Las prendas de protección personal son las que se indican acontinuación debiendo elegirse entre aquellas que se encuen-tren homologadas.


Botas de seguridad,


Guantes, manguitos, polainas, mandiles de cuero.


Mascarillas auto filtrantes y equipos de respiración aut0noma.Que protejan las vías respiratorias.

Gafas de seguridad para la protección de los ojos.Prendas de protección per-sonal EPIs





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4Unidad

Cinturones de seguridad y arnés, protegen contra la caída de al-tura






Óxidos.

Restos de aceites utilizados en procesos como extursión,estampación.

Restos de ácidos y disolventes en piezas sometidas a tra-tamientos de limpieza y desengrasado.

Recubrimientos con baños metálicos en piezas croma-das, cadmiadas o galvanizadas.



La tendencia natural del soldador/a es inclinarse sobre la piezaen esta posición respira el humo producido por la soldadura,ahora bien se pueden adoptar posturas en las cuales la cabezaquede fuera de la columna de humo, de modo que la cantidadde contaminantes inhalados será menor.





36

Unidad


Cuando varios/as soldadores/as realizan labores de soldadura o

corte de metales en una zona de trabajo cerrada se produciráuna contaminación del aire que respira cualquier persona que seencuentre en dicha zona.

Para controlar este riesgo se debe instalar un sistema de venti-lación general con el que se extrae el aire suficiente para lograrun nivel de humos aceptables, y se impulsa aire limpio para re-emplazar el extraído.




La impulsión consiste en generar una corriente de aire encima

del punto donde se origina, tiene el inconveniente que si bienel/la soldador/a no respira el humo directamente este queda enel ambiente y si no se extrae por otros medios lo respiran todoslos operarios que trabajen en el entorno incluido él.

Extracción localizada dehumos

Radiaciones del arco.

El arco eléctrico emite radiaciones de tres tipos:

Luminosos. Que producen gran cantidad de luz.

Infrarrojos. Que producen gran cantidad de calor.

Pantalla con cristal inactíni-co para filtrar los rayos delarco eléctrico

Ultravioleta. Son los más peligrosos ya que pueden dañar losojos y producir quemaduras en la piel.





37

Unidad


La utilización de generadores de corriente alterna y / o continua,supone un riesgo por contactos directos o indirectos en la mani-pulación de estos equipos que proporcionan unas tensiones devacío de hasta 80 ó 90 voltios máximo y en servicio de entre 15y 40 voltios y que suministran intensidades de hasta 600 ampe-rios aproximadamente.

Las características del equipo estarán especificadas en una pla-ca donde se reflejarán todos los datos y el sello de conformidadCE. Además debemos tener en cuenta que:

Los cables deben tener la sección suficiente para soportar la

gran densidad de corriente utilizada, teniendo en cuenta ademásla longitud de las mangueras.

ejemplo

Trabajando con unos 100 amperios y una manguera de 15metros hace falta una sección de 25 mm2, si la longitud seriade 100 metros la sección necesaria seria de 50 mm2

La fuente de alimentación de las máquinas de soldeo debe estarprovista de interruptores diferenciales que protejan a los opera-rios de posibles contactos eléctricos indirectos.

La carrocería de los equipos debe estar conectada a tierra paraevitar descargas a los operarios por una derivación del circuitode alimentación.

Cuando se van a utilizar estos equipos en ambientes húmedosy espacios reducidos, la tensión de vacío debe estar limitada a

50 V en corriente alterna y a 75 V en corriente continua.

Cuando utilicemos mangueras muy largas y el trabajo lo reali-cemos cerca del equipo, estas estarán completamente desple-gadas nunca enrolladas, pueden hacer el efecto de una bobina ysobrecalentarse.

Se deben mantener las fuentes de energía en buen estado, rea-lizando un mantenimiento adecuado para cada máquina y evi-tando la acumulación de polvo en su interior.





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4Unidad

Utilizar el equipo de protección adecuado guantes, prendas se-cas y calzado aislante.

Evidentemente no se deben permitir empalmes encintados nicables con el aislamiento estropeado o cuarteado, estos si serealizan, será con conexiones estancas y aisladas de modelo ytipo normalizado.


La empresa tiene la obligación de mantener los locales de trabajo en un estado de seguridad e higiene adecuado, que eviten

accidentes y riesgos para la salud de los trabajadores.Los edificios deben ser sólidos de acuerdo al uso al que se des-tinan, con suelos fijos no resbaladizos bien iluminados, las aber-turas y desniveles señalizados debidamente, con vías de circu-lación tanto en interiores como en exteriores señalizadas y conzonas de almacenamiento fabricación y montaje bien acotadas.

Las condiciones ambientales serán adecuadas, evitando tempe-raturas extremas, humedades, corrientes de aire, olores des-agradables e irradiaciones excesivas, en todo momento debe

existir orden y limpieza. Además de estos aspectos ambientales habrá que tener encuenta también:


Ventilar los espacios muy cerrados con aire limpio.

Protegerse con ropa difícilmente inflamable.

Proteger al resto de trabajadores del entorno con pantallas de

protección de chapa, o tejidos ignífugos.

Está prohibido que una persona sola trabaje en espacios confi-nados, como un depósito por ejemplo, el equipo debe quedarfuera al cuidado de un ayudante, y se comprobará con un explo-símetro la ausencia de gases, la pinza porta electrodo estaráperfectamente aislada y la masa bien sujeta al material si la ven-tilación no es adecuada utilizar equipos de respiración autóno-mos.





39

Unidad





En montajes industriales al exterior, además de todo lo anterior

también se tendrá en cuenta:Si tenemos que trabajar en altura los andamios serán de un mo-delo homologado y estarán perfectamente sujetos, con barandi-llas de seguridad apropiadas.


Utilizar Redes de material ignífugo, cintos o arneses de seguri-dad y casco. No trabajar con vientos superiores a 60 Km./hora.

En reparaciones no se puede trabajar sobre circuitos de tuberíaso en depósitos que hayan almacenado o conducido líquidos ogases combustibles hasta que se tenga la seguridad de haberventeado toda la instalación.

¡ recuerda

Que cuando realices trabajos de soldadura, deberás adoptary respetar todas las normas establecidas para protegerte tuy al resto de compañeros afectados de todos los riesgos queafecten al entorno y utilizar las prendas de protección perso-nal adecuado en cada caso. EPI ‘s.





40

Unidad

? autoevaluación

1.El conjunto de acciones planificadas y sistemáticas nece-sarias para proporcionar la confianza de que un producto oservicio ha de satisfacer los requisitos dados sobre la cali-dad, ¿Decimos que es?

2.La acción de medir, examinar, ensayar o verificar una ovarias características de un producto o servicio y de compa-

rarlo con los requisitos especificados a fin de establecer suconformidad, se llama…….

3.Para verificar las dimensiones de las soldaduras en cam-po durante las inspecciones se utilizan……

4.¿Que 3 tipos de rayos desprenden el arco eléctrico?

5.Las prendas ignifugas son las que………





41

Unidad


1.Control de calidad, aseguramiento de calidad

2.La inspección

3.Plantillas y calibres

4. Rayos infrarrojosRayos luminososRayos ultravioleta

5.Resisten el calor y las chispas sin quemarse





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4Unidad



















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4Unidad




















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4Unidad


dón de soldadura.

















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4Unidad




















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4Unidad


















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4Unidad















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4Unidad













49

4Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




Soldadura

S o l d a d u r a c o n

a r c o b a j o

a

s p r o t e c t o r c o

n e l e c t r o d o

n o c o n s u m i b

l e T . I .

G .

3




SOLDADURA











Módulo 3 Soldadura arco bajo gas protector con electrodo no con-sumible T.I.G.

3

1Unidad

Objetivos. ▌Señalar los principios, características, y equipos de soldaduraT.I.G.

▌Describir las características de los diferentes consumibles em-pleados en el soldeo, atendiendo a sus aplicaciones

▌Relacionar los distintos equipos de soldeo T.I.G. con los mate-riales y acabados exigidos, expresando sus prestaciones

▌Usar apropiadamente los gases de apoyo

▌Experimentar con el mantenimiento de equipos.

Presentación.


En esta unidad didáctica aprenderás a entender y manejar equi-pos de soldadura eléctrica T.I.G


• Principios del procedimiento T.I.G.

• Equipos de soldadura T.I.G.

• Selección del tipo de corriente.

•






4

1Unidad

Introducción.

La soldadura es un proceso de unión de materiales por el quese establece la continuidad entre las partes a unir por medio dela fusión de los bordes con o sin metal de aportación.

Principios del procedimiento T.I.G.

El procedimiento de soldeo por arco con electrodo no consumi-ble bajo gas protector también llamado T.I.G. (Tungsten InertGas), utiliza como fuente de energía un arco electrico que se es-

tablece entre un electrodo no consumible de Tungsteno (Wol-framio, W), y la pieza a soldar, mientras un gas inerte, argón óhelio, protege el baño de fusión.

El proceso TIG se aplica principalmente a:

Los aceros inoxidables.

Aceros al Cr-Mo resistentes al calor.

Aceros al Ni, criogénicos resistentes al frío.Titanio.

Aluminio.

Magnesio.

Cobre y sus aleaciones, etc.

Puesto que el proceso posee las virtudes necesarias para con-seguir soldaduras de alta calidad y con una elevada pureza me-talúrgica, exentas de defectos y buen acabado superficial, esideal para soldaduras de responsabilidad en la industria de:

El petróleo.

Química.

Petroquímica.





5

1Unidad

De alimentación.

De generación de energía.

Aeronáutica

Nuclear, etc

Se emplea así mismo en el soldeo de metales sensibles a laoxidación, como titanio y circonio.

Se puede soldar a tope y sin aporte de material, desde 0,3 mm a4 mm. Como su tasa de deposición es baja, no resulta económi-co para soldar materiales con espesores mayores de 6 - 8 mm.En estos casos el TIG se utiliza para efectuar la pasada de raíz,empleándose otros procesos de mayor productividad para el re-sto de las pasadas de relleno.

El dibujo de la figura esquematiza la pasada de raíz y la tasa dedeposición

Figura 1

Presenta las limitaciones de todo proceso con protección gaseo-sa.

El material de aportación cuando se utiliza, se aplica por mediode varillas como en el soldeo oxiacetilénico.

El proceso es conocido en normativa europea EN y americana ASME, como:





6

1Unidad

141. Soldeo por arco con electrodo de Wolframio y gas inerte

(EN 24063 ).

GTAW Gas Tungsten Arc Welding

(ANSI/AWS A3.0 ).

Figura 2

Ventajas y limitaciones del procedimiento.

Ventajas. Se consiguen soldaduras de alta calidad.

Permite un gran control de la penetración en la pasada deraíz.

El arco es muy estable y concentrado.

Puede utilizarse en todo tipo de uniones y posiciones.

Puede utilizarse en todos los materiales.





7

1Unidad

Realiza soldaduras lisas, regulares, sin escorias ni pro-yecciones puesto que no hay transporte en el arco.

Se trata de un proceso fundamentalmente manual, si bienpara soldaduras de series repetitivas de piezas y para tu-berías de pequeño espesor soldadas helicoidales ó longi-tudinalmente se ha automatizado, también para soldadu-ras entre tuberías ó para fijar tubos a placas de intercam-biadores de calor ó de calderas se han desarrolladomáquinas automáticas orbitales.

Los equipos utilizados no resultan excesivamente caros.

Se puede utilizar con ó sin metal de aportación, ya que el

procedimiento permite un control independiente de lafuente de energía y del metal de aportación.

Limitaciones.

El rendimiento es notablemente inferior al de otros proce-dimientos salvo en procesos automatizados.

No es posible realizar soldaduras en presencia de co-rrientes de aire salvo que se proteja el arco de las mis-mas.

No resulta económico en espesores gruesos salvo en laspasadas de raíz.

Su aplicación manual exige una gran habilidad por partedel soldador/a, por lo que suelen estar bastante cotiza-dos.

¡ recuerda

Aunque su productividad sea baja, la calidad que se consi-gue con el procedimiento de soldeo TIG, lo hace imprescin-dible cuando se quiere asegurar la fiabilidad y seguridad dedeterminados trabajos

ejemploLas soldaduras de raíz a penetración en tuberías de altapresión en diferentes aceros aleados





8

1Unidad

Equipo para soldadura TIG.

Existen instalaciones muy sofisticadas que incluyen dispositivospara programar totalmente el proceso de soldadura T. I. G, perotambién podemos utilizar equipos básicos como los utilizadosen la soldadura manual con electrodos revestidos, es decir.

Un transformador – rectificador de característica descendentede c. continua, y / ó c. alterna, al que le podemos ir añadiendoequipos como los que a continuación se exponen que nos iránfacilitando el trabajo:

Un generador auxiliar de alta frecuencia ó generador de impul-sos para facilitar el cebado del arco y estabilizarlo en corriente

alterna.

Electro válvulas y temporizadores para controlar el flujo degas.

Elementos de regulación y control que sincronicen los sumi-nistros de corriente, gas, y eventualmente agua de refrigeración.

Un circuito de gas, centralizado desde un deposito ó individualpor medio de una botella, provisto de un reductor de presión concaudalímetro que permita el suministro de gas con el caudal

adecuado.

Mangueras conectores y un porta electrodo para TIG.

Circuito de refrigeración para evitar un calentamiento excesivode electrodos y porta electrodos, especialmente cuando se tra-baja con intensidades elevadas, algunos equipos disponen deun circuito cerrado de refrigeración por agua.

Panel de control y regula-

ción

Botella de gas con antorcha

TIG





9

1Unidad

Figura 3

El porta electrodos es una de las partes más importantes delequipo de soldeo TIG. Tienen la misión de conducir la corrientey el gas de protección hasta la zona de soldeo. En la figura 4vemos un porta electrodos para TIG. Es importante resaltar losconductos para refrigeración y para el gas de protección de lamisma.

Los porta electrodos pueden ser de dos tipos:

De refrigeración natural (se refrigeran por el propio gas de pro-

tección). Estos se emplean en el soldeo de espesores finos, queno requieren grandes intensidades.

De refrigeración forzada (mediante circulación de agua). Se re-comiendan para trabajos que exijan intensidades superiores alos 200 A. En estos casos, la circulación de agua por el interiordel porta electrodos evita el sobrecalentamiento del mismo.

Las boquillas para el gas son de cerámica o de cristal recocido,se eligen de acuerdo con el tipo de porta electrodos, diámetro





10

1Unidad

del electrodo y características del tipo de unión y del trabajo arealizar.

Despiece

Figura 4

Pistola porta electrodos de

TIG

Selección del tipo de corriente.

En el procedimiento TIG, generalmente podemos utilizar dos ti-pos de corriente, para aluminio y magnesio corriente alterna ypara el resto de materiales todo tipo de aceros y sus aleaciones,titanio, circonio, cobre, etc., corriente continua polaridad dire-cta, (CCEN).





11

1Unidad

La corriente alterna aúna, aunque muy reducidas las ventajasde las dos polaridades, el buen comportamiento durante el se-miciclo de la polaridad directa y el efecto decapante del baño

durante el semiciclo de polaridad inversa.

Como inconvenientes, presenta dificultades de cebado y estabi-lidad del arco, que obliga a incorporar al equipo un generadorde alta frecuencia.

La corriente continua polaridad directa (CCEN) es decir elelectrodo conectado al polo negativo, la energía se concentraprincipalmente en la pieza, de modo que se obtiene un buenrendimiento térmico así como una buena penetración, además elelectrodo de tungsteno soporta intensidades del orden de 8 ve-

ces superiores a sí estaría conectado al polo positivo es decircorriente continua polaridad inversa (CCEP), esta polaridadprácticamente no se utiliza en el procedimiento de TIG, manual.

Cebado del arco.

El arco lo podemos iniciar por dos métodos distintos y depende-rá del equipo disponible, el equipo más sencillo y uno de los másutilizados consiste en un transformador-rectificador de CC. de

los utilizados en la soldadura eléctrica con electrodos re-vestidos al que en el polo ( - ) se le ha sustituido la pinzaporta electrodo por un terminal, que a través de unas man-gueras conduce la corriente continua de polaridad directahasta el porta electrodo de tungsteno, el gas también se con-ducirá desde la botella hasta el porta electrodo a través de untubo por la misma manguera y se accionará por medio de unapequeña válvula manual situada en la empuñadura de la pisto-la abriéndola y cerrándola manualmente al comenzar y terminarde soldar.

En este equipo la operación de cebado se realiza por rascado,consiste en abrir la válvula de gas, tocar con la punta del tungs-teno la pieza y separarla inmediatamente, de este modo el ries-go de inclusiones de wolframio en el metal base es muy alto, pa-ra evitarlo podemos realizar esta operación de cebado sobreuna placa de cobre que situaremos junto al punto donde que-remos comenzar a soldar trasladando el arco encendido segui-damente a la pieza. La ventaja de este equipo es su sencillez ysobre todo su bajo coste.





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1Unidad

Equipos con dispositivo de cebado con al-ta frecuencia.

Para evitar los inconvenientes del cebado por rascado, se utilizaun equipo que disponga de corriente de alta frecuencia y ele-vada tensión, (HF) este método es el utilizado en corriente al-terna para soldar aluminio y magnesio y en corriente continua seutiliza como arco piloto, durante unos segundos disponemos deeste arco después de accionar el interruptor, instante que apro-vechamos para al acercarlo sin llegar a tocar la pieza, esta co-rriente de (HF), hace que salte el arco eléctrico sin dañar el ma-terial a soldar, provocando el encendido instantáneo del arcocon facilidad y evitando las inclusiones de tungsteno y las con-

taminaciones del electrodo.

Estos equipos son más sofisticados y se comercializan para elprocedimiento TIG, si bien todos ellos son validos para la solda-dura con electrodos revestidos .

Son de corriente continua solamente o de alterna y continua ( AC/ DC), y además de la alta frecuencia para el cebado suelen te-ner otras funciones que facilitan y mejoran las operaciones desoldadura como:

Control de pendiente “electroslope” , la intensidad de corrientese incrementa paulatinamente en el momento del arranque, estoda tiempo al soldador/a para colocar la punta del electrodo en laposición de soldeo, cuando quiere dar por terminada la soldadu-ra pulsa el interruptor y la corriente comienza a descender gra-dualmente hasta que llega a extinguirse, esto evita la interrup-ción brusca del arco, los rechupes y la formación de defectos enel cráter.

Temporización del pre-flujo “preflow time” y post-flujo “post-flow time” de gas de protección, para mejorar la protección al

inicio y al final de la soldadura se puede preseleccionar un tiem-po antes y después de terminar de soldar de modo que el mate-rial recién depositado y mientras se enfría, siga estando protegi-do. De no existir esta opción será el/la soldador/a el que debedejar la válvula abierta manualmente hasta que se enfríe la sol-dadura.

Panel de control de paráme-tros con electroscope

Se puede regular el tiempo de cada semionda en corriente al-terna con onda cuadrada, pudiéndose escoger si se desea quela semionda negativa dure mas tiempo, consiguiendo mayor pe-netración, “max penetration” o que la semionda positiva sea





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1Unidad

mas larga obteniendo un mayor decapado o efecto de limpieza“max cleaning” , esta función se emplea sobre todo en el sol-deo del aluminio y del magnesio.

Control remoto, algunas de estas funciones además de contro-larlas desde el panel del equipo se pueden activar sobre conso-las alejadas del equipo o por medio de pedales o situados sobrela empuñadura de la propia pistola.

Hay equipos dotados de canales de memorización de paráme-tros de modo que cuando tenemos la seguridad de tener los pa-rámetros adecuados para un trabajo muy específico lo memori-zamos y cuando lo tengamos que repetir seleccionando el canalautomáticamente el equipo repite las condiciones de soldeo.

Arco pulsado , con la finalidad de obtener una mejor calidad dela soldadura y un mayor control del aporte de calor sobre la pie-za, algunos equipos disponen de un dispositivo que hace que lacorriente varíe cíclicamente entre un valor mínimo corriente ba-se y otro máximo corriente de pico a frecuencias que depen-den del trabajo a realizar. El resultado es una corriente a impul-sos que en su fase de pico el/la soldador/a aprovecha para in-troducir en el arco el metal de aportación, este al disminuir lacorriente hasta el valor de base se enfría y solidifica volviéndosea repetir nuevamente otro ciclo, podemos resumir las ventajas

del arco pulsado en:

Mejor control del baño de fusión en todas las posiciones, el/lasoldador/a puede adaptar los ciclos a su forma de soldar.

Menor aporte térmico, esto hace que se produzcan menos de-formaciones y un baño de fusión y una zona afectada térmica-mente (ZAT) más estrecha.

Mayor penetración.

¡ recuerda

Hay equipos muy sofisticados para la soldadura TIG con di-ferentes alternativas y dispositivos que hacen de ellos ma-quinas complejas de manejar, pero también se pueden utili-zar equipos muy sencillos de soldadura eléctrica con elec-trodos revestidos, mucho menos sofisticados pero quetambién cumplen su función de soldar con TIG





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1Unidad

ejemplo

Los rectificadores de corriente continua a los que se les aco-pla una pistola TIG con válvula manual para el gas y encen-dido por rascado.




Dejar al especialista eléctrico que realice este trabajo, sino se tienen los conocimientos y la preparación adecuadacomo para desarrollarlo.



Manipular con guantes secos; comprobar que el cable detierra está conectado.

Conectarlas a la red, después de comprobar que la ten-sión es la adecuada.




Evitar caídas y golpes.

No forzar los mandos de que disponen para la regulacióny control de parámetros.





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1Unidad


En caso de incendio de un equipo, deberemos cortar in-mediatamente la corriente de entrada al mismo, e intentarapagar el fuego con extintores de polvo, nunca con agua.

Mantener los equipos limpios, realizando periódicamentesoplados sobre el interior de los mismos.

¡ recuerda

Para obtener un buen resultado en la realización de las sol-daduras, deberás observar las indicaciones anteriores y se-guirlas conservando los equipos en el mejor estado posibleRecuerda tomar las medidas y precauciones personales ne-cesarias en los rocesos de mantenimiento.

Fallos habituales en un equipo de solda-

dura T.I.G.

Rotura por excesiva curvatura

Arco inestable. Quemaduras en la zona de rotura





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1Unidad

Mala Conexión

Alta resistencia que dificulta el cebado del arco y la estabilidad

de este

Apretar perfectamente lamordaza

Cables doblados o retorcidos

Caudal de protección muy bajo y por tanto formación de poros.

Enfriamiento insuficiente que produce sobrecalentamiento y des-trucción de los porta electrodos enfriados por agua

Impurezas en el agua de refrigeración.

Se produce un sobrecalentamiento del porta electrodo.





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1Unidad

Normalmente se detecta el fallo demasiado tarde porque hay su-ficiente presión el sistema de refrigeración

Tiempo de post-flujo o preflujo muy corto . Mal funciona-miento de la válvula

Insuficiente protección para el electrodo del Tungsteno y parabaño de fusión antes, durante y después del soldeo.

Comprobar que el gas de protección obedece al siguiente dia-grama.





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1Unidad

El ventilador gira en sentido contrario al adecuado

Enfriamiento insuficiente de los componentes del equipo que

puede producir sobrecalentamiento y destrucción de la fuente deenergía.

