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SOLDADURA Grupo n°5: Azurin Solis Wilfredo Ramos Anahue Justo Jose Muñoz Pimentel Diego Alejandro Garcia Arotaipe Joule INTRODUCCIÓN E INFORMACIÓN GENERAL Según la AWS se define una soldadura como la unión de dos metales en uno por calentamiento a temperaturas adecuadas. Algunas ventajas con respecto a otros tipos de uniones están: - Estanqueidad (sellado de equipos que manejan fluidos a presión, con altas temperaturas) - Resistencia mecánica - Resistencia a la corrosión. PROCESOS DE SOLDADURA TIPOS DE SOLDADURA AWS • Soldadura blanda: Es la unión de dos piezas de materiales diferentes por medio de otro llamado de aporte, ente se aplica entre ellas en estado líquido. (Plomo y estaño entre 180°C y 370°C menor que 425°C) • Soldadura fuerte: Se aplica también material de aporte en estado líquido pero este metal por lo general es no ferroso y tiene un punto de fusión superior a 425°C. Soldadura blanda cautin • Soldadura por forja: Consiste en el calentamiento de las piezas a unir en una fragua hasta su estado plasmático y posterior mente por medio de presión o martilleo (forjado). • Soldadura por haz de laser: Es un proceso que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar los materiales a unir. SOLDADURA SEGÚN FORMA • Por arco eléctrico: Es un tipo de soldadura por fusión, la corriente eléctrica es usada para generar el arco eléctrico entre el material base y la barra del electrodo consumible. Esto se realiza a temperaturas comprendidas entre 3500 a 4000°C. P. SOLDADURA MANUAL SHIELDED METAL ARC WELDING “SMAW” Espesores entre 3 y 38mm Para toda posición. Aceros al carbono, aceros aleados, inoxidables y metales no ferrosos como aluminio, cobre, níquel y sus aleaciones. Naval, maquinarias, estructuras, tanque, esferas de almacenamiento, puentes, recipientes a presión calderas, refinerías de petróleo, oleoductos, minería y otros. Sin material de aporte 0.3mm a 4mm Aceros inoxidables, aceros al carbono, Cr-Mo resistentes al calor, aluminio, magnesio, níquel y sus aleaciones. Metales sensibles a la oxidación como Titanio y Circonio. SOLDADURA MANUAL GAS TUNGSTEN ARC WELDING “GTAW” GAS METAL ARC WELDING “GMAW” Alambre 0.8mm => espesor 1mm. Alambre 1.0mm => espesor 2mm. Alambre 1.2mm => espesor 2.5mm. Suelda la mayoría de los metales y aleaciones que se comercializan. En toda posición. Se pueden mecanizar. P. SOLDADURA SEMIAUTOMATICO MIG: Soldadura de arco metálico con gas inerte utiliza un gas inerte. Su empleo se da normalmente en aceros inoxidables, cobre, aluminio, chapas galvanizadas y aleaciones ligeras. Soldadura de arco metálico con gas activo se usa gas protector químicamente activo (dióxido de carbono, argón más dióxido de carbono, argón más oxigeno). Se utiliza básicamente para aceros no aleados o de baja aleación. MAG: FLUX-CORED ARC WELDING “ FCAW-G” Alambre 1.2mm => espesor 5mm. Suelda la mayoría de los metales y aleaciones que se comercializan. En toda posición. Se pueden mecanizar. Alambre 1.6mm => espesor 6mm. Toda posición. Genera muchos gases. Se pueden mecanizar. Tobera Punta de contacto Gas de protección Escoria solidificada Fundente Arco y metal transferido Depósito líquido Escoria líquidaDepósito solidificado Electrodo tubular con protección de gas Punta de contacto Depósito líquido Depósito solidificado Electrodo tubular AUTOPROTEGIDO Polvos metálicos, materiales formadores de vapor, desoxidantes y refinadores Escoria liquida Escoria solida Gas de protección Arco y metal transferido P. SOLDADURA SEMIAUTOMATICO FLUX-CORED ARC WELDING “FCAW-S” P. SOLDADURA SEMIAUTOMATICO P. SOLDADURA MECANIZADO SAW El SAW usa mayores amperaje y voltaje (> 300Amp / >27Vol) comparados con FCAW, GMAW, SMAW y GTAW. El proceso SAW de mayor velocidad de avance (>20cm/min), comparado con FCAW, GMAW, SMAW y GTAW. GASES DE PROTECCIÓN • La función principal de los gases de protección es evitar que el metal, el baño de fusión y el electrodo se oxiden o contaminen con impurezas. • Si hay contacto con el aire, se producirán óxidos , porosidad. • Promueve la estabilidad del arco y la transferencia uniforme de metal de soldadura • los gases interactúan con el metal base y el de aporte para producir las propiedades mecánicas de la soldadura. • Los procesos mas comunes que usan gases de protección son: • GTAW • GMAW • FCAW • PAW (Plasma arc welding) En este proceso hay dos flujos independientes de gas, el gas plasmageno que fluye alrededor del electrodo y el gas de protección el cual proporciona protección al baño de fusión. ‐ Alta densidad energética. ‐ Mínima distorsión por calor debido a la gran velocidad de soldeo. ‐ Excelente calidad en los cordones. ‐ Son comparadas con la soldadura laser pero co costos minimizados. Ventajas: • Soldadura con Flama OAW (Soldadura oxiacetilénica): Este procedimiento por fusión usa como fuente calorífica la llama. Se queman el oxígeno y el acetileno (C2H2) por medio de un mechero o soplete a través de válvulas reductoras de presión la llama llega a una temperatura aproximada de 3480°C. FACTOR DE DEPOSICION Y FACTOR DE OPERACIÓN PROC. FACTOR DE OPERAC.(%) SMAW 5 – 60 GTAW 5 – 20 FCAW 10 – 60 GMAW 10 – 60 SAW 50 – 100 PROC . DE DEPO. (%) SMAW 60 - 70 GTAW 95 FCAW 79 GMAW 90 SAW 95 MANUA L SEMIAU T. MECA N. Es la cantidad de material de aporte que forma parte del cordón de soldadura Tiempo neto de arco de soldadura. PRODUCTIVIDAD • Indicador de eficiencia que relaciona la cantidad de recursos utilizados con la cantidad y calidad de producción obtenida. MANULA SEMIAUTOMATICO MECANIZADO AUTOMATIZADO FUENTE DE PODER EQUIPOS DE SOLDADURA • Por arco eléctrico Estáticas: ‐ Maquinas tipo transformador: Estos proporcionan corriente alterna. ‐ Maquinas rectificadoras: Corriente alterna a continua. ‐ Maquinas rectificadoras- transformadoras: Estas máquinas proporcionan corriente continua y corriente alterna. Se clasifican en 3: Soldadura con Electrodo Revestido Rotativas (inversoras): Es una máquina que funciona a base de un motor y una dinamo que hace que genere energía para soldar y se clasifican en dos: ‐ Funciona con corriente proporcionada por una red general de electricidad. ‐ Funciona con suministros de gasolina y petróleo generalmente se usa en lugares donde no hay una red de suministro de energía eléctrica. Por Alambre Solido y Gas En esta máquina están los procesos MIG/MAG ‐ Suministro del gas y controles. ‐ Material de aporte ‐ Motor para la alimentación de alambres y controles. ‐ Pistola para la soldadura semiautomática con un sistema de refrigeración de agua o aire. ‐ Fuente de poder Por arco Eléctrico con Electrodo de Tungsteno y Gas: ‐ Fuente de poder. ‐ La pistola y los electrodos de tungsteno. ‐ Los alambres para metal de relleno. ‐ El gas protector y controles. La máquina Puede ser un rectificador con CA/CC o un generador de corriente continua (CC) con una unidad de alta frecuencia. • Por Arco Sumergido: Esta máquina trabaja con corriente continua o alterna su y su fuente deberá tener un ciclo de trabajo del 100% MECANIZACIÓN DE P. S. SEMIAUTOMATIC OS VIDE O MECANIZACIÓN DE PROCESOS SEMIAUTOMÁTICOS Semiautomático. Mecanizado Mecanización de procesos semiautomáticos. 10 minutos arco neto, durante el proceso de soldadura PROCESO S FACTOR DE OPERAC.(%) FCAW 10 – 60 GMAW 10 – 60 SAW 50 – 100 FCAW 100 GMAW 100 VENTAJAS DE LAS MEJORAS TECNOLÓGICAS GMAW f: 0 a 1 mm R: 2.5 a 3 mm T1: 7.11 mm SMAW f: 2.5 a 3mm R: 2.5 a 3 mm T1: 7.11 mm COMPARACIÓN DE PROCESOS SMAW VS GMAW (PIPEPRO 450) - ASTM A53 Gr B - 6” pulgadas de Diámetro SCH 40 PASE ELECTRO DO CANTI D. P. UNID (gr) P. TOTAL (gr) 1 E6010 7 26.90 188.30 2 E7018 6 23.50 141.00 3 E7018 7 23.50164.50 T. ALAMB. P. INICIAL ROLLO (kg) P. FINAL ROLLO (kg) ER70S-6 2.09 1.79 CONSUMO (kg) 300.00 CONSUMO (gr) 493.80 PROCESO CONSUMO (gr) diferenc( gr) SMAW 493.80 193.80 65% GMAW 300.00 T. DE SOLDEO (min) diferencia (min) 41 20.00 95% 21 TIPOS DE ELECTRODOS • Clasificación de Electrodos por el Revestimiento Tipo Celulósico: Este electrodo contiene en su revestimiento 45% de celulosa. El arco eléctrico del electrodo calienta el