miércoles, 2 de junio de 2010

CALIDAD EN LA SOLDADURA

Antes de hacer una union, es necesario que la soldadura "moje" los metales básicos o metales base que formaran la unión. Este es el factor mas importante al soldar. Al soldar se forma una unión intermolecular entre la soldadura y el metal. Las moleculas de soldadura penetran la estructura del metal base para formar una extructura sólida, totalmemte metálica.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Si la soldadura se limpia mientras esta aun derretida, sera imposible retirarla completamente. Se ha vuelto una parte integral de la base. Si unmetal graso se sumerge en agua no se "mojara" no importa que tan degado sea el aceite, se formarán bolitas de agua que se pueden sacudir de la superficie. Si el metal se lava en agua caliente utilizando detergente y se seca con cuidado, sumergiendolo de Nuevo en agua, el liquido se extendera completamente sobre la superficie y formara una pequeña capa. Esta capa de agua no se puede quitar a menos que se seque. El material esta entonces "mojado". Cuando el aguamoje el metal entonces esta perfectamente limpio, de tal forma la soldadura mojara el metal cuando las superficies de la soldadura y del metal estan completamente limpias. El nivel de limpieza que se requiere es mucho mayor que con el agua sobre el metal. Para tener una Buena unión de soldadura, no debe de existir nada entre los dos metáles. Casí todos los metáles se oxidan con la exposición al aire y hasta la capa mas delgada impedira que la soldadura moje el metal.
Cuando se unen dos superficies limpias de metal y se sumergen en soldadura fundida, la soldadura mojara el metal y subira hasta llenar los espacios entre las superficies contiguas. A esto se le conoce como la acción capilar. Si las superficies no estan limpias, no ocurrira la operación de mojado y la soldadura no llenara la unión. Cuando las tablillas con orificios cromados por una ola de soldadura, es esta fuerza la que llena los orificios y produce un llenado en la superficie superior. La presión de la ola no es lo que produce, esto si no la acción capilar de la soldadura.
Todos hemos visto insectos que caminan sobre la superficie de un estanque sin mojarse las patas. Ellos se apoyan sobre una capa o fuerza invisible llamada tension de la superficie. Esta es la misma que hace que el agua se conserve en bolitas sobre el metal aceitoso. La tensión de la supercie es la capa delgada que se ve sobre la superficie de la soldadura derretida. Los contaminantes de la soldadura pueden incrementar la tensión de la superficie y la mayoria pueden controlarse cuidadosamente. La temperatura de la soldadura tambien afectara la tensión de la superficie, reduciendola al incrementar su temperatura. Este efecto es pequeño comparado al de la oxidación. La pureza de la soldadura tiene una gran efecto en la parte terminada y el numero de rechazos. Por consiguiente entender los efectos de la contaminación de la soldadura obviamente nos puede llevar a mejorar la calidad de las partes producidas a un costo reducido. Se recomienda no ignorar los efectos perjudiciales de las impurezas de la soldadura en la calidad y el indice de produccióndel equipo de soldadura por inmersión o de onda. Algunos de los problemas que prevalecen a causa de soldadura contaminada son uniones opacas o asperas, puentes y no poderse "mojar". Cambiar la soldadura no es necesariamente la solución. Las soldaduras se pueden dividir en tres grupos básicos:
1).- Soldadura Reciclada
2).- Virgen.
3).- Alto Grado de Pureza.
Soldadura reciclada es desperdicio de Estaño y Plomo que se puede comprar y refinar por medio de procedimientos metalurgicos regulares. Los altos niveles de impureza pueden provocar problemas en las lineas de producción en masa. Soldadura Virgen este termino se refiere a la soldadura que estan compuestas de Estaño y Plomo estraidos del mineral. El nivel de pureza del Estaño y Plomo de esta materias primas es alto y excede, en muchos aspectos de la magnitud y las normas (ASTM & QQS-571). Soldadura de alto grado de pureza se selecciona Estaño y Plomo con bajo nivel de impurezas y se produce soldadura con bajo nivel de impurezas.
Antes de discutir problemas y solucionesconsidere la fuente de la contaminación metálica en un crisol u onda durante la manufactura. Obviamente en una parte del equipo bien fabricada, las paredes del recipiente para el metal fundido, al igual que la bomba y todas las demás superficies que llegan a estar en contacto con la soldadura estan hechas con un metal como el aceroinoxidable. La contaminación del baño, por consiguiente, puede resultar unicamente por el contacto con el trabajo mismo.
Esto significa que un numero limitado de elementos se adquieren, dependiendo de la linea de producción. En el crisol de inmersión, esto significa que se podra encontrar cobre y zinc, al soldar con ola ensambles electrónicos y tablillas de circuitos impresos, significa que se podra encontrar cobre y oro. En otras palabras, un baño de soldadura solo se puede contaminar con aquellos metales con los que esta en contacto y los cuales son solubles en la soldadura.
Al ir subiendo el nivel de contaminación, la calidad de la soldadura se deteriora. Sin embargo, no existe una regal clara en cuanto al nivel de contaminación metálica donde la soldadura ya no se puede emplear.
No podemos prevenir que los materiales de los PCB toquen el baño e inevitablemente contaminaran la soldadura hasta cierto grado. No existen valores absolutos para todas las condiciones. El limite depende de los requisitos de especificación, diseño del PCB, solderabilidad, espaciado de los circuitos, tamaño de los conectores y otros parametros. Establezca sius propios niveles de contaminación.