Si se instala un protector adecuado la fuente no se encenderá siel ventilador gira en sentido contrario al adecuado.

Electrodos de Tungsteno (Wolframio) noconsumible.

Este electrodo tiene por misión únicamente mantener el arco es-table pero sin aportar material al baño.

Su nombre científico es Wolframio y su símbolo (W), pero es

más conocido popularmente y en determinadas normativas co-mo Tungsteno, por eso aparece con las 2 denominaciones dife-rentes.

Por sus características naturales y conectado como antes se haindicado al polo negativo o a la corriente alterna, es capaz desoportar sin fundirse temperaturas del orden de 3400ºC, y alea-do con torio, circonio, cerio ó lantalo además de mejorar en otrosaspectos aumentan su capacidad hasta los 4000ºC aproxima-damente.





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1Unidad

En general, los más empleados son:

Tungsteno puro, su punto de fusión es de 3400ºC aproximada-

mente, el extremo de su punta debe estar redondeada y se utili-za con corriente alterna para soldar aluminio, magnesio y susaleaciones.

Tungsteno aleado con torio, su punto de fusión es de 4000ºCaproximadamente, el extremo de su punta debe estar afilado, seutiliza con corriente continua polaridad directa en la soldadurade aceros al carbono aleados, inoxidables, cobre, titanio, etc.,

Tungsteno aleado con circonio, su punto de fusión es de 3800ºCaproximadamente, es válido para soldar con CA. y con CC, se

utiliza para la soldadura de aleaciones ligeras como el aluminioen donde sea necesario eliminar la contaminación del materialde aporte.

Los diámetros disponibles son, 1 mm; 1.6 mm; 2 mm; 2.4 mm; 3.2 mm; 4 mm; 4.8 mm; 5 mm; 6.4 mm, siendo los más emplea-dos los señalados en negrilla, la longitud estándar es de 150mm.

Simbolización.

Según las normas UNE 14 – 208 / EN 26848 / AWS – A5.12.

La primera letra simboliza el principal componente wolframio , lasegunda las adicciones de óxido, el número se corresponde conel contenido medio de óxido multiplicado por 10.

Los electrodos se deben marcar en función de su composicióncon un anillo de color sobre uno de sus extremos o dos anillosen el caso de electrodos compuestos.





20

1Unidad

Composición

Oxido adicionado (1)Símbolo

Naturale-za del

óxido adi-cionado

%

Contenidode wolfra-mio míni-mo

Color deidentificación(2)

Equivalenciacon la simbo-

lización AWS (3)

W P -- -- 99,8 Verde EWP

W T 4 T h o 2 0,35 a 0,55 Resto Azul EWTh-3

W T 10 T h o 2 O,80 a 1,20 Resto Amarillo EWTh-1

W T 20 T h o 2 1,70 a 2,20 Resto Rojo EWTh-2

W T 30 T h o 2 2,80 a 3,20 Resto Violeta

W T 40 T h o 2 3,80 a 4,20 Resto Naranja

W Z 3 Z r o 2 0,15 a 0,50 Resto Marrón EWZr-1

W Z 8 Z r o 2 0,70 a 0,90 Resto Blanco

W L 10 L a o 2 0,90 a 1,29 Resto Negro EWLA-1

W L 20 C e o 2 1,80 a 2,20 Resto Gris EWCe-2

(1) Los óxidos adicionados en general están aleados en lamatriz de wolframio, en los llamados compuestos, están forma-dos por un alma de wolframio puro y un revestimiento exterior de

óxido. Estos electrodos aúnan las cualidades del wolframio puro,con las que tienen las adicciones de óxidos pero tiene el incon-veniente de que no pueden tallarse los extremos cuando se pre-cisa.

(2) Los electrodos compuestos se identifican con un segundoanillo de color rosa.

(3) Se ha indicado la simbolización según AWS de los electro-dos más usuales, el electrodo también está representado por





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1Unidad

una franja del mismo color y el porcentaje de óxido medio es elmismo.

Afilado de tungsteno paraTIG

El afilado del extremo del electrodo es muy importante pues, sino es correcta, existe el riesgo de que el arco eléctrico sea ines-table.

Figura 5

ejemplo

Un diámetro excesivamente grueso dificulta el cebado y creaarcos erráticos, difíciles de dirigir y controlar.

ejemplo

Por el contrario si es muy fino o su extremo está muy afila-do, se obtiene un arco estable y concentrado, pero este secalienta excesivamente y se corre el riesgo de fusión delmismo.





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1Unidad

Intensidades admisib les para cada electrodo

Corriente continúa. ( A ). Corriente alterna (A)Diámetro delelectrodo

en (mm)Electrodo al negativo Electrodo al positivo Wolframio

puro.Wolframio

conóxidos.

1,6 40 a 130 60 a 150 10 a 20 10 a 20 45 a 90 60 a 125

2 75 a 180 100 a 200 15 a 25 15 a 25 65 a 125 85 a 160

2.4 130 a 230 170 a 250 17 a 30 17 a 30 80 a 140 120 a 210

3.2 160 a 310 225 a 330 20 a 35 20 a 35 150 a 190 150 a 250

¡ recuerda

Los electrodos deberán estar siempre perfectamente limpios

y afilados correctamente, de modo que cuando se contami-nen por el uso hay que volver a limpiar y afilar. Además sedeberá escoger siempre el más adecuado en cuanto a sudiámetro y composición con arreglo al espesor, intensidad…

ejemplo

Para Soldar aluminio el más indicado será el electrodo deWolframio puro es decir con distintivo verde, y con la punta

redondeada, por el empleo de corriente alterna.





23

1Unidad

? autoevaluación

1.¿Que gas es el utilizado para la protección del arco en elprocedimiento TIG?

Argón, ó helio.Oxigeno,CO2

2.Para soldar acero al carbono con TIG utilizaremos co-rriente …………………y polaridad……………….

3.Para soldar aluminio con TIG utilizaremos corrien-te…………………y polaridad………………

4.La banda de color que llevan los electrodos de tungstenoes para indicar

a) El diámetro del electrodo.

b) El tipo y la cantidad de óxidos de aleaciónc) Si es para utilizar corriente continua o alterna

5.Se utiliza el mismo perfil de afilado de electrodos detungsteno para corriente continua, como para corriente al-terna





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1Unidad


1. Argón ó helio

2. Corriente continúaPolaridad directa CCEN

3. Corriente Alterna.En corriente alterna no hay polaridades

4.b) El tipo y la cantidad de óxidos de aleación

5.No





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1Unidad



















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1Unidad




















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1Unidad


dón de soldadura.

















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1Unidad




















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1Unidad















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1Unidad













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1Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






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3 S

o l d a d u r a c o n

a r c o b a j o

g a

s p r o t e c t o r c o n e l e c t r o d o

n o c o n s u m i b l e T . I .

G .

Soldadura




SOLDADURA

EDITA. Grupo Fondo Formación, A.I.E.

DIRECCIÓN Y COORDINACIÓN. Fondo Formación Euskadi, S.L.L.

COLABORAN.Javier Riaño MolledoMertxe Landa ArtetxeMariano Ruiz AlcaldeOscar Álvarez Franco

DEPÓSITO LEGAL. SE-998-07


Copyright. © 2007. Grupo Fondo FormaciónTodos los derechos reservados.Esta publicación tiene fines exclusivamente educativos.Queda prohibida la venta de este material a terceros, así como la reproducción total o parcial de sus contenidos sin autorizaciónexpresa de los autores y del Copyright.





Módulo 3 Soldadura con arco bajo gas protector con electrodo noconsumible T.I.G.

3

2Unidad




▌Resolver los diferentes tipos de unión en las posiciones verti-cal, horizontal y de techo, dando los cordones de soldadura ne-cesarios en función del grosor y material empleado, consiguien-do la calidad requerida.

Presentación.

En esta unidad didáctica trataras los siguientes puntos.


• Preparación de bordes y tipos de unión.

• Representación simbólica de las soldaduras.

• Técnicas especiales utilizadas en T.I.G. automatizado.





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2Unidad



Antes de comenzar a soldar, se deberá hacer una inspecciónocular comprobando que.


Las uniones están perfectamente limpias de óxidos, grasas,aceites, agua, restos de pinturas, proyecciones, etc y que se haefectuado una limpieza especifica en función del material base.


Punteado.


El punteado que no se incorpore a la soldadura será eliminadocompletamente, repasando posteriormente la zona hasta garan-tizar la ausencia de defectos. Se recomiendo utilizar en estoscasos varillas punteadas sobre los biseles a unir que deberánser del mismo material que el material base.

El punteado que se vaya a incorporar a la soladura se realizarácon el mismo tipo de varilla que se vaya a utilizar durante el sol-deo, una vez realizado el punteado se debe inspeccionar cuida-dosamente cada punto, buscando posibles defectos, grietas ocráteres, y se les efectuará un amolado en la entrada y en la sa-lida de cada uno de ellos. Si se detectara cualquier defecto seeliminará completamente el punto.

El punto de soldadura debe tener siempre forma cóncava nuncaconvexa, en caso de que se produzca un abombamiento se re-





5

Unidad

pasará hasta dejarlo con la forma adecuada, para posteriormen-te pasar soldando por encima sin que se produzcan ni defectosde forma ni cualquier otro.


Cebado del arco.

El cebado del arco en T I G. se estudió en una unidad anterior,aquí solo se debería reseñar que es imprescindible establecer el

arco dentro de la zona de soldeo y por delante de ella, nuncafuera de los bordes de la unión, para evitar la formación de pe-queñas heridas o grietas en la zona de cebado.

(Figura 1)

Interrupción del arco.

No se debe interrumpir de forma brusca el arco, ya que si lohacemos así se pueden producir grietas y poros en el cráter del

cordón, para esta operación algunos equipos incorporan dispo-sitivos como la pendiente de bajada de corr iente hasta llegar acero de forma controlada.

Limpieza.

En el procedimiento de soldeo TIG, es extremadamente impor-tante, la limpieza, de modo que además de preparar las juntascon sumo cuidado estas se limpiaran con esmeril y posterior-





6

Unidad

mente con cepillos de púas del mismo material a soldar y enocasiones con soluciones ácidas, en toda la superficie de launión, mas unos 15 ó 20 mm antes y después de la misma, por

la cara que vamos a soldar y por la cara posterior.

Una vez terminada de preparar la junta se punteará por el méto-do más adecuado, y si el/la soldador/a no comenzara a soldarde forma inmediata se procederá a tapar la misma para evitarque esta entre en contacto con polvo, suciedades, o líquidosque lo puedan oxidar o contaminar.

Ratificadora angular para lalimpieza de piezas a soldar

Empalme de cordones.

Se debe realizar de forma cuidada para evitar fisuras o porosi-dades.


¡ recuerdaLimpieza y una buena técnica de soldeo son fundamentalespara obtener calidad en las soldaduras, antes de reanudarlos cordones, acondicionarlos con un buen amolado y cepi-llado.

ejemplo

Dependiendo del proceso y del material a soldar, podemosutilizar este tipo de limpiezas.

Las limpiezas por chorreo de arena. Con decapantes ácidos. Amolado con rectificadora abrasiva. Cepillado con cepillos de púas adecuadas al material

a soldar.





7

Unidad


Atendiendo a la posición relativa de las piezas y, sobre todo, a laforma en la que se produce la transmisión de esfuerzos a travésdel cordón, se diferencian dos tipos básicos de unión.

A tope.


Soldadura de raíz en junta atope biselada

Soldaduras a tope.

Consisten en la unión de dos piezas de forma tal que la soldadu-ra constituye la transición más perfecta posible entre los ele-mentos soldados.


La preparación de bordes está íntimamente relacionada con elpoder de penetración del proceso de soldeo aplicable, pues sufinalidad es la de conseguir que la soldadura afecte a los bordes

en el espesor adecuado, al menor costo posible.Factores que afectan a la preparación.














8

Unidad


(Figura 2)


La figura 3 representa las diversas preparaciones de bordes pa-ra uniones a tope y en ángulo.





9

Unidad





10

Unidad

(Figura 3)


Aunque los rangos concretos de espesores dependen del poderde penetración del proceso de soldeo, la preparación de bordespara uniones a tope se rige por los siguientes principios genera-les.







11

Unidad




Preparación de un bisel paraunta de soldadura



(Figura 4)







12

Unidad

(Figura 5)







13

Unidad

Técnica operativa.

En la figura 6 se muestran algunos valores orientativos sobreposiciones del porta electrodos y varilla, así como de los corres-pondientes movimientos. La forma de operar es comparable a ladel soldeo oxiacetilénico por la técnica a izquierdas, si bien en elprocedimiento T.I.G, los movimientos son mucho más pausadosy concentrados.

(Figura 6)

Hay que ajustar el electrodo de forma que sobresalga la longitudadecuada a la junta que hay que realizar. En uniones a tope de-be sobresalir de la boquilla unos 3 a 5 mm y en uniones en rin-cón, entre 6 y 10 mm (figura 7).





14

Unidad

(Figura 7)

¡ recuerda

La preparación de los bordes esta normalizada de modo quehay que observar las indicaciones de los planos al respecto.

ejemplo

En los planos de soldadura aparecen indicaciones como es-tas

Soldaduras a penetración total Cuellos de 4 mm. Soldadura por ambas caras. Etc


La posición en la que se realice la operación de soldeo influyedecisivamente sobre.





15

Unidad



La productividad.


Además de infinidad de posiciones intermedias, a efectos declasificación se consideran cuatro posiciones de soldeo básicas.

Plana u horizontal.






16

Unidad


Bajo techo.

Soldadura bajo techo

(Figura 8)





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Unidad



EN


POSICIÓN DE LA UNIÓN.

PA 1G

PA 1F

PB 2F

PB 2FR

PC 2G

PF

PGPB

25F Ascendente

5FDescendente

FR





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Unidad

H-L045 6G

PD 4F

PE 4G

PF

PG

3G Ascendente

3G

Descendente

PF

PG

3F Ascendente

3FDescendente

PF

PG

5G Ascendente

5GDescendente

ejemplo

El montaje y ensamblamiento de los bloques que conformanun barco en construcción, hay que realizarlo tal y como estaen la grada, o dique seco





19

Unidad

¡ recuerdaNo siempre se pueden voltear las piezas para poder realizarlas soldaduras en la posición más favorable, de modo quees el/la soldador/a quien deberá acoplarse a la posición delas estructuras.



En lo que respecta a las soldaduras, no basta que en el plano seindiquen los sitios donde deben ser ejecutados los cordones si-no que debe indicarse.

El tipo de junta.







Tanto en una como en otra norma, la representación comprendeuna serie de símbolos elementales que pueden completarse conunos símbolos suplementarios, unas cotas y unas indicacionescomplementarias (ver figura 9)





20

2Unidad



Símboloelemental

Cotas

Figura 9 Indicaciones

Norma UNE 14 009

Símbolos elementales.

Son estos los más importantes, dado que indican la forma de lasoldadura a realizar. Este símbolo no prejuzga el procedimientoa emplear.





21

Unidad



Soldadura sobre bordes le-vantados completamente fun-

didos


Soldadura en V

Soldadura en semi-V

Soldadura en Y

Soldadura en semi-Y



Repaso por el dorso






22

Unidad

Soldadura en entallas o en ta-

pones



Figura 10


Los símbolos anteriores pueden complementarse mediante sím-bolos que caracterizan la superficie exterior de la soldadura. Laausencia de este símbolo indica que no es necesario precisar laforma de la superficie. En la figura 11 se muestran estos símbo-los suplementarios y en la figura 12 se utilizan, en combinacióncon los elementales, para definir forma y acabado de la soldadu-ra.


a) Plana

b) Convexa

c) Cóncava

Figura 11





23

Unidad






Figura 12

Cotas.


Las cotas fundamentales a indicar son.



Conviene tener en cuenta las sigu ientes notas.







24

Unidad




Figura 13


Un pequeño círculo en la esquina, línea de referencia, línea demarca indica que debe soldarse en todo el contorno.






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2Unidad


Figura 14

En la figura siguiente se muestra un ejemplo de simbolización de

una unión.

Figura 15





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Unidad

Norma AWS 2,0



Entre las más importantes podemos citar. (Figura 16)



Dimensiones de la soldadura en ángulo. En la norma UNE habíaque indicar la garganta del cordón, en la norma AWS se indica ellado del cordón.

El procedimiento de soldadura. En la norma UNE éste se indica-ba mediante un número, ahora se indica mediante unas siglas.

Figura 16





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Unidad

¡ recuerdaCuando un trabajo a realizar esta sujeto a códigos y normasde fabricación, es totalmente necesario el seguimiento es-tricto de dichas normas.

ejemplo Junta a soldar

Los códigos para tuberías y recipientes a presión.

Técnicas especiales util izadas en T.I.G. automatizado

Técnicas especiales.

T.I.G. con arco pulsado.

Se trata de una variante del procedimiento TIG en la que la co-rriente de soldadura varía cíclicamente entre un nivel mínimo(corriente de fondo) y máximo (impulso), a frecuencias que de-penden del trabajo a realizar y que pueden oscilar entre milési-mas de segundo y segundo.

El resultado es una corriente y un arco pulsatorios, que, al apli-carlos a la soldadura, producen una serie de puntos que se so-lapan hasta formar un cordón continuo.

El soldeo TIG por arco pulsado puede aplicarse manual pero

resulta mas apropiado en instalaciones automatizadas, y encualquier caso, puede realizarse con o sin material de aporta-ción.

Por sus características, el proceso se adapta particularmente atodos aquellos casos en los que sea importante limitar la aporta-ción de calor.

Bien sea por razón de espesor , como en el soldeo de láminasmuy finas. o por razones de tipo metalúrgico. La corriente pul-sada permite una mayor tolerancia en la preparación de los bor-





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2Unidad

des, facilita la obtención del cordón de penetración y reduce lasdeformaciones.

Otra ventaja típica del procedimiento se presenta en el soldeode costuras circulares sobre tuberías. Normalmente, cuandose realiza este tipo de trabajo por los procedimientos clásicos,es necesario cambiar la intensidad, o la velocidad de avance,para adaptarse a las diferentes posiciones que se van presen-tando a medida que se va rodeando el tubo, y con vistas a obte-ner un cordón lo más uniforme posible. La corriente pulsada esmenos sensible a las variaciones de posición, por lo que permiterealizar un cordón continuo y uniforme, sin necesidad de variarla velocidad de avance ni los parámetros de soldeo.

TIG con varilla caliente.

Otra variante es el TIG con varilla caliente, para procesos auto-máticos, aquí la varilla aportada de forma continua se precalien-ta con una corriente baja, entrando a alta temperatura en el ba-ño, fundiéndose a mucha más velocidad y lográndose altas ve-locidades de aportación.

Se utiliza principalmente para recargues.

La fusión del hilo de aportación se consigue mediante el paso deuna corriente alterna a través del mismo. Esta corriente se su-ministra por una unidad independiente, que puede regularseen función del diámetro del hilo y de la velocidad de alimenta-ción, para que, en cualquier caso, el hilo de aportación alcanceel baño en estado de fusión.

El precalentamiento del hilo de aportación permite.

Una velocidad de soldeo mucho mayor.

Disminuir el riesgo de formación de sopladuras, por lo que tam-

bién mejora la calidad de la soldadura.





29

Unidad

Figura 17

Soldeo orbital.

Para el soldeo automático de tubos es interesante el sistema desoldeo orbital, en el que el electrodo se hace girar mecánica-mente alrededor de la unión circunferencial con o sin aportaciónde varilla. Llevan controles de corriente y velocidad para adaptarestos parámetros a las distintas posiciones de soldeo de la sol-dadura circunferencial, aunque con sistemas de arco pulsadoestos parámetros pueden ser los mismos para la costura com-pleta. Para uniones tubo-placa el soldeo se hace interiormentede forma automática, dando origen al sistema de soldeo in-terior . La protección se efectúa por una corriente de gas inerteen el interior del tubo.





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Unidad

Figura 18

¡ recuerda

El uso de estos equipos aumenta en gran medida la produc-ción, facilitan el trabajo, pero también necesitan buenos es-

pecialistas en su manejo, estos deberán formarse comooperadores de maquinas automatizadas de soldadura y cer-tificarse en el manejo de cada una, si así lo exigen los pro-cedimientos aplicables.

ejemplo

El “operador de maquina orbital de soldadura TIG para tube-rías y calderas de vapor”, es un ejemplo de certificados de

aptitud





31

Unidad

? autoevaluación

1.Cuando interrumpimos bruscamente el arco de soldaduraTIG y por las altas temperaturas que se alcanzan, ¿Qué sepueden producir en la zona de interrupción?

a) Faltas de fusiónb) Grietas y fisuras de cráter.c) Sopladuras

2.Para el cebado del arco hay equipos que utilizan:a) Corriente pulsada.b) Polaridad inversa.c) Un arco piloto de alta frecuencia

3.El procedimiento de soldadura TIG se utiliza preferente-mente para cordones de:

a) Cordones de raízb) Pasadas múltiples

c) Cordones en descendente

4.¿Que tipo de unión origina menos tensiones? a) Unión a tope.b) Unión en ángulo.c) Las dos iguales

5.La soldadura TIG orbital y la soldadura TIG con varilla ca-liente, las enmarcaríamos dentro de……….





32

Unidad


1 b) Grietas y fisuras de cráter

2.c) Un arco piloto de alta frecuencia

3.a) Cordones de raíz

4.a) Unión a tope.

5.Técnicas especiales de soldeo TIG





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2Unidad



















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2Unidad




















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2Unidad


dón de soldadura.

















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2Unidad




















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2Unidad


















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2Unidad















39

2Unidad








Zona afectada térmicamente (ZAT): Zona adyacente a launión que se ve afectada por las altastemperaturas pero que no llega a fun-dir, en ella se pueden producir modifi-caciones estructurales y como conse-cuencia cambios en sus característi-cas mecánicas pudiendo ser propensoa desarrollar oxidaciones, grietas, ocondiciones desfavorables.





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2Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






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3

Soldadura


a r c o b a j o

g a s p r o t e c t o r c o

n e l e c t r o d o

n o c o n s u m i b

l e T . I .

G .

3 Materiales



SOLDADURA










Materiales


3

3 Unidad

Objetivos. ▌Clasificar electrodos de tungsteno, varillas de soldeo, y gasesde protección que se van a utilizar en una operación de soldeo

▌Reconocer los diferentes tipos de gases y sus posibilidades deaplicación

▌Explicar los parámetros de soldeo en función del proceso aemplear y materiales que se deben unir



Presentación.

La mayoría de los materiales ante el acometimiento de un agen-te externo se transforman. Frió, calor son algunos de estosagentes que generalmente se descuidan. La elección de unos

materiales adecuados permitirán que el proceso ejecutado seasatisfactorio.

La importancia de un defecto no comprobado sobre un materialpuede tener consecuencias negativas en un periodo de tiempoindeterminado

En esta unidad didáctica comprenderás la importancia que re-quieren los materiales así como los posibles defectos que segeneren en el proceso


• Metales de aportación.


• Transformaciones en los materiales.