recubrimiento descomponiendo la celulosa en CO, CO2 y vapor de agua. Este tipo de electrodo forma poca escoria siendo principalmente usado en soldadura vertical descendente y altas penetraciones Es principalmente un bióxido de titanio. De usa el electrodo para corregir fallas en el tipo de preparación. Base de Rutilo: Este electrodo se utiliza en trabajos de serie y de pocos requerimientos. Bajo Hidrógeno: Produce las soldaduras de más alta calidad debido a su bajo contenido de carbono e hidrogeno. Tiene Carbonato de Calcio, Fluorita (Neutraliza las impurezas del fósforo de tipo ácido que son perjudiciales), Manganeso. Se utiliza este tipo de electrodos en aceros con alto contenido de carbono 0.25% aceros efervescentes y en construcción rígida. Oxido de Fierro:Se caracteriza por su tipo de escoria liquida y su alta velocidad de depósito y limpieza. Polvo de Fierro: Contiene un 50% de fierro en el revestimiento. Este electrodo fue hecho para competir con los procesos semiautomáticos en la industria. • Tipos de Soldadura Según su Aplicación Soldadura de Aceros al Carbono y Baja aleación: - AWS E6010 (CELLOCORD P): Electrodo celulósico de buena penetración en toda posición. Muy buen desempeño en soldaduras verticales y sobre cabeza. Aplicaciones: cañerías, tuberías, estructuras, cascos de barcos, tanques, calderas, recipientes a presión, etc. - AWS 6011 (PUNTO AZUL): Electrodo celulósico de buena penetración en toda posición. Se puede emplear con corriente alterna y puede ser aplicado sobre acero contaminado, oxidado o pintado. Aplicaciones: tubos de acero con o sin costura, calderas, condensadores, intercambiadores, soldaduras de filete, ideal para trabajos de fabricación de Carpintería Metálica en general y fabricación de estructuras livianas. - AWS E7018 (SUPERCITO): Electrodo revestido de tipo básico. Bajo nivel de salpicaduras y la escoria es de muy fácil remoción. Dentro de su categoría es el producto que presenta los mejores niveles de resistencia a la tracción. Aplicaciones: Soldaduras de tuberías de vapor, calderas de alta presión, piezas de maquinaria pesada, instalaciones de la industria petrolera, petroquímica y minera. Soldadura de Hierro Fundido: - AWS Ni-CI (CITOFONTE): Electrodo con núcleo de Ni puro y revestimiento básico grafítico. Aplicaciones: Ideal para reparaciones de fundición gris tanto en frío como en caliente. Soldadura de Aceros Inoxidables: - AWS E308L-16 (INOX AW): Es un electrodo rutílico básico para aceros inoxidables austeniticos. Tiene bajo aporte de carbono. Aplicaciones: En la industria alimenticia, química medicinal y petrolera. Soldadura de Recubrimientos Duros: - DIN E1-350: Electrodo para combatir el rozamiento ínter metálico, deja un deposito mecanizable con herramientas de acero rápido. Aplicaciones: reconstrucción de piezas de orugas, material en trenes rodantes, engranajes, ejes, eslabones, cilindros y rodillos de apoyo en hornos. - AWS E4043 (Aluminio): Electrodo de aluminio aleado al 5% de Si. Apto para juntas de aluminio puro, aleado y sus combinaciones. Se recomienda precalentar entre 150 y 250°C espesores mayores a 10mm. Aplicaciones: En reparación de defectos y fisuras en piezas de aluminio. Titulo 1 : Posiciones de Soldeo PLANA Titulo 2 : Posiciones de Soldeo Horizontal/Cornisa Titulo 3 : Posiciones de Soldeo Vertical Titulo 4 : Posiciones de Soldeo Sobrecabeza/ Techo Posición 1G – PA - plana • Consideraremos posición plana en un giro de las caras en los ángulos de 150° a 210° si se pasa de estos valores ya es considerado 2 G u otro. Posición 2G – PC –horizontal • La posición de soldado 2G es todo lo que no se podía hacer en 1G de esta forma la 2G complementa a la 1G para un trabajo mejor si la 1G tenía ángulos de trabajo la 2G no presenta estos inconvenientes. Posición de soldeo 3G – PF –PG (sobre cabeza) • Hablando en la norma AWS, PE es denominada a posición de soldadura ascendente y la PG es denominada como posición de soldadura descendente • INCLINACION DE EJES 15° a 80 ° y 80° a 90° notaremos que estos ángulos de