PRUEBAS Y ENSAYOS EN LA SOLDADURA
SOLDADURAS
Aleación Estándard: 63% de Estaño y 37% de Plomo
La aleación eutectica 63% de Sn y 37% de Pb es una aleación especial donde la fusion ocurre a una sola temperatura que es de 183º C (361º F).
Impurezas Metálicas: Pueden:
Causar defectos severos de cortos (particularmebte cuando el hierro excede 0.005% y el Zinc excede 0.003%).
Debilitar la resistencia de la union de la soldadura.
Incrementar la razón de formación de escoria.
Causar uniones opacas o granulosas.
Reducir la capacidad de mojado (particularmente el azufre).
Impurezas No Metálicas: (Oxidos Incluidos).
Las impurezas no metálicas u óxidos inluidos se mojan muy bién en la soldadura fundida y no se separan de la soldadura de la escoria.
Los óxidos incluidos incrementan la viscosidad de la soldadura fundida, causando cortos y picos (icicles).
Los óxicos incluidos pueden ser medidos mediante la Prueba de Inclusión de Escoria (Dross Inclusion Test).

ENSAYOS DESTRUCTIVOS Y NO DESTRUCTIVOS
Los ensayos no destructivos se han practicado por muchas décadas. Se tiene registro desde 1868 cuando se comenzó a trabajar con campos magnéticos. Uno de los métodos más utilizados fue la detección de grietas superficiales en ruedas y ejes de ferrocarril. Las piezas eran sumergidas en aceite, y después se limpiaban y se esparcían con un polvo. Cuando una grieta estaba presente, el aceite que se había filtrado en la discontinuidad, mojaba el polvo que se había esparcido, indicando que el componente estaba dañado. Esto condujo a formular nuevos aceites que serían utilizados específicamente para realizar éstas y otras inspecciones, y esta técnica de inspección ahora se llama prueba por líquidos penetrantes (PT).
Sin embargo con el desarrollo de los procesos de producción, la detección de discontinuidades ya no era suficiente. Era necesario también contar con información cuantitativa sobre el tamaño de la discontinuidad, para utilizarla como fuente de información, con el fin de realizar cálculos matemáticos y poder predecir así la vida mecánica de un componente. Estas necesidades, condujeron a la aparición de la Evaluación No Destructiva (NDE) como nueva disciplina. A raíz de esta revolución tecnológica se suscitarían en el campo de las PND una serie de acontecimientos que establecerían su condición actual.
En el año de 1941 se funda la Sociedad Americana para Ensayos No Destructivos (ASNT por sus siglas en inglés), la cual es la sociedad técnica más grande en el mundo de pruebas no destructivas. Esta sociedad es promotora del intercambio de información técnica sobre las PND, así como de materiales educativos y programas. Es también creadora de estándares y servicios para la Calificación y Certificación de personal que realiza ensayos no destructivos, bajo el esquema americano.
A continuación se proporcionan una serie de fechas relacionadas con acontecimientos históricos, descubrimientos, avances y aplicaciones, de algunas pruebas no destructivas.
1868 Primer intento de trabajar con los campos magnéticos 1879 Hughes establece un campo de prueba 1879 Hughes estudia las Corrientes Eddy 1895 Roentgen estudia el tubo de rayos catódicos 1895 Roentgen descubre los rayos “X” 1896 Becquerel descubre los rayos "Gamma" 1900 Inicio de los líquidos penetrantes en FFCC 1911 ASTM establece el comité de la técnica de MT 1928 Uso industrial de los campos magnéticos 1930 Theodore Zuschlag patenta las Corrientes Eddy 1931 Primer sistema industrial de Corrientes Eddy instalado 1941 Aparecen los líquidos fluorescentes 1945 Dr. Floy Firestone trabaja con Ultrasonido 1947 Dr. Elmer Sperry aplica el UT en la industria
Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de nondestructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo. Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada.
Se identifican comúnmente con las siglas: PND; y se consideran sinónimos a: Ensayos no destructivos (END), inspecciones no destructivas y exámenes no destructivos.
En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos.
La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentran resumidas en los tres grupos siguientes:
Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.
Caracterización. Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.
Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