Materiales


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3 Unidad

Metales de aportación.En el soldeo por el procedimiento TIG no siempre es necesariala aportación de material, en trabajos de chapa fina con unapreparación adecuada simplemente fundiendo los bordes sueleser suficiente, cuando la resistencia de la unión exige materialde aportación, este se alimenta generalmente de forma manualpero en determinados casos se puede automatizar.

El material de aportación manual se presenta en forma de vari-llas de diferente diámetro, y puesto que es un procedimiento que

se realiza en una atmósfera inerte, que no provoca reaccionesfísicas ó químicas en el baño, es decir no produce escorias, niproyecciones, ni cambios en la composición de la aleación, ge-neralmente deberá tener una composición igual ó similar al ma-terial base.

Los diámetros en que se presenta son 1; 1.6; 2; 2.4; 3.2; 4; 4.8mm, con una longitud de 900 mm.

Estas varillas obedecen actualmente a las siguientes especifica-ciones de la AWS (American Welding Society):

Varillas para aceros al carbono (AWS-A5.18): Estas varillas seclasifican en base a su composición química y propiedades me-cánicas del metal depositado.

Varillas de aportación paraTIG

Varillas para aceros de baja aleación (AWS-A5.28): Estas va-rillas se clasifican de acuerdo con su composición química ypropiedades mecánicas del metal depositado. Incluye las si-guientes clases:

Clase B: Aceros al cromo-molibdeno.

Clase Ni: Aceros al níquel.

Clase D: Aceros al manganeso-molibdeno.

Clase S: Aceros de baja aleación, no incluidos en las clases an-teriores.

Varillas para aceros inoxidables (AWS-A5.9): Estas varillas seclasifican de acuerdo con su composición química y propiedadesmecánicas e incluyen aceros en los que el cromo (Cr) excededel 4% y el níquel (Ni) no supera el 50% de la aleación.



Materiales


5

3 Unidad

Con la finalidad de obtener uniones sanas, sin defectos es muyimportante que el material se mantenga en su paquete originalhasta el momento de ser utilizado para preservarlo de contami-

naciones ya sea en forma de humedad, polvo ó suciedad.

Insertos consumibles.

Son varillas con una forma muy determinada que en lugar deaportarlas como las cilíndricas normales, se colocan sobre losbordes de los biseles y se utilizan fundamentalmente en las pa-sadas de raíz de tuberías, depósitos a presión, estructuras etc.,trabajos donde se requiera una gran calidad, y sean de difícil

accesibilidad ó para facilitar el trabajo del soldador/a.

Figura 1



Materiales


6

3 Unidad

¡ recuerdaLas varillas de aportación deberán estar siempre en perfectoestado y ser de las calidades y tamaños adecuadas deacuerdo a las especificaciones del procedimiento

ejemplo

Para soldar un acero inoxidable aisi 304 L , las varillas deaportación serán del mismo material o ligeramente superior

Gases de protección.

En el procedimiento de soldadura TIG, se utilizan como gasesde protección fundamentalmente el argón y el helio o bien mez-clas de estos.

Los caudales suelen utilizar para el argón, son entre 7 y 14 L/min, y para el helio por su baja densidad entre 14 y 24 L /min.Un empleo excesivo de gas de protección provoca turbulenciasy favorece la entrada de aire y si este es escaso puede no llegara proteger en su totalidad el baño o la propia punta de la varilla.

En procesos totalmente automatizados se emplea Helio o mez-clas ricas de este gas por su mayor poder calorífico , de formaque se aumentan considerablemente las velocidades de soldeo.Botella de gas argón con an-

torcha TIGEn este proceso se suele emplear muy habitualmente métodosde protección de la raíz llamados purgas con gas de respaldo.

Este gas de respaldo es suministrado sobre la raíz para prote-gerla durante el soldeo, es necesario en materiales como el ace-ro inoxidable y en la mayoría de los materiales no férreos, tam-bién cuando se utilizan algunos insertos consumibles, no es ne-cesario en aceros al carbono ni en los de baja aleación.

Los gases de respaldo más utilizados son:

Argón ó mezclas de argón + helio para metales afinescon el oxígeno, como el titanio.



Materiales


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3 Unidad

Para otros metales:

Argón + nitrógeno.

Argón + hidrógeno.

Nitrógeno.

Nitrógeno + hidrógeno.

Para la parte superior de depósitos, tuberías de gran diámetro ópiezas esféricas suele emplearse helio por su baja densidad.

Para suministrar el gas de respaldo en el soldeo de chapas seutilizan dispositivos como el de la figura 2

Figura 2

Para tuberías se emplean obturadores expansibles, tapones in-flables, discos de papel soluble, cartón ó madera ajustados por

medio de cintas adhesivas y colocados lo más cerca posible dela soldadura para dejar el menor volumen posible a purgar.Siempre se debe prever un tubo de entrada y otro de salida paraevitar un aumento de presión en la zona de purga. Las costurasse taparán con cinta adhesiva que se ira retirando a medida quese vaya realizando la soldadura.



Materiales


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3 Unidad

Figura 3

Soldeo T.I.G. de los metales y aleacio-nes más usuales.

La técnica para el soldeo TIG de los siguientes materiales esprácticamente la misma:

Alumin io .

Magnesio.

Cobre.

Aceros inoxidables.

Aceros al carbono.

Aceros débi lmente aleados.

En general, en el soldeo de estos metales, el procedimiento TIGresulta más fácil y da mejores resultados que los métodos clá-sicos con llama oxiacetilénica, o con electrodos revestidos.



Materiales


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3 Unidad

Las particularidades a tener en cuenta en el soldeo TIG de ca-da uno de estos metales, se describen en los apartados siguien-tes.

Alumin io

Las aleaciones para forja, de las series 1 000, 3 000 y 5 000,son fácilmente soldables. En cuanto a las bonificables, de lasseries 2 000, 6 000 y 7 000, también pueden soldarse, pero exi-gen temperaturas de trabajo más altas y mayores velocidadesde soldeo.

Para evitar la fisuración en el soldeo de estas aleaciones, se re-comienda el empleo de varillas más ricas en elementos dealeación que el metal base.

Siempre que sea posible, se recomienda el soldeo en horizon-tal, pues simplifica la operación y permite obtener una calidadmás satisfactoria.

Es conveniente el empleo de soportes de cobre, especialmenteen el soldeo de espesores inferiores a 3 mm. En la mayoría delos casos, el porta electrodos se desplazará en línea recta, a lo

largo de la junta, sin ningún tipo de balanceo lateral.

Los mejores resultados se obtienen soldando con corriente al-terna y alta frecuencia, y protegiendo con argón.

Magnesio

Desde el punto de vista del soldeo, el magnesio presenta unascaracterísticas comparables a las del aluminio. Por ejemplo,ambos metales tienen:

Una elevada conductividad térmica.

Bajo punto de fusión.

Gran coeficiente de dilatación.

Se oxidan rápidamente.

La soldeo TIG del magnesio admite distintas variantes en cuantoal gas de protección y tipo de corriente utilizados:



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3 Unidad

La corriente continua con polaridad inversa, y con proteccióna base de helio, produce cordones anchos y de pequeña pene-tración, con una zona térmicamente afectada relativamente am-

plia.

La corriente alterna, con alta frecuencia y con protección abase de argón, helio o mezclas de ambos gases, se aplica a lasoldadura de hasta unos 6 mm de espesor. Tanto la corrientecontinua con polaridad inversa, como la corriente alterna, produ-cen una excelente acción de limpieza sobre el baño de fusión.

La corriente continua con polaridad directa, protegiendo conhelio, da lugar a un arco de gran poder de penetración, pero noejerce la acción de limpieza sobre el baño. Esta técnica se em-

plea en la soldeo automático de uniones a tope, sin achaflanarlos bordes, hasta unos 6 mm de espesor.

Cobre y aleaciones,

El cobre desoxidado es el que se emplea normalmente para lasfabricaciones soldadas. El procedimiento TIG se adapta perfec-tamente al soldeo del cobre y de sus principales aleaciones:

Latón.

Bronce.

Aleaciones cobre-níquel.

Cobre-aluminio.

Cobre-silicio.

Cobre-berilio.

Normalmente se utiliza la corriente continua con polaridad di-

recta. Sin embargo, para el soldeo de las aleaciones cobre-berilio, y para el soldeo de otras aleaciones, en espesores infe-riores a 1 mm, suele recomendarse la corriente continua enpolaridad inversa, o la corriente alterna con alta frecuencia.

Para el soldeo de piezas de espesores superiores a 6 mm esnecesario precalentar a una temperatura de 145 a 200º C. Latécnica de soldeo a izquierdas es la que suele dar mejores resul-tados.



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3 Unidad

Para el soldeo del cobre, y de sus aleaciones, hay que asegu-rarse de que existe una buena ventilación en la zona de trabajo. Los humos derivados de la soldeo de estos materiales son de

gran toxicidad, por lo que resulta imprescindible un buen sistemade ventilación.

Aceros inoxidables

Los aceros inoxidables y especialmente los de la serie 300, sonperfectamente soldables por el procedimiento TIG. El soldeopuede realizarse con, corriente continua y polaridad directa,que es la utilizada normalmente.

Cuando se emplea materiales de aportación, la varilla debe seralgo más rica en cromo que el metal base.

Aceros al carbono

El procedimiento TIG está siendo cada vez más utilizado en elsoldeo de aceros ordinarios y débilmente aleados. Esto se debea la gran facilidad operatoria del procedimiento, y a su mayorpoder protector contra la contaminación atmosférica. No obstan-te, por razones de tipo económico, su aplicación se limita alcampo de los espesores f inos, en espesores gruesos se utiliza

para la primera pasada llamada pasada de raíz.

En el soldeo TIG de estos metales, cuando se realizan sin metalde aportación, pueden aparecer pequeñas picaduras en la su-perficie del cordón. Este pequeño defecto puede eliminarse fá-cilmente frotando la superficie del cordón con una mezcla depolvo de aluminio y alcohol metílico. Normalmente, cuandose suelda con material de aportación, éste contiene los desoxi-dantes adecuados para evitar estas pequeñas sopladuras. Re-cordar que las varillas utilizadas en soldeo oxiacetilénico no sonadecuadas para el soldeo TIG.

Penetraciones en tuberíacon TIG

Los aceros de alto contenido en carbono , también puedensoldarse por el procedimiento TIG. No obstante, exigen:

Precalentamientos.

Técnicas operatorias adecuadas.

Tratamientos posteriores para atenuación de tensiones.



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3 Unidad

Estos aceros son muy sensibles al aumento del tamaño del gra-no, y si no se toman las precauciones oportunas, la zona de sol-dadura quedará frágil y con pequeña resistencia y ductilidad. Es-

te inconveniente puede corregirse mediante un tratamiento tér-mico posterior, un alivio de tensiones, para afinar el grano,pero esta solución supone, evidentemente, un aumento notableen los costos de fabricación.

Los aceros muy ricos en carbono no suelen soldarse por elprocedimiento TIG. Esto se debe a que el calentamiento necesa-rio para realizar el soldeo produce modificaciones estructuralesque disminuyen notablemente las características mecánicas delmaterial.

Cuando se trata de reparar piezas rotas, suele aplicarse unatécnica de soldadura heterogénea. En este caso, el calenta-miento no es suficiente para afectar la estructura metalúrgica delmaterial.

¡ recuerdaNo todos los materiales exigen el mismo tipo de corrientehay diferentes posibilidades y deberás seleccionar la más

adecuada para cada material.

ejemplo

Para Aluminio y Magnesio, se utiliza corriente alterna y paralos diferentes tipos de aceros corriente continua polaridad di-recta, es decir la pistola conectada al polo negativo



La recomendación ISO 581/80 define la soldabilidad diciendoque: “Un metal se considera soldable en un grado prefijado por



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3 Unidad

un procedimiento determinado y para una aplicación específica,cuando mediante una técnica adecuada se pueda conseguir lacontinuidad metálica de la unión, de tal manera que ésta cumpla

con las exigencias prescritas con respecto a sus propiedades lo-cales y a su influencia en la construcción de que forma parte in-tegrante”.

La soldabilidad de un material determina su aptitud para ser sol-dado.Pieza soldada correcta-

mente


La composición química del material base, del aportado, y las

temperaturas a que han estado sometidos durante el proceso desoldeo tienen una influencia decisiva sobre la estructura meta-lúrgica, y como consecuencia, en el comportamiento del conjun-to soldado, tanto desde el punto de vista mecánico como frentea la corrosión. Por lo tanto se pueden definir tres zonas muy ca-racterísticas en una unión soldada:


Metal de soldadura, zona que se corresponde con el metal fun-dido durante la operación de soldeo y en el que su estructura ycomposición química varían en función del material base y losaportados.

Zona afectada térmicamente (ZAT), es la zona adyacente a launión que se ve afectada por las altas temperaturas pero que nose llega a fundir, en ella se pueden producir modificaciones es-tructurales y como consecuencia cambios en sus característicasmecánicas pudiendo ser muy propensa a desarrollar oxidacio-nes, grietas, o condiciones desfavorables. En general es desea-

ble una ZAT estrecha.



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3 Unidad

Figura 4

Aporte térmico.




Dilución.

Es la proporción en la que el metal base contribuye junto al me-

tal de aportación en la composición del cordón de soldadura.

Pieza soldada


% Dilución = [ B / (A + B) ] * 100



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3 Unidad


Figura 5

¡ recuerda

En toda unión soldada hay además de los materiales a unir,el material de aportación, las zonas diluidas y las zonasafectadas por el calor ZAT que también sufren transforma-ciones estructurales


En algunos materiales que presentan problemas de soldabilidad

y en ocasiones por las condiciones climáticas derivadas de laépoca del año o de la situación en que se desarrollen las labo-res de soldadura, se precisa precalentar a ciertas temperaturaslas piezas que van a ser soldadas, así como retrasar o alargarlos enfriamientos de forma controlada.



Punteado de una junta



Eliminar la humedad que pudieran tener los materiales asoldar.



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3 Unidad


Precalentar las piezas es muy costoso hay que disponer deequipos apropiados, se consume corriente eléctrica, gases y seemplea tiempo, además de dificultar las operaciones de soldeo,en ocasiones la temperatura que deben soportar los/as soldado-res/as es muy elevada. Por lo tanto cuando se especifica un de-terminado precalentamiento es porque es necesario para con-seguir una determinada calidad final del trabajo debiendo se-guirse estrictamente las instrucciones dadas en el procedimiento(WPS).







Mejorar alguna propiedad o característica de la soldadurao de las ZAT.




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3 Unidad



Cuando calentamos un material y posteriormente lo dejamosenfriar libremente, este en principio se dilata es decir aumentasu volumen y después se contrae, diminuye el mismo, estadisminución es superior a la dilatación inicial, de forma que pro-voca una deformación en la pieza.



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3 Unidad




ejemplo

Por medio de estas líneas de calor, se realiza el conformadodel casco de los barcos

¡ recuerdaCuando calentamos un material se dilata y al enfriarse secontrae, esta contracción es superior a la dilatación de haysurgen las deformaciones y las tensiones por soldadura.



Contracción longitudinal , que se produce en el sentido longitu-dinal a lo largo de toda la pieza, produce deformaciones como lade la figura 6.



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Figura 6


Figura 7


Figura 8






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3 Unidad




En uniones a tope y con el fin de reducir la cantidad demetal de soldadura:

La separación en la raíz será la mínima pero que garanti-ce una buena accesibilidad del material y por lo tanto unabuena penetración.


Se utilizarán preparaciones en U en lugar de V cuando elespesor de la pieza sea elevado.

Si hay acceso por ambos lados y el espesor es muygrueso, aun siendo mas caras se preferirán las prepara-ciones en doble U y doble V.

En uniones en ángulo se deberá reducir el aporte térmicoy el cuello de la soldadura teniendo en cuente que esteno sea inferior al especificado.



Predeformar elásticamente las piezas en sentido contrarioa la deformación prevista.

Estimar la deformación que se vaya a producir durante lasoldadura y colocar las piezas de forma que compensen

dichas deformaciones.

Embridar las piezas de forma que se la deformación seamínima.

Este último método es el peor puesto que facilita la apari-ción de tensiones internas y obliga en determinados ca-sos a efectuar un alivio de tensiones posterior, si bien losanteriores son más difíciles de aplicar.



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3 Unidad

Proceso de soldeo.

Si queremos evitar las deformaciones o minimizarlas en lo posi-

ble tendremos que:

Realizar en primer lugar las soldaduras que provoquen la mayorcontracción.

Reducir al mínimo el aporte térmico, para ello soldaremos de laforma más rápida posible.

Para evitar un enfriamiento rápido, precalentaremos las piezas,sobre todo cuando los espesores sean gruesos, este métododebe emplearse con mucho cuidado teniendo en cuenta que en

algunos materiales puede ser perjudicial.

Las uniones se realizarán de forma que se emplearán los mayo-res diámetros posibles en electrodos, hilos o varillas y así redu-cir al mínimo las pasadas.

Progresar de forma simétrica, de forma que las distintas pasa-das se contrarresten entre sí en uniones en ángulo, así como atope en doble V o U

Concentración de soldadura

ejemplo

En ocasiones es conveniente el contar con soldadores/aszurdos/as para hacer más sencillas las progresiones y con-trarrestar las soldaduras de los/as soldadores/as diestros/as

¡ recuerda

Seguir las indicaciones dadas por los responsables de sol-

dadura en cuanto a la realización y progresión de los trabajos, de esta forma minimizarás las deformaciones y tensio-nes.


Si entendemos la calidad como la respuesta correcta a unas ne-cesidades, para hablar de calidad de un producto es necesario



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3 Unidad

fijar previamente los requisitos exigibles. En otras palabras, espreciso disponer de un modelo que nos sirva de referencia.

En el caso de la soldadura, vamos a tomar como referencia unasoldadura ideal que nos permita definir como imperfecciones to-do lo que se desvíe de este modelo. La valoración de las imper-fecciones para ver si la soldadura es aceptable no será la mismaen todos los casos, sino que dependerá del nivel de exigenciadel producto que se va a fabricar.

Imperfección.



Defecto.







Faltas de fusión, empalmes defectuosos, faltas de penetración,inclusiones de escoria, inclusiones metálicas no deseables, po-rosidades, mordeduras, faltas de material, cráteres, sobre espe-sor excesivo, penetración excesiva (descolgamiento), proyec-ciones, desbordamientos, deformaciones excesivas, desnivel en

los bordes







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3 Unidad





Imperfección. "Falta de perfección. Desviación con relación a un modelo quese considera como perfecto".

En el caso de la soldadura, se consideran imperfecciones lasdefinidas anteriormente: porosidades, faltas de fusión, empal-mes defectuosos etc

La falta de perfección no implica necesariamente que el produc-to en cuestión no sea válido para cumplir la finalidad que se pre-

tende. Así, las diferentes imperfecciones estudiadas en el apar-tado anterior pueden ser admisibles en muchas construccionessoldadas.





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3 Unidad

Defecto.

"Falta en las cualidades exigibles a un producto". La presencia

de defectos supone que el producto tiene imperfecciones quepueden comprometer su seguridad o funcionamiento correcto, y,por tanto, no son admisibles.

También podemos definirlos como "imperfecciones lo suficien-temente importantes como para motivar la no validez del produc-to" Otra acepción de la palabra defecto es "aquello que expre-samente se defina como tal”.

¡ recuerdaLas imperfecciones y los defectos no conllevan el mismo tra-tamiento, las imperfecciones pueden ser admisibles, los de-fectos hay que sanearlos.

ejemplo

Para un trabajo determinado y en función de la severidad delcódigo aplicable a dicho trabajo, se consideran defectuosasaquellas uniones soldadas en las que aparezcan porosida-des esféricas cu o diámetro sea su erior a 3 mm




La valoración de las imperfecciones para determinar si llegan aser motivo de rechazo no puede hacerse con carácter general,sino que depende de factores como:


La orientación.




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3 Unidad


Y sobre todo, nivel de exigencia, muy condicionado por el

tipo de aplicación y la trascendencia del posible fallo.Como una primera aproximación, suelen considerarse muy gra-ves las grietas y las faltas de fusión.

Es importante señalar que la importancia de una imperfecciónno siempre es proporcional a su tamaño. Así, pequeñas grietascon una orientación peligrosa, pueden ser mucho más gravesque otras imperfecciones más espectaculares. También en sol-dadura como en muchos otros campos de pequeñas causaspueden derivarse grandes efectos.

Área total de cordón de sol-dadura provoca tensiones En cualquier caso, imperfecciones que pueden ser admisibles

en algunas aplicaciones, resultarían totalmente inadmisibles enotras.

ejemplo




Fisuras o Grietas.

Pequeñas roturas en alguna zona de la junta. Pueden situarseen el cordón o en sus inmediaciones. Aunque afloren a la super-ficie de la pieza, su abertura suele ser tan pequeña que, nor-malmente, no se perciben a simple vista



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Faltas de fusión:

El metal de aporte se ha depositado sobre metal base no fundi-do, por lo que no llega a producirse la unión intima entre ambos.Puede ocurrir entre el cordón y metal base, o entre dos cordo-nes sucesivos







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3 Unidad

Otras inclusiones

Metálicas: por ejemplo, intrusiones de tungsteno por fusión del

electrodo en soldeo TIG

Porosidades:

Inclusiones de gas en el cordón de soldadura. También llama-das sopladuras. Pueden tomar distintas formas y tamaños

Mordeduras:


Faltas de material:




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Cráteres:

Pequeñas depresiones que tienden a quedar cuando se inte-

rrumpe el soldeo, debidas a la contracción que experimenta elmetal al solidificarse

Sobre espesor excesivo:

Aunque pueda pensarse que contribuya a mejorar la resistencia,no suele ser así. Además, exige soldar más de lo necesario

Penetración excesiva:

También constituye una imperfección que suele obligar a dar re-toques para eliminar el material sobrante

Desbordamientos:

El material aportado cae sobre una de las piezas por acción dela gravedad



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La soldadura provoca deformaciones que hay que procurar re-ducir al mínimo posible

¡ recuerda

Toda soldadura realizada por el procedimiento TIG debe es-tar perfectamente protegida a trabes de un gas inerte por lacara de la soldadura y en ocasiones por el tipo de material asoldar y por el tipo de junta también se deberá proteger elreverso por medio de purgas, para ello hay dispositivosapropiados



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3 Unidad

? autoevaluación

1.Para realizar soldaduras con aportación de material en elprocedimiento TIG esta aportación se realiza por medio de:

a) Bobinas de hilo continuo.b) Varillas recubiertas con fluxc) Varillas desnudas e insertos consumibles

2.¿Cual de estos gases tiene una baja densidad?, es decirpesa menos

a) Oxigenob) Helioc) Argón

3.En procesos automatizados y para aumentar la velocidad

de soldeo es más útil la utilización de gas......

4.Los métodos de protección de la raíz para determinadosmateriales se les conoce con el nombre de

5.Que significa ZAT



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1.Varillas desnudas e insertos consumibles

2.Helio

3.Helio

4.Purgas

5.Zonas afectadas térmicamente



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dón de soldadura.















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Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




3 S


a r c o b a j o

g a

s p r o t e c t o r c o

n e l e c t r o d o

n o c o n s u m i b

l e T . I .