inclinación son el complementario del Angulo de ejes del 1G • INCLINACION DE CARA se puede trabajar en todos los ángulos de 0° a 360° Posición de soldeo 4G – PE También conocida como sobre cabeza • INCLINACION DE EJES de 0° a 80° • ROTACION DE CARAS de 0° a 80° y de 280° a 360° POSICIONES EN UNION DE FILETE/ FILLET Posición acunada 1F – PA En la parte de tubos notaremos que si lo hacemos girar y soldamos desde una posición estaríamos soldando como si fuesen dos planchas sin movernos • INCLINACION DEL EJE varía de 0° a 15° • ROTACION DE CARA varía de 150° a 210° Posición acunada 2F – PB • INCLINACION DEL EJE varía de 0° a 15° • ROTACION DE CARA varía de 125° a 150° y 210° a 360° Posición acunada 3F – PF – PG. • Consideramos que la PF es la posición de soldado de vertical ascendente y la PG es la posición de soldado de vertical descendente . • INCLINACION DEL EJE varía de 15° a 90°. • ROTACION DE CARA varía de 125° a 235° y 0° a 360°. Posición acunada 4F – PD • INCLINACION DEL EJE varía de 0° a 80°. • ROTACION DE CARA varía de 0° a 125° y 235° a 360°. Seguridad en la Soldadura (Referida en el manual de seguridad en edificaciones g-050) • Cuando se realiza una soldadura durante la cual ciertas partes conductoras de energía eléctrica están al descubierto, el operador tiene que observar con especial cuidado las reglas de seguridad, a fin de contar con la máxima protección personal y también proteger a las otras personas que trabajan a su alrededor. Protección Personal Máscara de soldar, protege los ojos, la cara, el cuello y debe estar provista de filtros inactínicos. Guantes de cuero, tipo mosquetero con costura interna, para proteger las manos y muñecas. Coleto o delantal de cuero, para protegerse de salpicaduras y exposición a rayos ultravioletas del arco. Polainas y casaca de cuero, cuando es necesario hacer soldadura en posiciones verticales y sobre cabeza. Zapatos de seguridad, que cubran los tobillos para evitar el atrape de salpicaduras. Gorro, protege el cabello y el cuero cabelludo, especialmente cuando se hace soldadura en posiciones de sobre cabeza. Elementos de Protección Personal Protección a la vista • El arco eléctrico que se utiliza como fuente calórica y cuya temperatura alcanza sobre los 4.000° C, desprende radiaciones visibles y no visibles. Dentro de estas últimas, tenemos aquellas de efecto más nocivo como son los rayos ultravioletas e infrarrojos. • El tipo de quemadura que el arco produce en los ojos no es permanente, aunque sí es extremadamente dolorosa. Su efecto es como “tener arena caliente en los ojos”. Para evitarla, debe utilizarse un lente protector de vidrio inactínico. Seguridad al usar una máquina soldadora • Antes de usar la máquina de soldar al arco debe guardarse ciertas precauciones, conocer su operación y manejo, como también los accesorios y herramientas adecuadas. • Para ejecutar el trabajo con facilidad y seguridad, debe observarse ciertas reglas muy simples: Circuitos con Corriente • En la mayoría de los talleres el voltaje usado es 220 ó 380 volts. El operador debe tener en cuenta el hecho que estos son voltajes altos, capaces de inferir graves lesiones. • Por ello es muy importante que ningún trabajo se haga en los cables, interruptores, controles, etc., antes de haber comprobadoque la máquina ha sido desconectada de la energía, abriendo el interruptor para desenergizar el circuito. Cualquier inspección en la máquina debe ser hecha cuando el circuito ha sido desenergizado. Línea a Tierra • Todo circuito eléctrico debe tener una línea a tierra para evitar que la posible formación de corrientes parásitas produzca un choque eléctrico al operador, cuando éste, por ejemplo, llegue a poner una mano en la carcaza de la máquina. Nunca opere una máquina que no tenga su línea a tierra. Cambio de Polaridad El cambio de polaridad se realiza para cambiar el polo del electrodo de positivo (polaridad invertida) a negativo (polaridad directa). No cambie el selector de polaridad si la máquina está operando, ya que al hacerlo saltará el arco eléctrico en