CODIGOS Y NORMAS EN LA SOLDADURA

FRPMST221.1: Preparar equipos, accesorios, herramientas y consumibles para soldar manualmente por arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW) progresión descendente, de acuerdo a instructivos de la empresa, manuales de operación respectivos y procedimiento de soldadura calificado.
FRPMST221.2: Realizar los pases de: Raíz y caliente, progresión descendente, a juntas a soldar en tuberías de acero al carbono con soldadura por arco eléctrico manual y electrodo revestido (SMAW), de acuerdo a especificaciones del procedimiento de soldadura calificado.
FRPMST221.3: Realizar los pases de: Relleno y presentación, progresión descendente, a juntas a soldar en tuberías de acero al carbono con soldadura por arco eléctrico manual y electrodo revestido (SMAW), de acuerdo a especificaciones del procedimiento de soldadura calificado.

La elección y acople de los equipos, herramientas, consumibles y accesorios para la soldadura con el proceso (SMAW), están de acuerdo con el procedimiento de operación y especificaciones de seguridadestablecidas por la empresa.
Los parámetros de operación de los equipos y accesorios se regulan según lo especificado en el procedimiento de soldadura calificado aplicable para realizar esta clase de juntas.
Los gasesa utilizar para los equipos de corte, se seleccionan de acuerdo al procedimiento de soldadura calificado aplicable para realizar esta clase de juntas y se mantiene según los requerimientos de las normas legales sobre salud ocupacional.
Los electrodos (aporte) a utilizar se seleccionan de acuerdo al procedimiento de soldadura calificado, aplicable para realizar esta clase de juntas y se mantienen según las normas establecidas.
El entorno, equipos, herramientas, las practicas de trabajo y el uso de los elementos de protección personalcumplen con los requerimientos de las normas legales sobre salud ocupacional.
Las deficiencias y fallas de los equipos, accesorios y herramientas son identificadas y comunicadas a las fuentes apropiadas para su correspondiente acción.
Las deficiencias y fallas de los equipos, accesorios y herramientas son identificadas y corregidas teniendo en cuenta el alcance establecido por la empresa.
La programación del alistamiento de los equipos, accesorios y herramientas se cumple según el cronograma establecido por la empresa.


ELECTRICIDAD: Conceptos, clases, intensidad de corriente, fuerza electromotriz, resistenciaeléctrica, polaridad,, corriente constante, voltaje, resistencia, seguridad.
Características de la corriente para soldar.
FUENTES DE PODER para procesos (SMAW)
Clases y tipos:
ESTATICAS: transformadores simples, transformadores con rectificador, mixtas, inversoras,
ROTATIVAS: generadores, convertidores Cables para soldar: longitud, calibre, capacidad, características.
SEGURIDAD, ciclo de trabajo y mantenimiento primario de los equipos para soldar.
EQUIPOS; funcionamiento, manejo y mantenimiento primario de los equipos utilizados para: (cortar, calentar, ranurar, desbastar, esmerilar, limpiar, biselar) aplicables en esta norma.
REGULADORES: para equipos de oxicorte, corte por plasma,
Clases, características, seguridad.
PORTAELECTRODOS, Conexión a tierra y masa, conexiones generales del circuito para soldar,
Parámetros de operación y seguridad.
ELECTRODOS REVESTIDOS: Concepto, longitudes, usos, versatilidad, eficiencia, rendimiento, diámetros, clasificación (AWS), Identificación, manejo, almacenamiento, recuperación, propiedades.
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA APLICABLE; Proceso (SMAW), Importancia, Contenido, alcance: (conceptos generales sobre: WPS, PQR, WPQ), variables: esenciales, suplementarias, y no esenciales,
INSTRUCTIVO APLICABLE: Importancia, Contenido.
SALUD OCUPACIONAL EN SOLDADURA: Concepto, efectos de la corriente eléctricaen el cuerpo humano, puntos de peligro en un circuito eléctrico, condiciones de seguridad en el puesto de trabajo, uso de elementos de protección personal, ergonomía, normas de seguridad para instalar equipos para: (soldar, cortar, calentar, ranurar, desbastar, esmerilar, limpiar, biselar).
EQUIPO OXICOMUSTIBLE: Componentes, gases combustibles y comburentes, cilindros y acumuladores para almacenamiento de gases, operación correcta, clases de llamas, efecto de la llama en la junta soldada, presiones de trabajo, almacenamiento, transporte, seguridad.
Importancia e incidencia del cumplimiento de la programacion establecida en los procesos de produccion.
Reporte de novedades encontradas en las instalaciones, equipos y herramientas.
Procedimiento de soldadura aplicable.
Procedimiento de trabajo aplicable.
Instructivo aplicable
Normas legales sobre salud ocupacional.
Códigos y normas aplicables:
-API 1104,-AWS: A5.12, A5.18, A5.1-NFPA, Números: 58, 51ª, 51, 258, 59.-NEMA-NFPA, Números: 58, 51ª, 51, 258, 59.
- ISO9000, 14000
Manuales técnicos de:
Equipos y herramientas aplicables.
PROCESOS