G .

Soldadura




SOLDADURA












3

4Unidad




▌Describir las normas de uso de Prevención de Riesgos Labora-les EPI‘s y Medio Ambiente aplicables durante el proceso desoldeo por arco con electrodo revestido.

Presentación.

La responsabilidad forma parte del proceso de soldeo. Cadaproceso exige unos valores actitudinales en prevención, seguri-dad y medio ambiente.


En esta unidad didáctica aprenderás a entender la importanciade realizar correctamente tu función y asegurar los procedimien-tos adecuados



• Proceso de inspección de soldaduras.

• Procedimientos específicos de soldeo W.P.S.

• Seguridad específica relacionada con el proceso de soldeo.





4

Unidad

Control y calidad de las uniones soldadas

Calidad.






Pieza inspeccionada por lí-quidos penetrantes









5

Unidad



Pieza soldada




Diseño.











6

4Unidad




Compras.














7

Unidad


Identificación de las especificaciones, normas y códigosaplicables, en la producción así como en la supervisión ycontrol.




Elaboración de un (WPS procedimiento específico de sol-dadura), calificado, donde se recojan todas las variablesrequeridas para asegurar la repetitividad de un trabajoespecifico.

¡ recuerdaLa calidad no se improvisa, se consigue mediante la aplica-ción de los procedimientos en todas las fases del proceso defabricación de un producto

La aplicación estricta para un trabajo, de un WPS calificado,

(procedimiento específico de soldeo) garantiza la calidad yrepetitividad del mismo

ejemplo

La inspección.

La norma UNE 66001-88 la define así: Acción de medir, exa-minar, ensayar o verificar una o varias características de unproducto o servicio y de compararlo con los requisitos es-pecificados a fin de establecer su conformidad.





8

Unidad

En cuanto a la inspección de las uniones soldadas, podría defi-nirse como el conjunto de actividades encaminadas a asegurarun determinado grado de fiabilidad de un conjunto soldado, me-

diante la verificación del mismo por medios adecuados durantelas diferentes fases del proceso productivo.

El convencimiento de la importancia de inspeccionar estos conjuntos soldados, ha sido la causa de que en todos los países in-dustrializados, se hayan publicado códigos, normas y especifi-caciones relativos a su construcción e inspección, y en la mayo-ría es la propia administración la que establece la obligatoriedadde construir e inspeccionar bajo ciertas normas.

Al mismo tiempo las industrias se han concienciado de esta ne-

cesidad, creando sus propias normas o instrucciones y han es-tablecido los procedimientos de fabricación e inspección necesa-rias para que los productos o equipos por ella fabricados, cum-plan los requisitos de seguridad que los organismos, nacionaleso internacionales, fijan para el buen comportamiento en serviciode las construcciones soldadas.


De la definición anteriormente expuesta, se deduce que el prin-

cipal objetivo, durante la inspección de soldaduras es, el deter-minar el grado de fiabilidad del conjunto inspeccionado.

Esto no supone que dicho conjunto soldado una vez inspeccio-nado y aprobado, se encuentre totalmente libre de defectos, du-rante la inspección, se pueden detectar imperfecciones y des-viaciones sobre los requisitos establecidos, unos habrá que sa-near y volver a repasar con soldadura y otros que por importan-cia o situación no representen riesgo ni influyan en el compor-tamiento futuro del conjunto a pesar de su existencia se obvia-rán.

La inspección se debe realizar en relación a unas exigencias,establecidas en códigos o normas aplicables al trabajo realiza-do y son, estos mismos documentos los que en ocasiones a“priori” permiten ciertas anomalías o desviaciones respecto alideal de cero defectos, lo cual no es imposible, pero tampoco esnormalmente exigido.Inspección del biselado

Indudablemente el control de calidad incrementa el costo finalde la soldadura, por lo que al solicitar un nivel de calidad no sepuede olvidar el factor económico, en cualquier caso este siem-





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4Unidad

pre se puede calcular con un margen mínimo de error, pero si nodisponemos de un control de calidad adecuado ¿Quien puedecalcular el coste de no tenerlo?


Una vez definido que un determinado trabajo se ha de sometera un control de inspección, este se debe planificar y dejar refle- jado en documentos escritos, aspectos tales como, quien ha deinspeccionar el trabajo, cómo lo ha de hacer, cuando, en que fa-se del proceso se debe realizar, que proceso de trabajo han deseguir los rechazos, etc.,






Procedimientos de soldeo, alcance, ensayos de cualificación,requerimientos como aporte térmico, precalentamientos, trata-mientos térmicos.

Cualificación de los/as soldadores/as, alcance, ensayos de cuali-

ficación, periodos de validez de la cualificación.Medios, características y estado de conservación de las máqui-nas y equipos auxiliares a utilizar.






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Control de la velocidad de enfriamiento, tratamientos térmicos.Dimensionado y aspecto exterior de la soldadura.

Deformaciones.


Podemos observar según lo expuesto anteriormente, que la pre-paración de la soldadura es fundamental, y en ello está la clavedel éxito, y esto lo saben bien los responsables de soldadura y

los/as soldadores/as, todos los esfuerzos que se dediquen apreparar la unión correctamente, facilitarán su labor y se veránrecompensados con uniones libres de imperfecciones, y con elconsiguiente ahorro en reparaciones y rechazos.

¡ recuerdaLas inspecciones son necesarias y no solo sobre los trabajos terminados, sino que esta se debe aplicar en todas las

etapas del proceso de producción de dichos trabajos

Algunas de estas etapas son:

ejemplo







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4Unidad


Como consecuencia de la operación de soldeo pueden produ-

cirse imperfecciones de distintos tipos. Las faltas de homoge-neidad en algunas propiedades, como la resistencia, o la resi-liencia, sólo pueden detectarse mediante ensayos destructivos,(E N) con los conocidos inconvenientes del elevado costo y ladestrucción de las piezas objeto de ensayo.





Inspección visual

Control dimensional










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Inspección visual.











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Figura 1

Un inconveniente de la inspección visual quizás más grave quesu incapacidad para "ver" imperfecciones internas, es el riesgode que sea muy subjetivo. Para evitarlo en lo posible, convienerealizarlo de acuerdo con una norma* o un documento estable-cido previamente, en el que se especifiquen, de forma precisa,las imperfecciones que se consideran como motivo de rechazo.



Normalmente, el cordón de soldadura que resulta de una opera-ción de soldeo no suele ser una obra de gran precisión en lo quese refiere a medidas. No obstante, esto no quiere decir que lasmedidas no tengan ninguna importancia. En algunos casos, por

no ser respetuosos con las medidas especificadas en los planosde la obra se suelda mucho más de lo necesario, con la consi-guiente repercusión en consumos de metales de aporte, tiemposde soldeo, deformaciones, etc.






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Figura 2

Figura 3






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Figura 4




Sea, por ejemplo, la grieta de la pieza de la figura 5(a), suficien-temente larga y profunda como para constituir un defecto pre-ocupante, pero cuya abertura es tan pequeña que no se observaa simple vista.

Esta situación es la normal en el caso de grietas. Aparentemen-

te, la superficie de la pieza no presenta ninguna anomalía ob-servable, pero el defecto está allí.Inspección por líquidos pe-

netrantes


Limpieza de la superficie, que se va a examinar: de forma que,si hay alguna imperfección que aflore al exterior, su entrada noquede oculta por alguna suciedad.

Cubierta esta fase, la superficie de la pieza está limpia, pero suapariencia es la misma de antes, no presentando ninguna ano-malía observable.





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Figura 5 (a)

Aplicación del líquido penetrante, sobre la superficie que seva a controlar se aplica un líquido muy fluido, capaz de penetrarpor aberturas muy estrechas. En los comienzos de la aplicaciónde esta técnica se utilizaba petróleo. Normalmente es de colorrojo y puede aplicarse en forma de spray, con brocha, por in-mersión de la pieza en un recipiente que lo contenga, etc. Hayque esperar unos minutos para que tenga tiempo de infiltrarseen las posibles imperfecciones.

Al final de esta fase la superficie de la pieza aparece pintada derojo y las imperfecciones, si las hay, estarán llenas de líquidopenetrante. Tampoco se observa ninguna anomalía.

Figura 5 (b)





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Figura 5 (c)


Figura 5 (d)





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Figura 5 (e)




Al final del ensayo, en el fondo y en las paredes de la grietasiempre queda algo de líquido que se reseca y no es extraídopor el revelador. Si se repite el ensayo puede ocurrir que el de-

fecto llegue a quedar enmascarado por residuos de penetrante yno dé indicaciones en ensayos posteriores.







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Figura 6

Si la pieza en cuestión presenta alguna anomalía, por ejemplouna grieta, el flujo magnético experimenta una distorsión en lasinmediaciones de la misma, creándose un campo de fuga quese propaga a través del aire.


Al apoyar los dos polos de un imán sobre la superficie a contro-

lar se crea un campo magnético que circula a través de la pieza. A continuación se espolvorea la superficie con polvo de hierro fi-namente dividido (partículas magnéticas). Si hay alguna anoma-lía el campo se distorsiona y provoca una acumulación de partí-culas que sigue la trayectoria de la imperfección. Es como si laspartículas de hierro trataran de cubrir la falta de material que sepresenta en esa zona Para mejorar la visión, las partículas sue-len ir coloreadas.





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Figura 7

Mediante esta técnica pueden detectarse imperfecciones super-ficiales y profundas, siempre que no estén muy lejos de la super-ficie. Esto supone una mejora con relación a los líquidos pene-trantes. Como contrapartida, no detecta grietas u otras imper-fecciones que estén orientadas en la dirección del campo.


Sólo es aplicable a los materiales magnéticos y presenta algu-nas dificultades para el control en posiciones en las que no sesostengan las partículas. La magnetización de la pieza puederealizarse mediante imanes permanentes o, más frecuentemen-





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te, mediante electroimanes. En la figura 8 se muestra la aplica-ción de uno de estos dispositivos, también llamados yugos.


Figura 8








En muchos casos, cuando se habla de radiografía industrial sue-le hablarse de rayos X sin entrar en más matizaciones, cuando





22

4Unidad

lo más probable es que lo que se haya utilizado realmentehayan sido rayos gamma.


No son visibles.

Son capaces de atravesar materiales opacos a la luz. No obs-tante, esta propiedad tiene sus límites. A medida que penetran através del material, las radiaciones se van atenuando (van per-diendo "fuerza"). Si la pieza es muy gruesa o de gran densidad,puede ocurrir que no sean capaces de atravesarla, salvo que setrate de radiaciones muy penetrantes, En cualquier caso, la ra-

diación que emerge por la cara posterior siempre es más débilque la que incide sobre la pieza.


Son peligrosas para las personas, por lo que hay que tomar mu-chas precauciones en su manejo.


Para su observación se coloca una película fotográfica debajode la misma, protegida con una funda de plástico para que no lavele la luz, y se aplica sobre la cara superior una radiación deuna cierta intensidad (la misma en todos los puntos).

Los rayos X van atravesando el material y emergen por la carainferior con menos "fuerza". En las partes sanas la radiación tie-ne que atravesar mucho material y sale muy debilitada, por lo

que impresiona poco la película, que queda bastante clara enestas zonas. Sin embargo, donde está localizada la grieta, elespesor es mucho menor.

En cuanto al poro, constituye una inclusión menos densa. Comoconsecuencia, la radiación pasa con mayor facilidad, emergien-do por la cara inferior con mayor energía. La película queda muyimpresionada en estas zonas, lo que provoca su ennegrecimien-to.





23

Unidad

Figura 9

¡ En resumen




Utiliza como medio, los ultrasonidos, ondas de la misma familiaque el sonido y, por tanto, con las siguientes propiedades:





24

Unidad

Se propagan a través de medios materiales: aire, acero, agua,etc.


EcoEco

E


Figura 10

Cuando en su recorrido se encuentran con alguna barrera, unaparte se refleja, dando lugar a lo que conocemos como el eco,

un ultrasonido se propaga a través de una pieza de acero hastaque llega al final de la misma. En este punto se refleja, produ-ciéndose un eco que vuelve en sentido contrario. En el recorridode ida y vuelta empleará un cierto tiempo, que se puede contro-lar y medir con bastante precisión.

Figura 11

Si se repite la experiencia en una pieza similar, pero que tieneuna grieta justo en la mitad del recorrido, el ultrasonido encon-trará esa barrera y se producirá el correspondiente eco . Ahora,el recorrido de ida y vuelta es mucho menor, con lo que también





25

Unidad

disminuye el tiempo empleado en recorrerlo. La observación deque el ultrasonido vuelve antes de lo previsto nos indica lapresencia de una superficie reflectora en una zona que debiera

estar sana: nos indica la presencia de una imperfección.


S1

S1

S1

S2

Pieza ainspeccionar

Grieta

(a) (b) (c)

(a)

S1

S2 S1

(c)(b)

S1

Figura 12

La emisión y detección de los ultrasonidos se realiza con unospalpadores que hacen las veces de emisor y receptor . Duran-te un corto periodo de tiempo emiten ultrasonidos que se trans-miten a través de la pieza. Inmediatamente, el palpador deja de

emitir y se queda a la escucha, esperando la vuelta del eco.Tanto la emisión como el eco se recogen en forma de picos enla pantalla.






26

Unidad

Figura 13

Figura 14

¡ recuerda

Que hay diferentes métodos de inspeccionar los trabajos desoldadura, el empleo de unos u otros depende de la impor-

tancia de dichos trabajos y de las normas y códigos a queestén sujetos para su construcción y futuros trabajos


ejemplo





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4Unidad

Proceso de inspección de soldaduras.


PROCESO DESIGNACION

EN

DESIGNACION

AWS.


111 SMAW


114 FCAW


121 SAW


131 GMAW


135 GMAW


136 FCAW


141 GTAW


Uniones.






28

Unidad



Punteo y limpieza de launión a soldar Grupos de materiales.






Dimensiones.

La prueba de cualificación del soldador/a deberá basarse en elespesor del material, en que trabajará el/la soldador/a durante lafabricación, es decir, espesor de la chapa o de la pared del tubo,y diámetros de los tubos. Se requiere una prueba de cualifica-

ción por cada uno de los rangos de espesor y de diámetros enque quiera cualificarse.







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4Unidad

Precalentamiento.




Gases.





Técnica de soldeo.







30

Unidad






Normalmente cada prueba califica para un proceso, un cambiode proceso requiere una nueva prueba de cualificación. Sin em-bargo es posible que un soldador/a se cualifique en más de unproceso con una sola prueba.

ejemplo

Ejecución correcta de una prueba de cualificación que re-produzca la unión multiproceso, de una pasada de raíz conTIG (141) sin respaldo y a continuación rellenos y peinadocon electrodo revestido (111), dentro de los límites delrango de cualificación

Pieza punteada para sol-dar








31

4Unidad

Es una guía a seguir para el/la soldador/a manual u operador/ade máquina automática, describe los parámetros a utilizar y elresto de las condiciones, debe estar soportado por uno o varios

PQR,





Cualificación (homologación) de Solda-dores/as. (WPQ).

Welder Performance Qualification.

Debemos entender la palabra cualificar, como valoración de ap-titud, de modo que un soldador/a cualificado es aquel que des-pués de haber superado unas pruebas ha demostrado tenerunos conocimientos y habilidades concretas, en el lenguaje coti-diano, se utiliza el término homologación.

El certificado de cualificación u homologación, es el documentoescrito donde se registran las condiciones de las pruebas reali-zadas por el/la soldador/a, el resultado de las mismas, y los ti-pos de soldadura para las que el/la soldador/a queda certificadou homologado. En el certificado quedan reflejados todos aque-llos datos que demuestran la aptitud del soldador/a por haberdemostrado su competencia, bajo las variables y los condicio-namientos de un WPS ya calificado.





32

4Unidad

Certificación.

El certificado de cualificación será establecido para confirmar

que el/la soldador/a ha superado con éxito la prueba de califica-ción. En este certificado quedarán recogidos todos los paráme-tros de soldeo aplicados durante la prueba. Si el/la soldador/ano supera cualquiera de los ensayos establecidos, no se emitiráel certificado.


Tanto la prueba práctica como la de evaluación de conocimien-

tos se califican como “ Aceptable” o “No ensayado”.


Periodo de validez.

La validez del periodo de la cualificación comienza en la fechaen que se completaron satisfactoriamente todos los ensayos re-

queridos.La cualificación del soldador/a tendrá validez por un periodo dedos años, siempre que quien le contrata o su coordinador/afirme el correspondiente certif icado a intervalos de seis me-ses y se cumplan, además las siguientes condiciones.









33

Unidad

Renovación.

La validez de la cualificación puede ser extendida y renovada

sucesivamente por periodos de dos años, a condición de que sesatisfagan las siguientes condiciones.




Normas y códigos.





¡ recuerdaQue siempre que los trabajos estén sujetos a un procesoespecifico de soldeo WPS, se deberán seguir estrictamentelas variables establecidas en el mismo, por personal cualifi-cado y certificado





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4Unidad

Seguridad especifica relacionada con el proceso desoldeo.

Normas de seguridad e higiene en sol-dadura.

La soldadura constituye uno de los procesos en los que intervie-nen mayor cantidad de variables a tener en cuenta a la hora dela seguridad de las operaciones. Esto es así porque hasta en elmás sencillo proceso de soldeo actúan riesgos combinados deelectricidad, toxicidad de agentes químicos, radiaciones, calor,

etc, y que no solo afectan al soldador/a sino que también a suentorno y a terceros.




Otras sustancias de aportación como gases, fundentes,

flux, etc.

Tipo de soldadura, ya que de ella dependerá la temperatura detrabajo, y la atmósfera circundante.

El recubrimiento del metal base.

El lugar donde se desarrollen las operaciones de soldadu-ra.

Peligros de las soldaduras.Como peligros más usuales en las operaciones de soldeo po-demos citar:


Las radiaciones del arco, no solo a los/as soldadores/assino a los trabajadores que operen en su entorno.






35

Unidad


Protección personal. (EPI‘s)Las prendas de protección personal son las que se indican acontinuación debiendo elegirse entre aquellas que se encuen-tren homologadas.


Botas de seguridad,




Mascarillas auto filtrantes y equipos de respiración autónoma.Que protejan las vías respiratorias.

Gafas de seguridad para la protección de los ojos.

Cinturones de seguridad y arnés, protegen contra la caída de al-tura

Prendas de protección per-sonal EPIs






Óxidos.





36

Unidad

Restos de aceites utilizados en procesos como extursión,estampación.

Restos de ácidos y disolventes en piezas sometidas a tra-tamientos de limpieza y desengrasado.

Recubrimientos con baños metálicos en piezas croma-das, cadmiadas o galvanizadas.


Extracción localizada dehumos




Cuando varios/as soldadores/as realizan labores de soldadura ocorte de metales en una zona de trabajo cerrada se producirá

una contaminación del aire que respira cualquier persona que seencuentre en dicha zona.





La impulsión consiste en generar una corriente de aire encimadel punto donde se origina, tiene el inconveniente que si bien





37

Unidad

el/la soldador/a no respira el humo directamente este queda enel ambiente y si no se extrae por otros medios lo respiran todoslos operarios que trabajen en el entorno incluido él.




Infrarrojos. Que producen gran cantidad de calor.

Ultravioleta. Son los más peligrosos ya que pueden dañar losojos y producir quemaduras en la piel.

Pantalla con cristal inactíni-co para filtrar los rayos delarco eléctrico Descargas eléctricas.

La utilización de generadores de corriente alterna y / o continua,supone un riesgo por contactos directos o indirectos en la mani-pulación de estos equipos que proporcionan unas tensiones devacío de hasta 80 ó 90 voltios máximo y en servicio de entre 15y 40 voltios y que suministran intensidades de hasta 600 ampe-

rios aproximadamente.


Los cables deben tener la sección suficiente para soportar lagran densidad de corriente utilizada, teniendo en cuenta ademásla longitud de las mangueras.

ejemplo







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4Unidad

La carrocería de los equipos debe estar conectada a tierra paraevitar descargas a los operarios por una derivación del circuitode alimentación.

Cuando se van a utilizar estos equipos en ambientes húmedosy espacios reducidos, la tensión de vacío debe estar limitada a50 V en corriente alterna y a 75 V en corriente continua.


Se deben mantener las fuentes de energía en buen estado, rea-

lizando un mantenimiento adecuado para cada máquina y evi-tando la acumulación de polvo en su interior.





Los edificios deben ser sólidos de acuerdo al uso al que se des-tinan, con suelos fijos no resbaladizos bien iluminados, las aber-turas y desniveles señalizados debidamente, con vías de circu-lación tanto en interiores como en exteriores señalizadas y conzonas de almacenamiento fabricación y montaje bien acotadas.

Las condiciones ambientales serán adecuadas, evitando tempe-raturas extremas, humedades, corrientes de aire, olores des-agradables e irradiaciones excesivas, en todo momento debeexistir orden y limpieza.






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4Unidad

Deben eliminarse por aspiración, gases, humos y vapo-res.

Ventilar los espacios muy cerrados con aire limpio. Protegerse con ropa difícilmente inflamable.

Proteger al resto de trabajadores del entorno con panta-llas de protección de chapa, o tejidos ignífugos.

Está prohibido que una persona sola trabaje en espaciosconfinados, como un depósito por ejemplo, el equipo de-be quedar fuera al cuidado de un ayudante, y se compro-bará con un explosímetro la ausencia de gases, la pinza

porta electrodo estará perfectamente aislada y la masabien sujeta al material si la ventilación no es adecuadautilizar equipos de respiración autónomos.

No almacenar materias combustibles o inflamables juntoa zonas de trabajo.

Vigilar y acotar la zona de caída de proyecciones de sol-dadura o corte oxiacetilénico. Inspeccionar los locales ad-yacentes para no provocar incendios

Las basuras y desperdicios deben ser depositados en re-cipientes específicos.

Estar informado y entrenado del funcionamiento y manejode los equipos de extinción de incendios.

En montajes industriales al exterior, además de todo loanterior también se tendrá en cuenta:

Si tenemos que trabajar en altura los andamios serán deun modelo homologado y estarán perfectamente sujetos,con barandillas de seguridad apropiadas.

Si estos son colgantes revisar con frecuencia los meca-nismos de elevación así como los cables de sujeción.

Utilizar Redes de material ignífugo, cintos o arneses deseguridad y casco. No trabajar con vientos superiores a60 Km./hora.

En reparaciones no se puede trabajar sobre circuitos detuberías o en depósitos que hayan almacenado o condu-





40

Unidad

cido líquidos o gases combustibles hasta que se tenga laseguridad de haber venteado toda la instalación.

¡recuerda

Que cuando realices trabajos de soldadura, deberás adoptary respetar todas las normas establecidas para protegerte tuy al resto de compañeros afectados de todos los riesgos queafecten al entorno y utilizar las prendas de protección perso-nal adecuado en cada caso. EPI ‘s





41

Unidad

? autoevaluación

1.¿Que tipo de ensayos son? Inspección visual. Partículasmagnéticas. Ultrasonidos

a) Ensayos no destructivos.b) Inspecciones solamente en campoc) Ensayos destructivos

2.Una lupa o un espejo se utiliza en la inspección A) Por líquidos penetrantes.B) Partículas magnéticas.C) En las inspecciones visuales

3.¿La designación EN define al proceso de soldeo TIG conla nº?

a) 111

b) 141c) 131

4. El documento donde se recogen todas las variables utili-zadas en un proceso específico de soldeo se denomina conlas iniciales

5.¿Las normas y códigos bajo los que habitualmente los/assoldadores/as se certifican u homologan son?