los contactos del interruptor, destruyéndolos. Si su máquina soldadora no tiene selector de polaridad, cambie los terminales cuidando que ésta no esté energizada. Cambio del Rango de Amperaje En las máquinas que tienen 2 o más escalas de amperaje no es recomendable efectuar cambios de rango cuando se está soldando, esto puede producir daños en las tarjetas de control, u otros componentes tales como tiristores, diodos, transistores, etc. En máquinas tipo clavijeros no se debe cambiar el amperaje cuando el equipo está soldando ya que se producen serios daños en los contactos eléctricos, causados por la aparición de un arco eléctrico al interrumpir la corriente. Circuito de Soldadura • Cuando no está en uso el porta electrodos, nunca debe ser dejado encima de la mesa o en contacto con cualquier otro objeto que tenga una línea directa a la superficie donde se suelda. El peligro en este caso es que el porta electrodo, en contacto con el circuito a tierra, provoque en el transformador del equipo un corto circuito. Seguridad en Operaciones de Soldadura • La soldadura no es una operación riesgosa si se respetan las medidas preventivas adecuadas. Esto requiere un conocimiento de las posibilidades de daño que pueden ocurrir en las operaciones de soldar y una precaución habitual de seguridad por el operador. • Condiciones ambientales que deben ser consideradas: Riesgo de Incendio Nunca se debe soldar en la proximidad de líquidos inflamables, gases, vapores, metales en polvo o polvos combustibles. Cuando el área de soldadura contiene gases, vapores o polvos, es necesario mantener perfectamente aireado y ventilado el lugar mientras se suelda. Nunca soldar en la vecindad de materiales inflamables o de combustibles no protegidos. Ventilación Soldar en áreas confinadas sin ventilación adecuada puede considerarse una operación arriesgada, porque al consumirse el oxígeno disponible, a la par con el calor de la soldadura y el humo restante, el operador queda expuesto a severas molestias y enfermedades. Humedad La humedad entre el cuerpo y algo electrificado forma una línea a tierra que puede conducir corriente al cuerpo del operador y producir un choque eléctrico. El operador nunca debe estar sobre una poza o sobre suelo húmedo cuando suelda, como tampoco trabajar en un lugar húmedo. Deberá conservar sus manos, vestimenta y lugar de trabajo continuamente secos. Procesos de soldadura mediante arco eléctrico. En la soldadura eléctrica, el tono del cristal dependerá de la intensidad de la corriente con la que se esté trabajando, y del tipo de soldadura y electrodo que se vaya a utilizar. La tabla siguiente sirve para orientar en la elección del cristal. Caudal de acetileno: La elección del tono del cristal dependerá en este caso de la cantidad de acetileno que se utilice durante el proceso de soldadura. Slide 1 Slide 2 PROCESOS DE SOLDADURA Slide 4 Slide 5 Slide 6 P. SOLDADURA MANUAL SOLDADURA MANUAL P. SOLDADURA SEMIAUTOMATICO Slide 10 P. SOLDADURA SEMIAUTOMATICO P. SOLDADURA SEMIAUTOMATICO P. SOLDADURA MECANIZADO SAW GASES DE PROTECCIÓN Slide 15 Slide 16 FACTOR DE DEPOSICION Y FACTOR DE OPERACIÓN PRODUCTIVIDAD FUENTE DE PODER Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 MECANIZACIÓN DE P. S. SEMIAUTOMATICOS MECANIZACIÓN DE PROCESOS SEMIAUTOMÁTICOS VENTAJAS DE LAS MEJORAS TECNOLÓGICAS Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Posición 1G – PA - plana Posición 2G – PC –horizontal Posición de soldeo 3G – PF –PG (sobre cabeza) Posición de soldeo 4G – PE Slide 42 POSICIONES EN UNION DE FILETE/ FILLET Posición acunada 1F – PA Posición acunada 2F – PB Posición acunada 3F – PF – PG. Posición acunada 4F – PD Slide 48 Protección Personal Elementos de Protección Personal Protección a la vista Seguridad al usar una máquina soldadora Circuitos con Corriente Línea a Tierra Cambio de Polaridad Cambio del Rango de Amperaje Circuito de Soldadura Seguridad en Operaciones de Soldadura Riesgo de Incendio Ventilación Humedad Slide 62 Slide 63
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