42

Unidad


1.a).Ensayos no destructivos

2.c).En las inspecciones visuales

3.b) 141

4.WPS

5. Bajo el código ASME sección IX.

Bajo la norma europea EN 287





43

4Unidad



















44

4Unidad




















45

4Unidad


dón de soldadura.

















46

4Unidad




















47

4Unidad


















48

4Unidad















49

4Unidad













50

4Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




4


a r c o b a j o

g a s p r o t e c t o r c o n

e l e c t r o d o c o n s u m i b l e

M . I .

G .

M .

A . G . .

Soldadura




SOLDADURA











Módulo 4 Soldadura con arco bajo gas protector con eléctrodoconsumible M.I.G. M.A.G..

3

Unidad

Objetivos. ▌Señalar los principios, características, y equipos de soldaduraMIG. MAG.

▌Identificar los distintos componentes de los equipos de soldeoMIG. MAG.

▌Practicar con los principales parámetros a regular y diferentesopciones de soldadura.

▌Reconocer los posibles fallos del equipo.

▌Conocer el mantenimiento de equipos.

Presentación.


En esta unidad didáctica aprenderás a entender y manejar equi-pos de soldadura eléctrica

En esta unidad didáctica trataras los siguientes puntos:


• Equipos.

•

Mantenimiento de los equipos.• Principales parámetros a regular.

• Gases de protección



Principios del procedimiento


4

1 Unidad

Introducción.La soldadura es un proceso de unión de materiales por el quese establece la continuidad entre las partes a unir por medio dela fusión de los bordes con o sin metal de aportación.

También podemos decir que la unión soldada es la única quepermite conseguir la continuidad mecánica y física entre las par-tes, facilitándose la transmisión de tensiones entre las piezasunidas. Como contrapartida, la unión soldada es más rígida quela atornillada y que la remachada.

Se denomina metal base al material que se somete a una ope-ración de soldeo con la intención de unirlos y metal de aporta-ción al material que se añade en cualquier operación o procesode soldeo.

Principios del procedimiento.

La soldadura semiautomática MIG / MAG es un procedimientode soldeo en el cual el arco se establece entre un electrodo que

en realidad es un hilo continuo, desnudo y la pieza a soldar,estando protegido de la atmósfera circundante por un gas iner-te, proceso MIG (Metal Inerte Gas), o por un gas activo, proce-so MAG (Metal Activo Gas)

Es conocido según normativas europeas y americanas como:

131 Soldeo por arco con gas inerte (EN 24063)

135 Soldeo por arco con gas activo (EN 24063)

GMAW Gas metal arc welding (ANSI AWS A3.0)

Estos procesos son más recientes que el electrodo revestido, yentran en franca competencia relegándole en muchos sectores,fundamentalmente por su mayor productividad.





5

Unidad

Figura 1

Se trata de procesos de soldeo por arco con hilo-electrodo fu-

sible y protección gaseosa.

El calor necesario para fundir los bordes a unir y el metal deaporte, se produce en un arco eléctrico que se establece entreel hilo-electrodo y las piezas. La aportación de material se hacea través de este hilo-electrodo continuo, de pequeño diámetro,que procede de una bobina o carrete y se alimenta automática-mente, mediante un sistema de arrastre, a medida que se vafundiendo por el calor del arco eléctrico.

El material de aporte es un hilo metálico desnudo, por lo que no

ofrece la protección de los electrodos revestidos. La protecciónse consigue soplando un gas, con una presión algo mayor quela atmosférica, a través de una boquilla-tobera que rodea el ex-tremo del electrodo. De esta forma se consigue crear un am-biente en el que se produce el arco, la transferencia del metal deaporte y la fusión de las piezas.

Aunque el proceso puede automatizarse totalmente, la pistolade soldadura, a través de la cual se suministra la corriente, elmetal de aporte y el gas de protección, suele estar sostenida yguiada manualmente por el/la soldador/a a lo largo de la junta.





6

Unidad

Figura 2

Variantes MIG y MAG.

Lo gases utilizados como protección pueden ser muy variados,pero, básicamente, podemos clasificarlos en dos grandes cate-gorías:

Gases inertes: No reaccionan con otras sustancias.

Gases activos: Pueden reaccionar con otros elementos, que seencuentren en su presencia.

Cuando se protege con un gas inerte, recibe el nombre de MIG,

por ejemplo con argón o helio, el baño de fusión y la transferen-cia de metal se producen sin influencia química. El ambiente noactúa sobre el material fundido. Esta, no actuación, puede en-tenderse de forma positiva (no contamina).

Por el contrario, cuando se protege con un gas activo, recibe elnombre de MAG, normalmente mezclas de gases entre las quese encuentra el CO2 lo que se está haciendo es crear un am-biente que va a actuar sobre el metal fundido, en el que se pro-ducen transformaciones del material. Esta actuación es conoci-da, controlable, y se procurará que sea positiva.





7

Unidad

El tipo de protección recomendable y, consecuentemente, elproceso aplicable, depende de la naturaleza del metal que hayque soldar. El MAG sólo puede utilizarse en el soldeo de los

aceros ordinarios al carbono y en los aceros débilmente alea-dos, mientras que el MIG es de aplicación universal.

Otra variante del proceso es la que se conoce como soldeo conhilo tubular.

La diferencia fundamental con los procesos anteriores se en-cuentra en el metal de aporte que, en lugar de ser un hilo maci-zo es un hilo en forma de tubo metálico, también de muy pe-queño diámetro, relleno de un flux similar al revestimiento delos electrodos clásicos.

Figura 3

Gracias a este núcleo de flux, en algunos hilos tubulares puedeprescindirse de la protección gaseosa, son los llamados autoprotegidos.

Ventajas.

Al ser un hilo continuo, la productividad es muy alta y latasa de deposición muy elevada. Se pueden conseguirvelocidades de soldeo muy elevadas cuando utilizamos

parámetros altos.

Se pueden realizar soldaduras largas con menos empal-mes, evitando zonas de riesgo de imperfecciones.

Se pueden realizar soldaduras en cualquier tipo de mate-rial.

Se pueden realizar soldaduras en cualquier posición.





8

Unidad

No requiere eliminar escoria, lo que ahorra tiempo en la-bores de limpieza.

Limitaciones.

El equipo de soldadura es más complejo, más costoso, ysobre todo menos transportable que el de arco con elec-trodos revestidos, SMAW.

Es muy sensible al viento y a las corrientes de aire, por loque su aplicación al aire libre, o en talleres donde se pro-duzcan corrientes, es muy complicada.

El equipo debe encontrarse siempre relativamente cercadel puesto de trabajo, de modo que su utilización en luga-res restringidos, alturas y zonas alejadas de la fuente dealimentación etc, es muy complicada porque requiereconducciones de gas y en ocasiones de agua de refrige-ración y la autonomía de la pistola con respecto a la de-vanadora siempre es corta, máximo en torno a los 6 m.

El proceso de soldeo por hilo tubular con protección gaseosa sele conoce por las siguientes denominaciones:

FCAW-G gas shielded flux cored arc weding ( ANSI / AWS A3.0 )

136 soldeo por arco con alambre tubular con protecciónde gas activo (EN 24063 ).

137 soldeo por arco con alambre tubular con protecciónde gas inerte (EN 24063 ).

FCAW-S self shielded flux cored arc weding ( ANSI / AWS A3.0 )

114 soldeo por arco con alambre tubular sin protecciónde gaseosa (EN 24063)

¡ recuerdaEl procedimiento es muy productivo y fácil de manejar peromuy sensible al viento, las corrientes de aire y al desplaza-miento y autonomía de los equipos.





9

Unidad

ejemplo

En diversos sectores de producción esta demostrado que demedia un/a soldador/a utilizando este proceso, triplica la pro-ducción a otro que realice su trabajo con electrodos revesti-dos.

Equipos.

Las equipos de soldadura utilizadas en el proceso MIG / MAGson por lo general de corriente continua y tensión constante, queproporcionan un arco de voltaje prácticamente constante inde-

pendientemente del amperaje del arco.La polaridad utilizada en estos procesos de soldeo, es la inver-sa, es decir, el polo positivo conectado a la pistola, y el polo ne-gativo a la pieza CCEP.

Su característica, prácticamente horizontal en la zona de trabajo,es la que permite el fenómeno de autorregulación, es decir,que el generador responda automáticamente a las variacionesde velocidad de alimentación del hilo con variaciones de corrien-te que permitan fundirlo a la velocidad adecuada, sin grandes al-

teraciones en la longitud del arco.

Figura 4





10

Unidad

El equipo consta de:

Generador, fuente de energía con sistema de control de

parámetros. Fuente de suministro de gas, por medio de botella indivi-

dual o instalación centralizada, con manorreductor-caudalímetro y electroválvula.

Sistema de alimentación de hilo, devanadora integrada enla fuente de energía o separada de esta.

Bobina de hilo-electrodo que actúa como metal de apor-tación.

Pistola refrigerada por gas o por agua, para las pistolasrefrigeradas por agua, sistema de circulación de agua ce-rrado o abierto.

Equipo de soldadura MIGMAG Cables, conexiones, tubos y mangueras, etc.

Sistema de alimentación del hilo-electrodo.

La devanadora o unidad de alimentación del hilo es un disposi-tivo que por medio de unos rodillos accionados por un motor yun tren de engranajes, hace que el hilo pase a lo largo de unacamisa hasta la pistola donde recibe la corriente a través de lapunta de contacto para fundirse en el arco

Este dispositivo puede ser simple de dos rodillos o doble de cua-tro, estos rodillos a su vez poseen unas huellas acorde con eldiámetro del hilo que deben arrastrar, de modo que en funcióndel hilo a emplear debemos colocar el rodillo correspondiente,

las huellas pueden ser lisas o moleteadas para un mejor arrastresobre todo en hilos tubulares.

Alimentador doble de 4 rodi-llos





11

Unidad

Figura 5

La devanadora dispondrá de un motor con un variador de velo-cidad para el avance del hilo y por lo general es necesario unsistema de frenado para evitar el giro incontrolado de la bobina yun sistema de regulación de presión de los rodillos sobre los di-ferentes hilos, así como de una válvula magnética para el pasodel gas.

Figura 6

Los sistemas de alimentación pueden ser de varios tipos:





12

Unidad

De empuje (push): Rodillos situados en la devanadora y queempujan el hilo hasta la pistola es el sistema más empleado. ( Ay B )

Figura 7(A) Incluida la carcasa de la fuente de energía. Maquinacompacta

Figura 7(B) Independiente

De arrastre y empuje (push-pull): es una combinación de losdos anteriores. ( C )

Figura 7(C) Unidad de arrastre-empuje





13

Unidad

De arrastre (pull) : Rodillos situados en la pistola y que arrastranel hilo desde esta. Se utilizan cuando la distancia es muy largaentre la pistola y la devanadora o para materiales blandos como

el aluminio, es un sistema más costoso y más pesado que el an-terior. ( D )

Figura 7(D) con bobina incorporada en la pistola

La utilización de un sistema o de otro, depende fundamental-mente del tamaño y la composición de los hilos y de la distanciaentre el carrete y la pistola.

Modos de transferencia del metal de aportación.La transferencia del metal de aportación a la pieza se realiza decuatro formas distintas.

Transferencia por cortocircuito.

El extremo del hilo se funde formando una gota que se va alar-gando hasta el momento que toca el metal base, en ese mo-mento aumenta mucho la intensidad y como consecuencia, las

fuerzas axiales rompen el cuello de la gota y simultáneamentese reanuda el arco.

Para que el arco se comporte de esta manera, es necesario que:

El hilo se encuentre conectado al polo positivo CCEP (po-laridad inversa).

La densidad de corriente sea baja.

La tensión de arco sea relativamente baja.





14

Unidad

El gas de protección sea CO2 o mezclas de Argón / CO2

Los parámetros típicos serán: Tensión entre 16 y 22 V; y

la intensidad entre 50 y 150 A aproximadamente.Se aplica preferentemente en penetraciones y en posicionescomo vertical, bajo techo y para el soldeo de espesores delga-dos o medios. Se reconoce porque el arco es corto, suele haberproyecciones y suena un tableteo característico.

Figura 8

Transferencia globular.

El hilo se va fundiendo en gotas muy gruesas, éstas se vanformando hasta que caen por su propio peso y oscilan de un la-do a otro, como podemos deducir, la transferencia del metal esmás dificultosa.


La densidad de corriente sea inferior que en el arco-spray.

Los parámetros serán superiores a los de la transferenciapor cortocircuito, con valores aproximados de: Tensiónentre 20 y 35 V; y la intensidad entre 70 y 255 A.





15

Unidad

Figura 9

Transferencia en arco spray.

Se realiza en forma de gotas muy finas, el arco es muy estable

y la pulverización del metal se lleva a cabo de forma interrumpi-da.


El hilo se encuentre conectado al polo positivo CCEP (po-laridad inversa).

El gas de protección será argón puro o con pequeñasmezclas de O2 ó de CO2.

Exista una elevada densidad de corriente. La tensión de arco sea relativamente elevada.

Los parámetros típicos serán: Tensión entre 24 y 40 V; yla intensidad entre 150 y 500 A.

Se aplica en cualquier material base, la penetración que se con-sigue es buena. Por lo que se recomienda en espesores grue-sos y posiciones fáciles. Se consiguen grandes tasas de deposi-ción y rentabilidad.





16

Unidad

El baño de fusión resulta relativamente grande y fluido, por loque no se controla con facilidad en posiciones difíciles ni en es-pesores delgados.

Figura 10

Transferencia en arco pulsado.

Es una variante del sistema spray, el arco se produce por impul-sos a intervalos espaciados regularmente, esto se consigue gra-cias al equipo que nos proporciona una corriente pulsada, quees la combinación de una corriente de baja intensidad, que exis-te en todo momento y que se denomina corriente de base o fon-do, y un conjunto de impulsos de intensidad mas elevada deno-

minada corriente de pico.La intensidad de fondo sirve para precalentar y acondicionar elhilo que avanza continuamente, las gotas se forman y saltancuando se aplica la corriente de pico.

El soldar con corriente pulsada supone la ventaja de operar enarco spray con valores más pequeños y en consecuencia unmenor aporte térmico para trabajos en espesores más peque-ños, menos deformaciones y proyecciones y un mayor controldel arco. Las desventajas se derivan del elevado coste del equi-





17

Unidad

po y la dificultad inicial de establecer los parámetros adecuadospara cada trabajo, debido al gran numero de datos que hay queintroducir y a que sólo se puede utilizar con mezclas de bajo

contenido en CO2.

Equipos Sinérgicos.

Son equipos de transferencia controlada, con un coste maselevado pero que simplifican las operaciones de regulación so-bre todo para operarios poco expertos.Panel de equipo sinérgico

Un sistema electrónico de transistores hace que la devanadora y

la fuente de energía trabajen en sinergia es decir, se consigueun control riguroso de la transferencia del metal y en conse-cuencia, la estabilidad del arco durante el proceso de soldadura.

Antes del comienzo de las operaciones de soldeo el operario se-lecciona el material a soldar y el diámetro del hilo, a partir de esemomento sólo tendrá que utilizar el mando de la velocidad desalida o intensidad y el equipo sincronizará automáticamente losvalores de soldeo más idóneos.

Las principales ventajas en la utilización de equipos sinérgicos

son. Facilidad de regulación.

Buen aspecto del cordón y supresión de proyecciones.

Apto para muy diversos materiales.

Apto para todas las posiciones.

Reproductividad de los parámetros utilizados.

Su mayor desventaja esta en el coste del equipo muy superior aotro de características similar pero con regulación manual.

Actualmente además de estos equipos existen otros con regula-ción convencional, pero con canales de memoria en los cuálespodemos dejar grabados los parámetros idóneos para determi-nados trabajos repetitivos, de modo que cuando vamos a reali-zar un trabajo solo tenemos que seleccionar el canal adecuadoy los parámetros se ajustarán automáticamente.





18

Unidad

¡ recuerdaLos equipos están diseñados para diferentes tipos de trabajoy situaciones, de modo que hay que observar cuáles son losidóneos para cada ocasión.

ejemplo

Para fundir hilos de diámetros gruesos en arco spray hayque disponer de equipos de mucha potencia capaces de lle-gar a tensiones e intensidades elevadas.




Dejar al especialista eléctrico que realice este trabajo sino se tienen los conocimientos y la preparación adecuadapara desarrollarlo.



Manipular con guantes secos; comprobar que el cable detierra está conectado.

Conectarlas a la red, después de comprobar que la ten-sión es la adecuada.







19

Unidad


Evitar caídas y golpes. No forzar los mandos de que disponen para la regulación

y control de parámetros.


En caso de incendio de un equipo, deberemos cortar in-mediatamente la corriente de entrada al mismo, e intentar

apagar el fuego con extintores de polvo, nunca con agua. Mantener los equipos limpios, realizando periódicamente

soplados sobre el interior de los mismos.

Fallos en el equipo.

Causa del fallo Componente del equipo

Tamaño del perfil del rodi-llo no adecuado demasiado

grande o que se ha des-gastado por el uso

Rodillo muy pequeño.

Presión de contacto dema-siado ligera, patina.

Presión de contacto dema-siado fuerte, produce ex-cesivo rozamiento o de-

forma el alambre.





20

Unidad

Retorcimiento o doblado delas mangueras.

El arrastre no es capaz demover al hilo, excesivo ro-

zamiento.

Extender la manguera oponer una mas corta

Parcialmente obturada porlas proyecciones.

Holgura por desgaste.

Limpieza inadecuada de laconexión.

Holgura en la conexión.

Freno demasiado débil.

Freno demasiado fuerte.





21

Unidad

Distancia desde el rodilloalimentador muy grande o

taladro muy grande.

Tubo de contacto con tala-dro demasiado grande o

desgastado por rozamiento.Tubo de contacto con tala-dro demasiado pequeño.

Tubo de contacto deterio-rado por la excesiva ten-

sión del soldeo.

Tubo de contacto muy se-parado del extremo de la

tobera:





22

Unidad

Principales parámetros a regular.

El comportamiento del arco, la forma de transferencia del metal,la penetración, la calidad de la soldadura etc., están condiciona-dos por una serie de parámetros entre los que destacan:

La tensión (V).

La intensidad (A), Velocidad de alimentación del alambre.

Longitud visible del hilo o stick-out.

Polaridad.

Velocidad y sentido del desplazamiento.

Gas de protección.

Relación entre parámetros.

"Tensión, intensidad-velocidad de alimentación"

Uno de los mayores problemas con que se encuentra el/la sol-dador/a cuando trata de iniciarse en este procedimiento es la di-ficultad de comprender que tiene que compensar unos valores

de tensión, intensidad, velocidad de alimentación, distancia de laboquilla a la pieza, etc., a los que no estaba acostumbrado enotros procedimientos, de modo que trataremos de aclarar estosconceptos.

Como la velocidad de fusión del hilo depende, básicamente, dela intensidad de corriente de soldadura, para conseguir que elhilo se funda a la misma velocidad a la que se alimenta, seránecesario ajustar con gran precisión la velocidad de alimenta-ción del hilo y la intensidad de corriente.

La solución a este problema se encuentra en el diseño de losgeneradores. Cuando se selecciona una determinada velocidadde alimentación, el generador se autorregula hasta suministrarla corriente necesaria para fundir el hilo, con un arco de longitudconstante.

Devanadora para el arrastredel hilo a la pistola

La tensión se mide en voltios (V), y es regulable desde la fuentede energía, o bien en algunos equipos desde la devanadora ópor medio de un mando regulador a distancia. Con mucha fre-cuencia este mando se sustituye en algunos equipos menos so-fisticados por un grupo selector que consta de dos elementos,





23

Unidad

cada uno de ellos realiza el ajuste de tensión, uno en base a unajuste basto y el otro a un ajuste más fino.

La tensión se trasmite de forma regular desde la fuente de ener-gía al hilo, y se distribuye dé forma que el 90% de la energía seconcentra en el arco y el 10% restante en el hilo. De manera quecuanto mayor sea la longitud del arco, mayor será la tensión.

Figura 11

La intensidad se mide en amperios (A), y no se regula directa-mente, si no que ésta viene dada por el fenómeno de autorregu-lación como consecuencia de la velocidad impuesta al hilo.

Al aumentar o disminuir la velocidad de alimentación, la intensi-dad (A), aumenta o disminuye automáticamente, la tasa de de-posición también esta muy relacionada con la intensidad, demodo que cuanto mayor es la intensidad más rápidamente sefunde el hilo y por tanto la deposición es mayor.

De modo que se pueden establecer las equivalencias:

Tensión: Equivalente a longitud del arco.

Intensidad: Equivalente a velocidad de alimentación.

Equivalente a velocidad de fusión

¡ recuerdaEn soldeo semiautomático, gracias al diseño de los equipos,que permite el fenómeno de autorregulación:

El soldador/a selecciona una velocidad de hilo.Selecciona una tensión de arco.





24

Unidad

Extremo libre del hilo "stick-out"

Es la distancia que hay entre la punta de contacto y el metal ba-

se, esta variable es de suma importancia para el soldeo y parala protección del baño de fusión.

Aumentando el st ick-out, se incrementa la tensión, en conse-cuencia, la intensidad de corriente decrecerá y viceversa.

Aumentando el stick-out también influimos en que la penetraciónse hace más débil y aumenta la cantidad de proyecciones, lamayoría de fabricantes recomiendan longitudes de 6 a 13 mmen transferencia por cortocircuitos y de 13 a 25 mm para otrostipos de transferencia.

Figura 12

Polaridad

Afecta al modo de transferencia y a la penetración fundamen-talmente, en la mayoría de las aplicaciones se utiliza polaridadinversa (CCEP), de esta forma se obtiene un arco estable, bue-na transferencia de metal, buena penetración y buenas caracte-rísticas del cordón con pocas proyecciones.





25

Unidad

Polaridad directa (CCEN), apenas se utiliza, solo con algunoshilos tubulares de acero inoxidable, la tasa de deposición esmás alta ya que generalmente solo se consigue transferencia

globular.

La corriente alterna no se utiliza en este procedimiento ya que elarco es muy inestable.

Cordones de soldadura MIGMAG

Velocidad de desplazamiento.

La velocidad de desplazamiento de la pistola depende de pará-metros tales como la posición de soldeo, la penetración, el es-pesor de la pieza, la forma del cordón, etc. Si mantenemos to-dos los parámetros constantes, cuanto menor sea la velocidadmayor será la penetración. Una velocidad excesiva produciráuna soldadura irregular.

Para el sentido de avance de la pistola podemos utilizar:

Modo de revés o arrastre de izquierda a derecha, que tienecomo características principales:

Mayor penetración.

Menor riesgo de formación de poros y de faltas de fusión.

Para cordones en ángulo, se consiguen mayores tama-ños de cordón.

Los cordones tienden a ser conversos y más estrechos.

Usando hilos tubulares se evita el riesgo de inclusionesde escoria, ya que esta tiende a subir sobre el baño y nopor delante.

Modo de mano o empuje de derecha a izquierda, cuyas carac-

terísticas son: Menor penetración, mas apropiado para chapa fina.

La fuerza del arco se dirige sobre el propio baño quehace de colchón.

Se necesita menor intensidad de corriente, en conse-cuencia se aporta menos calor.

Los cordones tienden a ser cóncavos.





26

Unidad

Hay más tendencia a la formación de poros y faltas de fu-sión.

En caso de utilizar hilos tubulares es necesario soldar a más ve-locidad, para evitar que la escoria fluya por delante del baño.

Figura 13

Gases de protección.

Los gases tienen como función principal la protección del bañofundido de efectos perjudiciales de los componentes del aire enespecial del oxigeno.

Además del efecto protector los gases facilitan la transferenciadel metal al ionizarse para permitir el establecimiento del arco yla columna de plasma.

La naturaleza del gas es muy importante, puesto que influye no-tablemente en la cantidad de energía aportada, el tipo de trans-

ferencia, la penetración, la velocidad de soldeo, el aspecto delcordón y en la probabilidad de proyecciones y mordeduras.

Propiedades de los gases.

Las propiedades o características de los gases son:

Energía de ionización.





27

Unidad

Densidad.

Conductividad térmica.

Energía de ionización.

Cuando se establece un arco eléctrico el gas circundante se io-niza, es decir se produce la separación de los átomos o molécu-las del gas en iones y electrones y se forma la columna deplasma, para que se produzca este fenómeno es necesario su-ministrar al gas una energía, esta la proporciona el propio arcodurante la operación de soldeo.

Cuanto mayor sea la energía de ionización, más difícil será elestablecimiento del arco y menor la estabilidad del mismo, peromayor será la energía que aporte a la pieza.

ejemplo

El argón posee una energía de ionización más baja que elhelio razón por la cual el arco de argón aporta menos calorque el de helio y es más estable que éste.

Densidad.

Cuanto mayor sea la densidad del gas se requerirá menor cau-dal para obtener la misma protección, ya que cubrirá más fácil-mente la zona de soldeo.

ejemplo

El argón tiene una densidad mayor que la del helio y menorque la del CO2, de manera que el caudal de argón será me-nor que el de helio y mayor que el de CO2 para una mismaprotección

Pieza soldada

Conductividad térmica.

Es la facilidad para transmitir el calor a través del metal, cuantomayor sea esta la distribución de temperaturas es más homogé-





28

Unidad

nea, dando lugar a cordones más anchos y penetraciones másuniformes.

ejemplo

El argón tiene una conductividad menor que la del helio, demodo que la penetración con helio es mayor que con argón.

Gases más uti lizados.

De acuerdo con su comportamiento y desde el punto de vistaquímico, los gases o mezclas de gases más utilizados en la sol-dadura MIG. / MAG. Pueden ser:

CO2.

Argón, helio o argón + helio.

Argón + CO2 o helio + CO2.

Argón + oxígeno (1-10% de oxígeno, siendo muy utilizadala mezcla con 5% de oxígeno)

Argón + oxígeno + CO2.

Argón + helio + CO2.

Estos gases se dividen a su vez en gases inertes y gases acti-vos.

Gases inertes. Argón.

Las características principales de este gas son:

Buena protección debido a su alta densidad.

Cebado fácil y buena estabilidad del arco, debido a su baja energía de ionizado





29

1 Unidad

Idóneo para pequeños espesores.

Es el gas mas utilizado, tanto puro como mezclado con

otros, la mezcla mas utilizada es con un 15 a 25% de CO2

Helio.

Las características principales de este gas son:

Potencial de ionizaciones elevadas.

Alta conductividad térmica por lo que la columna deplasma es ancha.

Muy baja densidad.

Aporte térmico muy elevado.

Cordones anchos y de gran penetración.

Grandes velocidades de soldeo.

Sus aplicaciones son:

Soldeo de grandes espesores.

Soldeo automatizado a grandes velocidades.

Soldeo de materiales de gran conductividad térmica, co-mo el cobre, aluminio, magnesio, sin necesidad de preca-lentarlos.

Sus inconvenientes son:

Poca estabilidad del arco comparado con el argón.

Por su baja densidad requiere caudales muy altos, en ge-

neral de 2 a 2,5 veces más que el argón, esto unido alcosto más elevado en Europa que el argón lo hace me-nos competitivo salvo en algunos procesos automáticos omezclado con argón para aumentar el aporte térmico y lapenetración.





30

Unidad

Figura 14

Gases activos

Dióxido de carbono, CO2

Es el único gas activo que se utiliza como protector tanto purocomo mezclado.

Las ventajas más importantes son:

Bajo coste.

Gran penetración.

Alta velocidad de soldeo.

Las desventajas son:

Produce gran cantidad de proyecciones.

No se puede conseguir transferencia en spray, sólo con-seguimos transferencias globulares o en cortocircuito.

La superficie de las soldaduras queda ligeramente oxida-da.

Suele utilizarse mezclado con argón para aminorar estos incon-venientes.

Oxigeno.

La adicción de pequeñas cantidades de oxigeno mejora la pene-tración ensanchando la parte inferior del cordón y disminuye latendencia a producir mordeduras. Se considera que adiccionesde hasta el 5 % de O2 no modifica el carácter de inerte, para uti-lizar esta mezcla en el procedimiento MIG.





31

Unidad

También se utiliza en ocasiones en MAG y en FCAW, para:

Estabilizar el arco.

Permite conseguir transferencias en spray con intensida-des más bajas.

Conseguir un baño de fusión más fluido y mejor aspectodel cordón.

Nitrógeno.

Su uso está poco extendido en soldadura.

En ocasiones se añade al argón en la soldadura de plasma,TIG, o MAG, suele utilizarse casi exclusivamente en la soldadu-ra de cobre y sus aleaciones.

Las ventajas de su adicción son:

Bajo coste.

Aumenta la penetración y anchura del cordón.

Aumenta el aporte térmico y en consecuencia la veloci-

dad.

Manorreductor caudalímetro.

El gas, es transportado en las botellas a presiones elevadas,200 Kg/Cm2 pero debe llegar a la pistola con una presión muchomás reducida, sólo algo mayor que la atmosférica, de forma quees necesario controlar el caudal de gas protector.

El elemento que realiza estas dos funciones es el manorreduc-tor-caudalímetro. Se conecta a la botella o a la red, con lo querecibe gas a alta presión. Suministra gas a presión reducida ycon un caudal que se puede ajustar al valor deseado. Una man-guera flexible conduce el gas desde el manorreductor hasta lapistola.

Manorreductor-caudalímetro

Los caudales de gas recomendados son los siguientes:

Gas CO2: de 14 a 16 l/min.

Mezcla 25% CO2+75% Ar: de 12 a 14 l/min.





32

Unidad

Mezcla 15% CO2+85% Ar: de 10 a 12 l/min.

Mezcla 2,5% CO2+7,5% Ar+90% He: de 14 a 16 l/min.

Figura 15

Aspectos a tener en cuenta.

Es frecuente que cuando se producen defectos de soldeo (po-rosidad), lo primero que se investiga es el gas de protección, laexperiencia dice que hay otras causas:

Corriente de aire en la zona de trabajo.

Caudal erróneo de gas (mucho o poco).

Tobera de gas sucia (salpicaduras, etc.).

Parámetros de soldeo erróneos (tensión muy alta).

Excesivo ángulo de inclinación de la pistola.

Piezas a soldar sucias (óxidos, grasas, etc.).

¡ recuerda

En el procedimiento de soldadura MIG MAG, el gas se utilizapara la protección de la soldadura, bien a través de gasesinertes como pueden ser argón o helio, procedimiento MIG,o bien a través de gases activos Co2 o mezclas de este gascon Argón, procedimiento MAG.





33

Unidad

? autoevaluación

1.El procedimiento MIG utiliza como gas de protección…………….. y el MAG ……………..

2.¿Como se denominan los 4 tipos de transferencia delmetal de aportación?

3.El equipo de soldeo MIG MAG es de tensión:

a) Constante.

b) Descendente.

c) Ninguna de las dos.

4.Los equipos de transferencia controlada, que facilitan laregulación del arco al operario, aunque son bastante más

caros se llaman……….

5.En MAG la mezcla más utilizada es:





34

Unidad


1. MIG gas Inerte.MAG gas Activo

2. Arco corto ó cortocircuito. Arco globular. Arco spray Arco pulsado

3.Constante.

4.Equipos Sinérgicos

5. Argón + CO2





35

1 Unidad



















36

1 Unidad




















37

1 Unidad


dón de soldadura.

















38

1 Unidad




















39

1 Unidad


















40

1 Unidad















41

1 Unidad








Zona afectada térmicamente (ZAT): Zona adyacente a launión que se ve afectada por las altastemperaturas pero que no llega a fun-dir, en ella se pueden producir modifi-caciones estructurales y como conse-cuencia cambios en suscaracterísticas mecánicas pudiendoser propenso a desarrollar oxidacio-nes, grietas, o condiciones desfavora-bles.





42

1 Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




Soldadura

4


a r c o b a j o



M . I .

G .

M .

A . G . .




SOLDADURA











Módulo 4 Soldadura con arco bajo gas protector con electrodoconsumible M.I.G. M.A.G

3

2Unidad




▌Resolver los diferentes tipos de unión en las posiciones verti-cal, horizontal y de techo, dando los cordones de soldadura ne-cesarios en función del grosor y material empleado, consiguien-do la calidad requerida.

Presentación.

Las características técnicas de cualquier actividad son necesa-rias para conseguir un resultado óptimo.

En esta unidad didáctica comprobaras las especificaciones pro-pias de un proceso de soldeo.



• Preparación de bordes y tipos de unión

• Recomendaciones para el diseño y ejecución de nudos sol-dados.


• Utillajes de sujeción





4

2Unidad



Antes de comenzar a soldar, se deberá hacer una inspecciónocular comprobando que:


Las uniones están perfectamente limpias de óxidos, grasas,aceites, agua, restos de pinturas, proyecciones, etc y que se haefectuado una limpieza especifica en función del material base.


Punteado.


El punteado que no se incorpore a la soldadura será eliminadocompletamente, repasando posteriormente la zona hasta garan-tizar la ausencia de defectos. Se recomiendo utilizar en estoscasos varillas punteadas sobre los biseles que deberán ser delmismo material que el material base.

El punteado que se vaya a incorporar a la soladura se realizarácon el mismo tipo de hilo que se vaya a utilizar durante el sol-deo, una vez realizado el punteado y eliminado la capa de esco-ria, debe inspeccionarse cuidadosamente cada punto, buscandoposibles defectos, grietas o cráteres, y se les efectuará un amo-lado en la entrada y en la salida de cada uno de ellos. Si se de-tectara cualquier defecto se eliminará completamente el punto.

El punto de soldadura debe tener siempre forma cóncava nuncaconvexa, en caso de que se produzca un abombamiento se re-





5

Unidad

pasará hasta dejarlo con la forma adecuada, para posteriormen-te pasar soldando por encima sin que se produzcan ni defectosde forma ni cualquier otro.


Cebado del arco.

Para comenzar a soldar, en primer lugar se cortará el hilo-electrodo a una distancia aproximada de 10 mm fuera de la to-

bera con el alicate cortante del hilo-electrodo, se aproximará alpunto de inicio y sin llegar a tocarlo se accionará el interruptorpara comenzar a soldar.

En ese momento el hilo-electrodo tocará la pieza y comenzará afundirse, hay una tendencia en ese instante a separar la toberade la pieza, tendencia que debe evitarse de forma que manten-gamos la distancia entre la pieza y la tobera el stick-out de modouniforme.

(Figura 1)

Ejecución de la soldadura.

El/la soldador/a durante la operación de soldeo deberá mante-ner una longitud de arco lo más constante posible, moviendouniformemente el hilo-electrodo, según la soldadura que se quie-ra obtener.





6

Unidad

En función de las exigencias del procedimiento los cordones seefectuaran rectos o con oscilación, los primeros se realizaránmontando unos sobre otros, siguiendo un orden correcto y los

segundos realizando un movimiento de vaivén con ligeras para-das en los extremos, evitando los movimientos bruscos.

Limpieza de los cordones:

Una vez completado un cordón de soldadura este se deberálimpiar adecuadamente, cepillándolo con un cepillo de púas delmismo material y eliminando con cincel y martillo las proyeccio-nes.

Ratificadora angular para lalimpieza de piezas a soldar

Como medida de protección de los ojos estas operaciones hayque realizarlas unas gafas de seguridad con los cristales trans-lúcidos.

Empalme de cordones:Martillo y cortafríos para lalimpieza de las soldaduras


¡ recuerdaLimpieza y una buena técnica de soldeo son fundamentalespara obtener calidad en las soldaduras, antes de reanudarlos cordones, acondicionarlos con un buen amolado y cepi-llado.

ejemplo

Dependiendo del proceso y del material a soldar, podemosutilizar este tipo de limpiezas.

Las limpiezas por chorreo de arena. Con decapantes ácidos. Amolado con rectificadora abrasiva. Cepillado con cepillos de púas adecuadas al material

a soldar.





7

2Unidad


Atendiendo a la posición relativa de las piezas y, sobre todo, a laforma en la que se produce la transmisión de esfuerzos a travésdel cordón, se diferencian dos tipos básicos de unión:

A tope.


Soldaduras a tope.

Consisten en la unión de dos piezas de forma tal que la soldadu-ra constituye la transición más perfecta posible entre los ele-mentos soldados.


La preparación de bordes está íntimamente relacionada con elpoder de penetración del proceso de soldeo aplicable, pues sufinalidad es la de conseguir que la soldadura afecte a los bordes

en el espesor adecuado, al menor costo posible.Factores que afectan a la preparación:














8

Unidad


(Figura 2)


La figura 3 representa las diversas preparaciones de bordes pa-ra uniones a tope y en ángulo.





9

Unidad





10

Unidad

(Figura 3)


Aunque los rangos concretos de espesores dependen del poderde penetración del proceso de soldeo, la preparación de bordespara uniones a tope se rige por los siguientes principios genera-les:







11

Unidad




Preparación del bisel paraunta de soldadura



(Figura 4)







12

Unidad

(Figura 5)







13

Unidad

Soldaduras especiales

Dentro de este apartado podemos incluir las siguientes:

Soldaduras de tapón:

Se realizan rellenando de metal de aporte un orificio en la chapasuperior, de modo que funda parte de la inferior.

Figura 6

Soldaduras en ranura:

En estas soldaduras se practica una abertura en la chapa supe-rior y se suelda por el borde interior.

En realidad se trata de uniones mediante cordones en ángulo,depositados en la abertura practicada en una de las piezas.

Ranura rectangular

Figura 7





14

Unidad

Ranura ovalada

Figura 8

Ranura circular

Figura 9

¡ recuerdaLa preparación de los bordes esta normalizada, de modoque hay que observar las indicaciones de los planos al res-pecto.

ejemplo

En los planos de soldadura aparecen indicaciones como es-tas

Soldaduras a penetración total Cuellos de 4 mm. Soldadura por ambas caras. Etc





15

Unidad





La productividad.



Plana u horizontal.






16

Unidad


Bajo techo.

Soldadura bajo techo

(Figura 8)





17

Unidad



EN


POSICION DE LA UNION.

PA 1G

PA 1F

PB 2F

PB 2FR

PC 2G

PF

PGPB

25F Ascendente

5FDescendente

FR





18

Unidad

H-L045 6G

PD 4F

PE 4G

PF

PG

3G Ascendente

3G

Descendente

PF

PG

3F Ascendente

3FDescendente

PF

PG

5G Ascendente

5GDescendente





19

2Unidad

Recomendaciones para el diseño y ejecución de nu-dos soldados.

Incluimos en este apartado aquellas recomendaciones dadaspor la Norma MV-104 que deberían ser tenidas en cuenta parael diseño y ejecución de nudos soldados.

Recomendaciones de diseño.

Reducir el volumen de soldadura al mínimo posible.Remate de soldadura

Evitar acumulación de cordones en una zona de la construcción.

Tener en cuenta la soldabilidad de los materiales seleccionados.

Soldaduras a tope:

La unión deberá ser continua en toda su longitud.

La penetración será completa, disponiéndose para ello de lapreparación de bordes adecuada.

Se saneará la raíz o se utilizará un respaldo adecuado.

Con objeto de evitar concentraciones de tensión, el acuerdo(paso de una pieza a otra) entre piezas de distinta sección debe-rá ser suave, limitándose la pendiente en la unión a no más del25%.

Figura 10





20

Unidad

El sobre espesor será inferior al 10% del espesor de la chapamás delgada.

Soldaduras en ángulo.

Las normas establecen unos valores límites de garganta y delongitud de cordones.

Recomendaciones de ejecución.

A la hora de realizar la soldadura, además de utilizar un materialaporte en consonancia con el material base, un procedimiento

de soldeo adecuado y personal cualificado, también es impor-tante el orden de deposición de los cordones.

Las tensiones y deformaciones que se originan como conse-cuencia de la operación de soldadura, están condicionadas, en-tre otros factores, por la secuencia de soldeo.

A continuación se citan algunas recomendaciones de caráctergeneral encaminadas a minimizar tensiones y deformaciones.

Ejecución de soldaduras cont inúas. Orden decomienzo:

Si el cordón a realizar tiene menos de 500 mm de longitud podráefectuarse de una vez y en una sola dirección.

Figura 11

Si el cordón tiene entre 500 mm y un metro, se comenzará elcordón desde su mitad, realizando primero una soldadura y lue-go la otra en sentido contrario





21

Unidad

Figura 12

Si la soldadura tiene más de un metro de longitud se recomien-da usar la técnica del paso del peregrino (ver figura 13). Estatécnica consiste en realizar las soldaduras de gran longitud atrozos depositados en un determinado orden.

Figura 13

Unión plana de soldaduras que se cruzan. Se recomienda ejecu-tar primeramente las soldaduras transversales (Figura 14).





22

Unidad

Figura 14

Unión en ángulo de soldaduras que se cruzan. Se recomiendaefectuar primero la soldadura transversal y después la longitudi-nal pasando la segunda por encima de la primera. Es incorrectoy debe evitarse siempre que sea posible, cruzar tres cordonesperpendiculares entre si, pues esto origina un estado triaxial detensiones que puede favorecer la rotura frágil.

¡ recuerdaNo siempre se pueden voltear las piezas para poder realizarlas soldaduras en la posición más favorable, de modo quees el/la soldador/a quien deberá acoplarse a la posición delas estructuras

ejemplo

El montaje y ensamblamiento de los bloques que conformanun barco en construcción, hay que realizarlo tal y como estaen la grada, o dique seco.

Junta preparada para soldar


Para la fabricación de productos metálicos se utilizan como guíalos planos constructivos. Cuando la calidad del producto final es-té muy condicionada por el proceso de fabricación, los planos,





23

Unidad

además de la geometría y dimensiones, deben facilitar informa-ción sobre la forma de obtención.


El tipo de junta.










Símboloelemental

Cotas

Figura 15 Indicaciones






24

Unidad

Norma UNE 14 009

Símbolos elementales:Son estos los más importantes, dado que indican la forma de lasoldadura a realizar.

Este símbolo no prejuzga el procedimiento a emplear.






25

Unidad


Soldadura sobre bordes le-vantados completamente fun-didos


Soldadura en V

Soldadura en semi-V

Soldadura en Y

Soldadura en semi-Y



Repaso por el dorso







26

Unidad



Figura 16


Los símbolos anteriores pueden complementarse mediante sím-bolos que caracterizan las superficies exteriores de la soldadura.La ausencia de este símbolo indica que no es necesario precisarla forma de la superficie. En la figura 17 se muestran estos sím-bolos suplementarios y en la figura 18 se utilizan, en combina-ción con los elementales, para definir forma y acabado de la sol-dadura.


a) Plana

b) Convexa

c) Cóncava

Figura 17





27

Unidad






Figura 18

Cotas.





Conviene tener en cuenta las sigu ientes notas:







28

Unidad




Figura 19









29

Unidad

Figura 20


Figura 21





30

Unidad

Norma AWS 2,0.








Figura 22





31

Unidad

¡ recuerdaCuando un trabajo a realizar esta sujeto a códigos y normasde fabricación es totalmente necesario el seguimiento estric-to de dichas normas

ejemplo Junta preparada para soldar

Los códigos para tuberías y recipientes a presión

Utillajes de sujeción.

Una variable que condiciona decisivamente a la soldadura es laposición de soldeo. La soldadura en posiciones difíciles, comocornisa o bajo techo, resulta imposible para algunos procesosy, en cualquier caso, reduce la productividad y la calidad, a lavez que aumenta el riesgo de defectos y de accidentes ymultiplica la fatiga del soldador/a.

Por consiguiente, hay que procurar que la operación de soldeose realice en la posición más favorable, la que posibilite el pro-ceso más rentable y garantice la mayor calidad, al menorcosto.

El uso de posicionadores, viradores, rigidizadores y posi-cionadores r igidizadores es muy conveniente debido a que:

Permiten soldar en una posición más adecuada, con una calidady economía mejoradas.

Minimizan la distorsión que produce el ciclo térmico de la solda-dura.

Minimizan los problemas de ajuste.

El posicionado es a veces esencial para que las uniones seanaccesibles. También permite la aplicación de determinados pro-cesos económicos y de gran calidad, como el plaqueado por ar-





32

Unidad

co sumergido a banda en fondos de vasijas, que de otro modono podrían emplearse.

Sin embargo, el uso de posicionadores tiene como objetivo fun-damental aumentar la velocidad de soldeo poniendo la uniónen una posición horizontal (o al menos más favorable). Este in-cremento de velocidad puede ser espectacular, del orden de un400% con el paso de una posición de soldeo vertical o de techoa la horizontal, conduce a una mayor calidad del depósito ypermite el uso con la máxima eficiencia de algunos procesoscomo los electrodos recubiertos de alto rendimiento.

ejemplo

En el mercado existen muchos tipos de posicionadores, co-mo:

El conjunto cabezal-contrapunto que se construye dediversos tamaños y se usa mucho para grandes en-samblajes

Parecido es el torno de soldar que se usa en piezas relativamen-te pequeñas aunque puede emplearse para envueltas de cohe-

tes aeroespaciales y piezas de hasta un metro y medio de diá-metro o incluso más.

En los posicionadores se puede girar e inclinar la pieza, bienmanualmente o mediante un motor. Se venden en tamaños quevan de pequeños modelos a otros con capacidades por encimade las 100 toneladas (ver Figura 23).





33

Unidad

Figura 23

Los posicionadores de piezas de cierto tamaño deben ser movi-

dos por motores de velocidad continuamente variable para quela velocidad lineal en la unión se ajuste a la prescrita para el sol-deo. En las piezas grandes el movimiento del posicionador ayu-da a homogeneizar el precalentamiento y a evitar la aparición depuntos sobrecalentados.

Para soldar construcciones cilíndricas (como tanques) se em-plean viradores en los que la pieza a soldar deberá ser cilíndricao cuasicilíndrica (ver Figura 24).





34

Unidad

Figura 24

En el soldeo de materiales no magnéticos (como aluminio, mag-nesio, etc.) el posicionador (o rigidizador) debe ser también deun material no magnético en las zonas próximas a las soldadu-ras, para evitar soplos en el arco. Como es sabido, el ensambla- je de las partes a soldar ocupa un porcentaje importante deltiempo de fabricación total. Mediante los rigidizadores el ensam-blaje permite seguir una secuencia predeterminada de ajustes yalineamientos lo que aumenta la eficiencia del soldeo.

¡ recuerda

El uso de estos elementos: posicionadores, viradores, etcfacilita el trabajo del soldador/a y aumenta el rendimiento delos equipos.





35

Unidad

? autoevaluación

1.Según las normas de la sección IX del código ASME las juntas a tope en cuanto a posiciones se designan con la le-tra ………. y las juntas en ángulo con la letra ………..

2.En las normas europeas EN las posiciones de soldeo sedesignan por medio de letras ¿Que posiciones son estas?

PA………............ / PC…………..…...../ PF……............……

3.¿Para que se utilizan técnicas de soldeo como en pasodel peregrino?(Realizar la progresión de la soldadura en un sentido mien-tras que la ejecutamos en sentido contrario a pequeños tra-mos)

a) Para realizar la soldadura más rápida.

b) Para minimizar las deformaciones.

c) Para conseguir mayor calidad

4.La simbolización más utilizada en soldadura según lasnormas regidas en América y Europa son





36

Unidad


1. A tope………. GEn ángulo……F

2. PA……Plana horizontal o acunadaPC……Cornisa (horizontal sobre plano vertical)PF…….Vertical ascendente

3..b Para minimizar las deformaciones

4. ANSI / AWS A 2.4EN 22553





37

2Unidad



















38

2Unidad




















39

2Unidad


dón de soldadura.

















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2Unidad




















41

2Unidad


















42

2Unidad















43

2Unidad













44

2Unidad

Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






28




4 S


a r c o b a j o


e l e c t r o d o c o n

s u m i b l e

M . I .

G .

M . A . G . .

Soldadura

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SOLDADURA










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Módulo 4 Soldadura con arco bajo gas protector con electrodoconsumible M.I.G. M.A.G..

3

Unidad

Objetivos. ▌Reconocer los diferentes tipos de materiales de soldeo, alam-bres y gases

▌Practicar con los parámetros de soldeo en función del procesoa emplear y materiales que se deben unir



Presentación.

En esta unidad didáctica comprenderás la importancia que re-quieren los materiales así como las imperfecciones y posiblesdefectos que se generen en el proceso.


• Metales de aportación.


• Transformaciones en los materiales.





Materiales


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3 Unidad

Materiales de aportación.

Hilos macizos.

Los electrodos o hilos macizos empleados en el procesoMIG/MAG son de pequeño diámetro, 0.6; 0.8; 1.0; 1.2; 1.6 mm,se suministran en bobinas que se colocan en las devanadoras ydados sus pequeños diámetros, la relación superficie/volumenes muy alta, por lo que pequeñas partículas de polvo, suciedad,grasa, suponen una importante cantidad en relación al volumenaportado, de aquí que sea muy importante la limpieza.

Estos hilos a menudo reciben un recubrimiento de cobre quemejora el contacto eléctrico, la resistencia a la corrosión y dismi-nuye el rozamiento

El material de aporte debe ser en general similar al material ba-se, variándose ligeramente en ocasiones para compensar lasperdidas producidas de diferentes elementos durante el soldeo,o para mejorar las características mecánicas del metal de apor-tación, en otras ocasiones se requieren cambios apreciables o lautilización de hilos de composición completamente diferente.

Un factor a tener en cuenta al elegir el material de aporte es elgas de protección que se va a utilizar. Así cuando se utilizan ga-ses oxidantes, como el CO2, el hilo será rico en elementos des-oxidantes, como Mn y Si.

Especificaciones de la American Welging Socie-ty (AWS)

Las especificaciones para hilo macizo a las que obedecen son:

Especificación: Hilos macizos.

AWS-A5.18 Hilos macizos para aceros al carbono.

AWS-A5.28 Hilos macizos para aceros de baja aleación.

AWS-A5.9 Hilos macizos para aceros inoxidables.



Materiales


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Hilos tubulares.

Los hilos tubulares están constituidos por un tubo exterior deacero de una composición química determinada en donde se co-loca flux en su interior, que al fundirse por la acción del arcoeléctrico, deposita un metal fundido protegido por una fina capade escoria.

Normalmente, la envoltura exterior es de acero suave y se ob-tiene mediante procesos de laminado y trefilado. Las funcio-nes del flux alojado en su interior del tubo son comparables alas del revestimiento de un electrodo convencional. Uno de los esquemas básicos de fabricación es el siguiente:

Tipos de hilos.

En base a los componentes que una varilla tubular deposita y enconcreto al tipo de formación de escoria, podemos realizar la si-guiente clasificación:

Hilos tipo rutilo (T1). Se caracterizan por:

El flux que se utiliza para el relleno interior es del tipoaglomerado, está compuesto principalmente por óxido detitanio, ferromanganeso y ferrosílico, desoxidantes y a ve-ces polvo de hierro.

Muy buena soldabilidad, tanto en arco corto como enspray.

Buen aspecto de la vistosidad de la pasada.

Buenos valores de impacto hasta -20 ºC.

La escoria se despega sin dificultad.

Régimen de transferencia suave y estable.

Rápida solidificación de la escoria lo que les hace apro-piados para el soldeo en todas las posiciones.

Hilos tipo básico (T5). Se caracterizan por:

El flux aglomerado interior en este tipo, está compuestopor: carbonato cálcico, feldespato, fluoruro cálcico, ferro-



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Unidad

manganeso y ferrosilicio, desoxidantes y a veces polvo dehierro.

Deposita un metal de aportación más puro y más limpio.Los cordones depositados son más rugosos que el tiporutilo. La escoria a veces no se elimina con tanta facili-dad, ésta es muy fluida, de ahí que los tubulares básicospueden tener limitaciones para el soldeo en vertical.

Muy buenos valores mecánicos, soportan temperaturasde hasta -50 ºC en ensayos de impacto.

Buenos resultados en controles radiográficos y ultrasoni-dos.

Hoy en día los hilos de nueva tecnología tipo T5 estándesarrollados con un total éxito para poder soldar en to-das las posiciones.

Para los hi los tubulares rellenos de flux las es-pecificaciones son.

Especificación: Hilos tubulares rellenos de flux.

AWS-A5.20 Hilos tubulares para aceros al carbono AWS-A5.29 Hilos tubulares para aceros de baja aleación.

AWS-A5.22 Hilos tubulares para aceros inoxidables.

Figura 1

¡ recuerdaExisten hilos macizos e hilos tubulares, con diferentes carac-terísticas de modo que para realizar un trabajo se deben se-leccionar los más indicados



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Unidad

ejemplo

Para realizar un recargue sobre una pieza desgastada comopuede ser las ruedas de un tren, se seleccionara un hiloacorde con las características que se quieran obtener des-pués del recargue.


Concepto de soldabilidad.La recomendación ISO 581/80 define la soldabilidad diciendoque: “ Un metal se considera soldable en un grado prefijadopor un procedimiento determinado y para una aplicaciónespecífica, cuando mediante una técnica adecuada se pue-da conseguir la continuidad metálica de la unión, de tal ma-nera que ésta cumpla con las exigencias prescritas conrespecto a sus propiedades locales y a su influencia en laconstrucción de que forma parte integrante “ .

Pieza soldada

La soldabilidad de un material determina su aptitud para ser sol-dado.


La composición química del material base, del aportado, y lastemperaturas a que han estado sometidos durante el proceso desoldeo tienen una influencia decisiva sobre la estructura meta-lúrgica, y como consecuencia, en el comportamiento del conjun-to soldado, tanto desde el punto de vista mecánico como frente

a la corrosión. Por lo tanto se pueden definir tres zonas muy ca-racterísticas en una unión soldada:


Metal de soldadura, zona que se corresponde con el metal fun-dido durante la operación de soldeo y en el que su estructura ycomposición química varían en función del material base y losaportados.



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Unidad

Zona afectada térmicamente (ZAT), es la zona adyacente a launión que se ve afectada por las altas temperaturas pero que nose llega a fundir, en ella se pueden producir modificaciones es-

tructurales y como consecuencia cambios en sus característicasmecánicas pudiendo ser muy propensa a desarrollar oxidacio-nes, grietas, o condiciones desfavorables. En general es desea-ble una ZAT estrecha.

Figura 2

Aporte térmico.

Es el calor aportado por el arco eléctrico o la llama del soplete,para realizar la soldadura, es una variable de suma importanciaa efectos de calidad y de características mecánicas de los mate-riales y en determinados casos deberá estar limitado.


Dilución.

Es la proporción en la que el metal base contribuye junto al me-tal de aportación en la composición del cordón de soldadura.



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Unidad


% Dilución = [ B / (A + B) ] * 100


Figura 3

¡ recuerdaEn toda unión soldada hay además de los materiales a unir,

el material de aportación, las zonas diluidas y las zonasafectadas por el calor ZAT que también sufren transforma-ciones estructurales.


En algunos materiales que presentan problemas de soldabilidady en ocasiones por las condiciones climáticas derivadas de la

época del año o de la situación en que se desarrollen las labo-res de soldadura, se precisa precalentar a ciertas temperaturaslas piezas que van a ser soldadas, así como retrasar o alargarlos enfriamientos de forma controlada.




Materiales


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Precalentar las piezas es muy costoso hay que disponer de

equipos apropiados, se consume corriente eléctrica, gases y seemplea tiempo, además de dificultar las operaciones de soldeo,en ocasiones la temperatura que deben soportar los/as soldado-res/as es muy elevada. Por lo tanto cuando se especifica un de-terminado precalentamiento es porque es necesario para con-seguir una determinada calidad final del trabajo debiendo se-guirse estrictamente las instrucciones dadas en el procedimiento(WPS).

Cuando el procedimiento exige un precalentamiento normalmen-te también exige, un mantenimiento entre pasadas y un enfria-

miento lento y controlado, en ocasiones esto no es posible y sedeja para tratarlo mas adelante, esto es lo que se conoce comoposcalentamientos y alivio de tensiones.

También se deben someter a estos procedimientos las piezasque han sufrido procesos de soldadura amplios, sobre grandesespesores, efectuadas por varios/as soldadores/as realizando sutrabajo a la vez, que por el propio proceso, han podido realizarel trabajo dejando tensiones, que con el paso del tiempo y losesfuerzos propios a que se deben someter acabaran limitando lavida útil de la pieza o derivando en accidente.






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Unidad


La temperatura de calentamiento, el tiempo de mantenimien-to y la velocidad de enfriamiento, dependerán de la aleaciónempleada, cada elemento de los componentes de dicha alea-ción, influirá de diferente manera, del espesor del material y deldiseño y volumen de las juntas.Biseles

Transformaciones en los materiales

Tensiones y deformaciones:Cuando calentamos un material y posteriormente lo dejamosenfriar libremente, este en principio se dilata es decir aumentasu volumen y después se contrae, diminuye el mismo, estadisminución es superior a la dilatación inicial, de forma que pro-voca una deformación en la pieza.



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Unidad

Si para que esto no ocurra sujetamos las piezas evitando asÍ ladeformación por medio de embridamientos, o atiesadores ocualquier otro método de inmovilización de las piezas, en estasaparecerán tensiones internas, puesto que no se les ha dadola oportunidad a estas fuerzas de desarrollarse libremente.


ejemplo

Por medio de estas líneas de calor, se realiza el conformadodel casco de los barcos.

¡ recuerdaCuando calentamos un material se dilata y al enfriarse secontrae, esta contracción es superior a la dilatación. De haysurgen las deformaciones y las tensiones por soldadura

En los conjuntos de piezas soldadas este mismo fenómeno esun grave problema puesto que sometemos a las mismas a ca-lentamientos y enfriamientos muy localizados y con direccionescontradictorias de forma que el resultado es que se deforman,



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Unidad

reducen sus medidas iniciales y se crean unas tensiones inter-nas que afectaran a la vida posterior de los mismos con el con-siguiente riesgo de roturas frágiles que tantos accidentes han

provocado.



Figura 4

Contracción transversal , que se produce de forma perpendicu-

lar a la anterior como muestra la figura 5

Figura 5




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Unidad

El área total de cordón desoldadura provoca tensiones Figura 6

Métodos para evitar las deformaciones:










Si hay acceso por ambos lados y el espesor es muy grueso, aun

siendo mas caras se preferirán las preparaciones en doble U ydoble V.






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Unidad

Predeformar elásticamente las piezas en sentido contrario a ladeformación prevista..

Estimar la deformación que se vaya a producir durante la solda-dura y colocar las piezas de forma que compensen dichas de-formaciones.





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Unidad

Proceso de soldeo.

Si queremos evitar las deformaciones o minimizarlas en lo posi-ble tendremos que:

Realizar en primer lugar las soldaduras que provoquen lamayor contracción.

Reducir al mínimo el aporte térmico, para ello soldaremosde la forma más rápida posible.

Para evitar un enfriamiento rápido, precalentaremos laspiezas, sobre todo cuando los espesores sean gruesos,este método debe emplearse con mucho cuidado tenien-do en cuenta que en algunos materiales puede ser perju-dicial.

Las uniones se realizarán de forma que se emplearán losmayores diámetros posibles en electrodos, hilos o varillasy así reducir al mínimo las pasadas.

Progresar de forma simétrica, de forma que las distintaspasadas se contrarresten entre sí en uniones en ángulo,así como a tope en doble V o UObservar un correcto orden

en la ejecución de soldadu-ras

ejemplo

En ocasiones es conveniente el contar con soldadores/as

zurdos/as para hacer más sencillas las progresiones y con-trarrestar las soldaduras de los soldadores/as diestros/as



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Unidad

¡ recuerda

Seguir las indicaciones dadas por los responsables de sol-dadura en cuanto a la realización y progresión de los trabajos, de esta forma minimizaras las deformaciones y tensio-nes.



En el caso de la soldadura, vamos a tomar como referencia unasoldadura ideal que nos permita definir como imperfecciones to-

do lo que se desvíe de este modelo. La valoración de las imper-fecciones para ver si la soldadura es aceptable no será la mismaen todos los casos, sino que dependerá del nivel de exigenciadel producto que se va a fabricar.

Imperfección.



Defecto.







Materiales


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3 Unidad



Faltas de fusión, empalmes defectuosos, faltas de penetración,inclusiones de escoria, inclusiones metálicas no deseables, po-rosidades, mordeduras, faltas de material, cráteres, sobre espe-sor excesivo, penetración excesiva (descolgamiento), proyec-ciones, desbordamientos, deformaciones excesivas, desnivel enlos bordes









Imperfección.

"Falta de perfección. Desviación con relación a un modelo quese considera como perfecto".

En el caso de la soldadura, se consideran imperfecciones lasdefinidas anteriormente: porosidades, faltas de fusión, empal-mes defectuosos etc

La falta de perfección no implica necesariamente que el produc-to en cuestión no sea válido para cumplir la finalidad que se pre-tende. Así, las diferentes imperfecciones estudiadas en el apar-



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Unidad

tado anterior pueden ser admisibles en muchas construccionessoldadas.



Defecto.

"Falta en las cualidades exigibles a un producto". La presenciade defectos supone que el producto tiene imperfecciones quepueden comprometer su seguridad o funcionamiento correcto, y,por tanto, no son admisibles.

También podemos definirlos como "imperfecciones lo suficien-temente importantes como para motivar la no validez del produc-to" Otra acepción de la palabra defecto es "aquello que expre-samente se defina como tal”.

¡ recuerdaLas imperfecciones y los defectos no conllevan el mismo tra-tamiento, las imperfecciones pueden ser admisibles, los de-

fectos hay que sanearlos

ejemplo

Para un trabajo determinado y en función de la severidad delcódigo aplicable a dicho trabajo, se consideran defectuosasaquellas uniones soldadas en las que aparezcan porosida-des esféricas cuyo diámetro sea superior a 3 mm.



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Unidad

Para poder hablar con propiedad de defectos, es necesario es-

tablecer previamente: Un modelo que sirva de comparación.


La valoración de las imperfecciones para determinar sillegan a ser motivo de rechazo no puede hacerse con ca-rácter general, sino que depende de factores como:


La orientación.




Como una primera aproximación, suelen considerarse muy gra-

ves las grietas y las faltas de fusión.

Es importante señalar que la importancia de una imperfecciónno siempre es proporcional a su tamaño. Así, pequeñas grietascon una orientación peligrosa, pueden ser mucho más gravesque otras imperfecciones más espectaculares. También en sol-dadura como en muchos otros campos, de pequeñas causaspueden derivarse grandes efectos.

En cualquier caso, imperfecciones que pueden ser admisiblesen algunas aplicaciones, resultarían totalmente inadmisibles en

otras.

ejemplo

Lo que se considera defecto grave y motivo de rechazo enun componente para una central nuclear puede ser perfec-tamente tolerable y no considerado como defecto en otrasaplicaciones.



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Unidad



Fisuras o Grietas.

Son el efecto de una rotura local incompleta, es uno de los de-fectos mas graves en una soldadura, se puede producir por, un

material poco soldable, enfriamientos rápidos de la soldadura,rigidez de la unión, varilla de aportación no adecuada, etc.

Faltas de fusión:El metal de aporte se ha depositado sobre metal base no fundi-do, por lo que no llega a producirse la unión intima entre ambos.Puede ocurrir entre el cordón y metal base, o entre dos cordo-nes sucesivos, es uno de los defectos típicos de procedimientosemiautomático MIG-MAG, bien por no tener los parámetrosadecuados o bien por no realizar los movimientos adecuados yno orientar correctamente la pistola.





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Unidad



Inclusiones de escoria:

Escoria aprisionada en el cordón de soldadura en semiautomáti-ca MIG-MAG. Este defecto solo se produce soldando con hilo-

tubular.

Porosidades:

Inclusiones de gas en el cordón de soldadura. También llama-das sopladuras. Pueden tomar distintas formas y tamaños. Estedefecto también es muy común en el proceso semiautomáticoMIG-MAG. La falta de gas, bien porque no llega a la tobera ouna corriente de aire inoportuna lo puede provocar.



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Unidad

Mordeduras:


Faltas de material:


Cráteres:

Pequeñas depresiones que tienden a quedar cuando se inte-rrumpe el soldeo, debidas a la contracción que experimenta elmetal al solidificarse



3 Materiales


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Unidad

Sobre espesor excesivo:

Aunque pueda pensarse que contribuya a mejorar la resistencia,

no suele ser así. Además, exige soldar más de lo necesario

Penetración excesiva:

También constituye una imperfección que suele obligar a dar re-toques para eliminar el material sobrante

Proyecciones:

Empeoran el aspecto y obligan a su limpieza. Suelen constituirfocos de corrosión

Desbordamientos:

El material aportado cae sobre una de las piezas por acción dela gravedad



3 Materiales


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Unidad




La soldadura provoca deformaciones que hay que procurar re-ducir al mínimo posible

¡ recuerda

Que si bien la variedad de calidades de los hilos macizos es

inferior a la de electrodos revestidos, esto se esta minimi-zando, y en el futuro aún se reducirá más con el empleo dehilos tubulares, ya que en el interior de estos hilos se lespuede adicionar los elementos necesarios para formaraleaciones de todo tipo y poder llegar a realizar cualquier ti-po de soldadura, bien en el campo de las reparaciones co-mo de la producción



3 Materiales


26

Unidad

? autoevaluación

1.¿Que es lo que hace que los hilos macizos mejoren elcontacto eléctrico, la corrosión y sea menor el rozamiento?

2.Los hilos tubulares T5 son de tipo

a) Rutilo.

b) Bajo rendimiento.c) Básico

3.Materiales como el aluminio y el cobre son

a) Poco conductores de calor

b) Muy conductores de calor

c) No son conductores de calor

4.Por efecto del calor las piezas sufren principalmente con-tracciones de 3 tipos que son

5.En el procedimiento MIG. MAG, uno de los defectos másfrecuentes es la porosidad ¿Cuáles son sus causas?

a) Corrientes de aire que se llevan el gas de protección.

b) Suciedad en la tobera.

c) Escaso caudal de gas.

d) Las 3 anteriores



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Unidad


1.El recubrimiento de cobre que llevan los hilos

2.Básico

3.Muy conductores de calor

4. Contracciones LongitudinalContracciones TransversalContracciones Angular

5.Las 3 anteriores



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dón de soldadura.















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Bibliografía ____________________________________




Soldadura)






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a r c o b a j o



M . I .

G .

M .

A . G . .




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Módulo 4 Soldadura con arco bajo gas protector con electrodoconsumible M.I.G. M.A.G.

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4Unidad




▌Describir las normas de uso de Prevención de Riesgos Labora-les y Medio Ambiente aplicables durante el proceso de soldeo.

Presentación.

La responsabilidad forma parte de un proceso de soldeo. Cadaproceso exige unos valores actitudinales en prevención, seguri-dad y medio ambiente.


En esta unidad didáctica aprenderás a entender la importanciade realizar correctamente tu función y asegurar los procedimien-tos adecuados.



• Proceso de inspección de soldaduras

•

Procedimientos específicos de soldeo W.P.S.• Seguridad específica relacionada con el proceso de soldeo.





4

Unidad

Control y calidad de las uniones soldadas.

Calidad.






Inspección por líquidos pe-netrantes



Control de calidad,Técnicas y actividades de carácter operativo, utilizadas para sa-tisfacer los requisitos relativos a la calidad.






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4Unidad






Diseño.











6

4Unidad




Compras.














7

Unidad


Identificación de las especificaciones, normas y códigosaplicables, en la producción así como en la supervisión ycontrol.




Elaboración de un (WPS procedimiento específico de sol-dadura), calificado, donde se recojan todas las variablesrequeridas para asegurar la repetitividad de un trabajoespecifico.Junta preparada para soldar

¡ recuerdaLa calidad no se improvisa, se consigue mediante la aplica-ción de los procedimientos en todas las fases del proceso defabricación de un producto.

ejemplo

La aplicación estricta para un trabajo determinado, de un

WPS calificado, (procedimiento específico de soldeo) garan-tiza la calidad y repetitividad del mismo.

La inspección.






8

4Unidad

Acción de medir, examinar, ensayar o verificar una o variascaracterísticas de un producto o servicio y de compararlo con losrequisitos especificados a fin de establecer su conformidad.

En cuanto a la inspección de las uniones soldadas, podría defi-nirse como el conjunto de actividades encaminadas a asegu-rar un determinado grado de fiabilidad de un conjunto sol-dado, mediante la verificación del mismo por medios ade-cuados durante las diferentes fases del proceso productivo.

El convencimiento de la importancia de inspeccionar estos conjuntos soldados, ha sido la causa de que en todos los países in-dustrializados, se hayan publicado códigos, normas y especifi-caciones relativos a su construcción e inspección, y en la mayo-

ría es la propia administración la que establece la obligatoriedadde construir e inspeccionar bajo ciertas normas.

Al mismo tiempo las industrias se han concienciado de esta ne-cesidad, creando sus propias normas o instrucciones y han es-tablecido los procedimientos de fabricación e inspección necesa-rias para que los productos o equipos por ella fabricados, cum-plan los requisitos de seguridad que los organismos, nacionaleso internacionales, fijan para el buen comportamiento en serviciode las construcciones soldadas.


De la definición anteriormente expuesta, se deduce que el prin-cipal objetivo, durante la inspección de soldaduras es, el deter-minar el grado de fiabilidad del conjunto inspeccionado.

Esto no supone que dicho conjunto soldado una vez inspeccio-nado y aprobado, se encuentre totalmente libre de defectos, du-rante la inspección, se pueden detectar imperfecciones y des-viaciones sobre los requisitos establecidos, unos habrá que sa-

near y volver a repasar con soldadura y otros que por importan-cia o situación no representen riesgo ni influyan en el compor-tamiento futuro del conjunto a pesar de su existencia se obvia-rán.

La inspección se debe realizar en relación a unas exigencias,establecidas en códigos o normas aplicables al trabajo realiza-do y son, estos mismos documentos los que en ocasiones a“priori” permiten ciertas anomalías o desviaciones respecto alideal de cero defectos, lo cual no es imposible, pero tampoco esnormalmente exigido.





9

4Unidad

Indudablemente el control de calidad incrementa el costo finalde la soldadura, por lo que al solicitar un nivel de calidad no sepuede olvidar el factor económico, en cualquier caso este siem-

pre se puede calcular con un margen mínimo de error, pero si nodisponemos de un control de calidad adecuado ¿Quien puedecalcular el coste de no tenerlo?


Una vez definido que un determinado trabajo se ha de sometera un control de inspección, este se debe planificar y dejar refle- jado en documentos escritos, aspectos tales como, quien ha deinspeccionar el trabajo, cómo lo ha de hacer, cuando, en que fa-

se del proceso se debe realizar, que proceso de trabajo han deseguir los rechazos, etc.,


La inspección se debe realizar en tres fases:




Procedimientos de soldeo, alcance, ensayos de cualificación,requerimientos como aporte térmico, precalentamientos, trata-

mientos térmicos.Cualificación de los/as soldadores/as, alcance, ensayos de cuali-ficación, periodos de validez de la cualificación.

Medios, características y estado de conservación de las máqui-nas y equipos auxiliares a utilizar.






10

Unidad








Control de la velocidad de enfriamiento, tratamientos térmicos.Dimensionado y aspecto exterior de la soldadura.

Deformaciones.


Podemos observar según lo expuesto anteriormente, que la pre-paración de la soldadura es fundamental, y en ello está la clavedel éxito, y esto lo saben bien los responsables de soldadura y

los/as soldadores/as, todos los esfuerzos que se dediquen apreparar la unión correctamente, facilitarán su labor y se veránrecompensados con uniones libres de imperfecciones, y con elconsiguiente ahorro en reparaciones y rechazos.Bisel para soldadura

¡ recuerdaLas inspecciones son necesarias y no sólo sobre los traba-

jos terminados, sino que esta se debe aplicar en todas las

etapas del proceso de producción de dichos trabajos.

ejemplo

Algunas de estas etapas son: El control de los materiales a emplear. Las temperaturas antes y durante el proceso de sol-

dadura La a titud de los es ecialistas en realizarlas





11

4Unidad


Como consecuencia de la operación de soldeo pueden produ-

cirse imperfecciones de distintos tipos. Las faltas de homoge-neidad en algunas propiedades, como la resistencia, o la resi-liencia, sólo pueden detectarse mediante ensayos destructivos,(EN) con los conocidos inconvenientes del elevado costo y ladestrucción de las piezas objeto de ensayo.





Inspección visual

Control dimensional










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4Unidad








El resultado no suele ser numérico, por lo que, en algu-nos casos, está sujeto a interpretaciones subjetivas.


A pesar de una cierta aureola, especialmente en algunatécnica como la radiografía, su capacidad de detección eslimitada, pudiendo escaparse imperfecciones importantes.

Inspección visual.











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Unidad




Figura 1




Normalmente, el cordón de soldadura que resulta de una opera-ción de soldeo no suele ser una obra de gran precisión en lo quese refiere a medidas. No obstante, esto no quiere decir que lasmedidas no tengan ninguna importancia.

En algunos casos, por no ser respetuosos con las medidas es-pecificadas en los planos de la obra se suelda mucho más delo necesario, con la consiguiente repercusión en consumos demetales de aporte, tiempos de soldeo, deformaciones, etc.






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Unidad

Figura 2

Figura 3






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Unidad

Figura 4


Se trata de una técnica relativamente sencilla que permite poneren evidencia pequeñas imperfecciones superficiales no obser-vables a simple vista. Condición imprescindible para que seandetectables por este método, es que las imperfecciones esténabiertas a la superficie de la pieza.

Sea, por ejemplo, la grieta de la pieza de la figura 5(a), suficien-temente larga y profunda como para constituir un defecto pre-ocupante, pero cuya abertura es tan pequeña que no se observaa simple vista.

Esta situación es la normal en el caso de grietas. Aparentemen-te, la superficie de la pieza no presenta ninguna anomalía ob-servable, pero el defecto está allí.


Limpieza de la superficie, que se va a examinar: de forma que,

si hay alguna imperfección que aflore al exterior, su entrada noquede oculta por alguna suciedad.

Cubierta esta fase, la superficie de la pieza está limpia, pero suapariencia es la misma de antes, no presentando ninguna ano-malía observable.





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Unidad

Figura 5 (a)

Aplicación del líquido penetrante, sobre la superficie que seva a controlar se aplica un líquido muy fluido, capaz de penetrarpor aberturas muy estrechas. En los comienzos de la aplicaciónde esta técnica se utilizaba petróleo. Normalmente es de colorrojo y puede aplicarse en forma de spray, con brocha, por in-mersión de la pieza en un recipiente que lo contenga, etc. Hayque esperar unos minutos para que tenga tiempo de infiltrarseen las posibles imperfecciones.

Al final de esta fase la superficie de la pieza aparece pintada derojo y las imperfecciones, si las hay, estarán llenas de líquidopenetrante. Tampoco se observa ninguna anomalía.

Figura 5 (b)





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Unidad



Figura 5 (c)


Aplicación del revelador pa-ra detectar defectos

Figura 5 (d)





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Unidad



Figura 5 (e)

Se trata de una técnica fácil de aplicar e interpretar, que permitela detección de grietas y otras imperfecciones que asomen a lasuperficie. Además, nos indica la posición exacta que ocupa laimperfección. La principal limitación se encuentra precisamenteen que sólo puede detectar las que tengan comunicación con elexterior.


Inspección de tubos por lí-quidos penetrantes

Al final del ensayo, en el fondo y en las paredes de la grietasiempre queda algo de líquido que se reseca y no es extraídopor el revelador. Si se repite el ensayo puede ocurrir que el de-fecto llegue a quedar enmascarado por residuos de penetrante yno dé indicaciones en ensayos posteriores.







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Unidad


Figura 6

Si la pieza en cuestión presenta alguna anomalía por ejemplouna grieta, el flujo magnético experimenta una distorsión en lasinmediaciones de la misma, creándose un campo de fuga quese propaga a través del aire.


Al apoyar los dos polos de un imán sobre la superficie a contro-lar se crea un campo magnético que circula a través de la pieza.

A continuación se espolvorea la superficie con polvo de hierro fi-namente dividido (partículas magnéticas). Si hay alguna anoma-lía el campo se distorsiona y provoca una acumulación de partí-culas que sigue la trayectoria de la imperfección. Es como si laspartículas de hierro trataran de cubrir la falta de material que sepresenta en esa zona Para mejorar la visión, las partículas sue-len ir coloreadas.





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Unidad

Figura 7

Mediante esta técnica pueden detectarse imperfecciones super-ficiales y profundas, siempre que no estén muy lejos de la super-ficie. Esto supone una mejora con relación a los líquidos pene-trantes. Como contrapartida, no detecta grietas u otras imper-

fecciones que estén orientadas en la dirección del campo.


Sólo es aplicable a los materiales magnéticos y presenta algu-nas dificultades para el control en posiciones en las que no sesostengan las partículas. La magnetización de la pieza puede





21

Unidad

realizarse mediante imanes permanentes o, más frecuentemen-te, mediante electroimanes. En la figura 8 se muestra la aplica-ción de uno de estos dispositivos, también llamados yugos.


Figura 8


Preparación de la superficie, eliminando suciedades o grasasque puedan dificultar la movilidad de las partículas. También hayque evitar rugosidades que puedan provocar acumulaciones de

partículas y falsear los resultados.










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4Unidad

En muchos casos, cuando se habla de radiografía industrial sue-le hablarse de rayos X sin entrar en más matizaciones, cuandolo más probable es que lo que se haya utilizado realmente

hayan sido rayos gamma.


No son visibles.

Son capaces de atravesar materiales opacos a la luz. No obs-tante, esta propiedad tiene sus límites. A medida que penetran através del material, las radiaciones se van atenuando (van per-diendo "fuerza"). Si la pieza es muy gruesa o de gran densidad,

puede ocurrir que no sean capaces de atravesarla, salvo que setrate de radiaciones muy penetrantes, En cualquier caso, la ra-diación que emerge por la cara posterior siempre es más débilque la que incide sobre la pieza.


Son peligrosas para las personas, por lo que hay que tomar mu-

chas precauciones en su manejo.En estas propiedades se basa la "observación" del interior dela materia mediante la utilización de rayos X o g.

Para su observación se coloca una película fotográfica debajode la misma, protegida con una funda de plástico para que no lavele la luz, y se aplica sobre la cara superior una radiación deuna cierta intensidad (la misma en todos los puntos).

Los rayos X van atravesando el material y emergen por la cara

inferior con menos "fuerza". En las partes sanas la radiación tie-ne que atravesar mucho material y sale muy debilitada, por loque impresiona poco la película, que queda bastante clara enestas zonas. Sin embargo, donde está localizada la grieta, elespesor es mucho menor.

En cuanto al poro, constituye una inclusión menos densa. Comoconsecuencia, la radiación pasa con mayor facilidad, emergien-do por la cara inferior con mayor energía. La película queda muyimpresionada en estas zonas, lo que provoca su ennegrecimien-to.





23

Unidad

Figura 9

¡ En resumen




Utiliza como medio, los ultrasonidos, ondas de la misma familiaque el sonido y, por tanto, con las siguientes propiedades:





24

Unidad

Se propagan a través de medios materiales: aire, acero, agua,etc.



Figura 10

Cuando en su recorrido se encuentran con alguna barrera, unaparte se refleja, dando lugar a lo que conocemos como el eco,

un ultrasonido se propaga a través de una pieza de acero hastaque llega al final de la misma. En este punto se refleja, produ-ciéndose un eco que vuelve en sentido contrario. En el recorridode ida y vuelta empleará un cierto tiempo, que se puede contro-lar y medir con bastante precisión.

Figura 11

Si se repite la experiencia en una pieza similar, pero que tieneuna grieta justo en la mitad del recorrido, el ultrasonido encon-trará esa barrera y se producirá el correspondiente eco . Ahora,el recorrido de ida y vuelta es mucho menor, con lo que tambiéndisminuye el tiempo empleado en recorrerlo. La observación de





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Unidad

que el ultrasonido vuelve antes de lo previsto nos indica lapresencia de una superficie reflectora en una zona que debieraestar sana: nos indica la presencia de una imperfección.


S1 S1 S1 S2 Pieza a

inspeccionar

Grieta

S1

S2 S1

(c)(b)

S1

(a)

(a) (b) (c)

Figura 12

La emisión y detección de los ultrasonidos se realiza con unospalpadores que hacen las veces de emisor y receptor . Duran-te un corto periodo de tiempo emiten ultrasonidos que se trans-miten a través de la pieza. Inmediatamente, el palpador deja deemitir y se queda a la escucha, esperando la vuelta del eco.Tanto la emisión como el eco se recogen en forma de picos en

la pantalla.






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Unidad

Figura 13

Figura 14

¡ recuerda

Que hay diferentes métodos de inspeccionar los trabajos desoldadura, el empleo de unos u otros depende de la impor-

tancia de dichos trabajos y de las normas y códigos a queestén sujetos para su construcción y futuros trabajos

Control de soldadura por ul-trasonidos ejemplo






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4Unidad

Proceso de inspección de soldaduras.Los procesos de soldeo están definidos en ISO 857 y los núme-ros de referencia de dichos procesos se indican en ISO 4063. yen la sección IX del código ASME.

PROCESO DESIGNACION

EN

DESIGNACION

AWS.


111 SMAW


114 FCAW


121 SAW


131 GMAW


135 GMAW


136 FCAW


141 GTAW






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4Unidad

Uniones.







Metales de aportación.En la mayoría de las pruebas de calificación el metal de aporteserá el mismo o muy similar al material base.


Dimensiones.

La prueba de cualificación del soldador/a deberá basarse en elespesor del material, en que trabajará el/la soldador/a durante lafabricación, es decir, espesor de la chapa o de la pared del tubo,y diámetros de los tubos. Se requiere una prueba de cualifica-ción por cada uno de los rangos de espesor y de diámetros enque quiera cualificarse.





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4Unidad



Precalentamiento.




Gases.









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Unidad

Técnica de soldeo.








Normalmente cada prueba califica para un proceso, un cambiode proceso requiere una nueva prueba de cualificación. Sin em-bargo es posible que un soldador/a se cualifique en más de unproceso con una sola prueba.

ejemplo

Ejecución correcta de una prueba de cualificación que re-

produzca la unión multiproceso, de una pasada de raíz conTIG (141) sin respaldo y a continuación rellenos y peinadocon electrodo revestido (111), dentro de los límites delrango de cualificación





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4Unidad









Cualificación (homologación) de Solda-

dores/as. (WPQ).Welder Performance Qualification.

Debemos entender la palabra cualificar, como valoración de ap-titud, de modo que un soldador/a cualificado es aquel que des-pués de haber superado unas pruebas ha demostrado tenerunos conocimientos y habilidades concretas, en el lenguaje coti-diano se utiliza el término homologación.





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4Unidad

El certificado de cualificación u homologación, es el documentoescrito donde se registran las condiciones de las pruebas reali-zadas por el/la soldador/a, el resultado de las mismas, y los ti-

pos de soldadura para las que el/la soldador/a queda certificadou homologado. En el certificado quedan reflejados todos aque-llos datos que demuestran la aptitud del soldador/a por haberdemostrado su competencia, bajo las variables y los condicio-namientos de un WPS ya calificado.

Certificación.

El certificado de cualificación será establecido para confirmarque el/la soldador/a ha superado con éxito la prueba de califica-

ción. En este certificado quedarán recogidos todos los paráme-tros de soldeo aplicados durante la prueba. Si el/la soldador/ano supera cualquiera de los ensayos establecidos, no se emitiráel certificado.


Tanto la prueba práctica como la de evaluación de conocimien-tos se califican como “ Aceptable” o “No ensayado”.


Periodo de validez.


La cualificación del soldador/a tendrá validez por un periodo dedos años, siempre que quien le contrata o su coordinador/afirme el correspondiente certif icado a intervalos de seis me-ses y se cumplan, además las siguientes condiciones:






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4Unidad




Renovación.

La validez de la cualificación puede ser extendida y renovadasucesivamente por periodos de dos años, a condición de que sesatisfagan las siguientes condiciones.




Normas y códigos.









34

Unidad

¡ recuerda¡ recuerdaSiempre que los trabajos estén sujetos a un proceso especi-fico de soldeo WPS, se deberán seguir estrictamente las va-riables establecidas en el mismo, por personal cualificado ycertificado.

trabajos estén sujetos a un proceso especi-fico de soldeo WPS, se deberán seguir estrictamente las va-riables establecidas en el mismo, por personal cualificado ycertificado.

Seguridad especifica relacionada con el proceso desoldeo.Seguridad especifica relacionada con el proceso desoldeo.

Normas de seguridad e higiene en sol-dadura.Normas de seguridad e higiene en sol-dadura.

La soldadura constituye uno de los procesos en los que intervie-nen mayor cantidad de variables a tener en cuenta a la hora dela seguridad de las operaciones. Esto es así porque hasta en elmás sencillo proceso de soldeo actúan riesgos combinados deelectricidad, toxicidad de agentes químicos, radiaciones, calor,etc, y que no solo afectan al soldador/a sino que también a suentorno y a terceros.

La soldadura constituye uno de los procesos en los que intervie-nen mayor cantidad de variables a tener en cuenta a la hora dela seguridad de las operaciones. Esto es así porque hasta en elmás sencillo proceso de soldeo actúan riesgos combinados deelectricidad, toxicidad de agentes químicos, radiaciones, calor,etc, y que no solo afectan al soldador/a sino que también a suentorno y a terceros.

Para realizar un estudio higiénico en puestos de soldadura hayque tener presente:Para realizar un estudio higiénico en puestos de soldadura hayque tener presente:

El metal base a soldar. El metal base a soldar.

El metal de aportación El metal de aportación


flux, etc.


flux, etc.Guantes de soldador EPIs

Tipo de soldadura, ya que de ella dependerá la temperatura detrabajo, y la atmósfera circundante.Tipo de soldadura, ya que de ella dependerá la temperatura detrabajo, y la atmósfera circundante.

El recubrimiento del metal base. El recubrimiento del metal base.







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Unidad




Las radiaciones del arco, no solo a los/as soldadores/assino a los trabajadores que operen en su entorno.

Pantalla filtro de rayos EPIs Descargas eléctricas.


Protección personal. (EPI‘s)

Las prendas de protección personal son las que se indican acontinuación debiendo elegirse entre aquellas que se encuen-tren homologadas.


Botas de seguridad,Mandil de soldador EPIs




Mascarillas auto filtrantes y equipos de respiración autónoma.Que protejan las vías respiratorias.

Polainas y manguitos de sol-

dador EPIs Gafas de seguridad para la protección de los ojos.

Cinturones de seguridad y arnés, protegen contra la caída dealtura






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Unidad





Óxidos.

Restos de aceites utilizados en procesos como extursión, es-tampación.Extracción forzada de

humos

Restos de ácidos y disolventes en piezas sometidas a tratamien-tos de limpieza y desengrasado.

Recubrimientos con baños metálicos en piezas cromadas, cad-miadas o galvanizadas.

La eliminación de riesgos exige que estos no alcancen la zona

respiratoria y para conseguirlo hay que prestar atención.




Cuando varios/as soldadores/as realizan labores de soldadura ocorte de metales en una zona de trabajo cerrada se produciráuna contaminación del aire que respira cualquier persona que seencuentre en dicha zona.

Ventilación forzada en un ta-ller






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4Unidad


La extracción localizada realiza la captación de los humos lo

más cerca posible del punto donde se producen, es el modomás idóneo ya que no permite la difusión al ambiente evitandoasí su inhalación por el resto de trabajadores.


La impulsión consiste en generar una corriente de aire encimadel punto donde se origina, tiene el inconveniente que si bienel/la soldador/a no respira el humo directamente este queda en

el ambiente y si no se extrae por otros medios lo respiran todoslos operarios que trabajen en el entorno incluido él.




Infrarrojos. Que producen gran cantidad de calor.Ultravioleta. Son los más peligrosos ya que pueden dañar losojos y producir quemaduras en la piel.


La utilización de generadores de corriente alterna y / o continua,supone un riesgo por contactos directos o indirectos en la mani-pulación de estos equipos que proporcionan unas tensiones de

vacío de hasta 80 ó 90 voltios máximo y en servicio de entre 15y 40 voltios y que suministran intensidades de hasta 600 ampe-rios aproximadamente.


Los cables deben tener la sección suficiente para soportar lagran densidad de corriente utilizada, teniendo en cuenta ademásla longitud de las mangueras.





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Unidad

ejemplo



La carrocería de los equipos debe estar conectada a tierra para

evitar descargas a los operarios por una derivación del circuitode alimentación.

Cuando se van a utilizar estos equipos en ambientes húmedosy espacios reducidos, la tensión de vacío debe estar limitada a50 V en corriente alterna y a 75 V en corriente continua.


Se deben mantener las fuentes de energía en buen estado, rea-lizando un mantenimiento adecuado para cada máquina y evi-tando la acumulación de polvo en su interior.





Los edificios deben ser sólidos de acuerdo al uso al que se des-tinan, con suelos fijos no resbaladizos bien iluminados, las aber-





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4Unidad

turas y desniveles señalizados debidamente, con vías de circu-lación tanto en interiores como en exteriores señalizadas y conzonas de almacenamiento fabricación y montaje bien acotadas.

Las condiciones ambientales serán adecuadas, evitando tempe-raturas extremas, humedades, corrientes de aire, olores des-agradables e irradiaciones excesivas, en todo momento debeexistir orden y limpieza.



Ventilar los espacios muy cerrados con aire limpio.Protegerse con ropa difícilmente inflamable.

Proteger al resto de trabajadores del entorno con pantallas deprotección de chapa, o tejidos ignífugos.

Está prohibido que una persona sola trabaje en espacios confi-nados, como un depósito por ejemplo, el equipo debe quedarfuera al cuidado de un ayudante, y se comprobará con un explo-símetro la ausencia de gases, la pinza porta electrodo estaráperfectamente aislada y la masa bien sujeta al material si la ven-tilación no es adecuada utilizar equipos de respiración autóno-mos.





En montajes industriales al exterior, además de todo lo anteriortambién se tendrá en cuenta:

Si tenemos que trabajar en altura los andamios serán de un mo-delo homologado y estarán perfectamente sujetos, con barandi-llas de seguridad apropiadas.





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Unidad


Utilizar Redes de material ignífugo, cintos o arneses de seguri-dad y casco. No trabajar con vientos superiores a 60 Km./hora.

En reparaciones no se puede trabajar sobre circuitos de tuberíaso en depósitos que hayan almacenado o conducido líquidos ogases combustibles hasta que se tenga la seguridad de haberventeado toda la instalación.

¡ recuerda

Que cuando realices trabajos de soldadura, deberás adoptary respetar todas las normas establecidas para protegerte tuy al resto de compañeros afectados de todos los riesgos queafecten al entorno y utilizar las prendas de protección perso-nal adecuado en cada caso.





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Unidad

? autoevaluación

1.Las etapas básicas de la calidad son 5 ¿Cuales son?

2.Los líquidos penetrantes delatan defectos........

a) Internos de las piezas.

b) Superficiales de las piezas.

c) De los dos tipos de defectos

3.Las galgas, plantillas y calibres sirven para:

4.Que dos tipos de rayos se utilizan en las inspeccionesradiológicas de los conjuntos soldados

5.Welder Performance Qualification. WPQ ¿Qué documen-to es este?

a) Certificado de homologación del/la soldador/a.

b) Certificado de homologación del procedimiento.

c) Certificado de conformidad de la inspección





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Unidad


1.Diseño, compras, producción, inspección y pruebas

2.b) Superficiales de las piezas

3.Realizar los controles dimensionales especificados en los

planos sobre la cantidad de soldadura a aportar

4. Rayos XRayos Gamma

5.a) Certificado de homologación del soldador/a





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dón de soldadura.

















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