proceso OFW
En el proceso de soldadura y corte con Gas (Oxy-Fuel), el principio es simple, una intensa flama es producida por la combustion controlada de una mezcla de Oxigeno y un gas combustible. Los gases son obtenidos de fuentes o tanques separados y pasados a traves de reguladores y luego pasados a traves de una antorcha en donde se mezclan, para salir por la cabeza de soldadura o boquilla donde ocurre la ignicion.La intensidad de la flama depende del flujo de los gases, la proporcion de la mezcla y las propiedades de el gas combustible seleccionado asi como del tipo de cabeza de soldadura o boquilla . El flujo de los gases y la proporcion de la mezcla son controlados por los reguladores de presion y las valvulas ubicadas en la antorcha.Las soldaduras son formadas porel cordon de metal fundido del metal base y el material de aporte (cuando se usa) que se forma con el contacto de la flama. El uso de fundentes remueve el oxido y las costras de el area de soldadura y ayuda a asegurar uuna soldadura de calidad.En operaciones de corte, la flama es concentrada para precalentar y mantener el metal en su temperatura de ignicion, mientras que un chorro de oxigeno es dirigido al area precalentada. Este chorro de oxigeno rapidamente Oxidiza el metal en un camino angosto y la escorea es expulsada para formar una ranura.El equipo basico necesario para efectuar las operaciones de soldadura y corte incluyen una antorcha con cabezas de soldadura (boquillas de soldadura), una extension o accesorio para cortar, mangueras y reguladores para ambos gases, oxigeno y acetileno u otro gas combustible.IMPORTANTEEs importante que aunque los procedimientos de soldadura y corte no son particularmente peligrosos, se deben seguir al menos algunos procedimientos de sentido comun para la proteccion personal y la operacion mas eficiente.El proceso de corte con flama es el mas antiguo y percedero de todos los procedimientos de corte metalico, ademas el mas difundido por todo el mundo, no existe un metodo mas usado a nivel mundial, no importa el codigo ni las especificaciones, en la estructuracion metalica el Gas estara siempre presente como numero uno en el proceso de corte.


proceso SMAW
La Soldadura de Arco Manual o MMA es también conocida como Soldadura de Electrodo Cubierto, Soldadura de Varilla o Soldadura de Arco Eléctrico, es la más antigua y más versátil de todos los diferentes procesos de soldadura de arco.
Un Arco Eléctrico es mantenido entre la punta de un electrodo cubierto (Coated Electrode) y la pieza a trabajar. Las gotas de metal derretido son transferidas a través del arco y son convertidas en un cordón de soldadura, un escudo protector de gases es producido de la descomposición del material fundente que cubre el electrodo, además, el fundente también puede proveer algunos complementos a la aleación, la escoria derretida se escurre sobre el cordón de soldadura donde protege el metal soldado aislándolo de la atmósfera durante la solidificación, esta escoria también ayuda a darle forma al cordón de soldadura especialmente en soldadura vertical y sobre cabeza. La escoria debe ser removida después de cada procedimiento.
Los electrodos, en particular, tienen su propio código en todas las agencias que los clasifica, que los separa de los demás productos y los hace identificables de manera especifica, el código que AWS usa para esto, y que probablemente sea el mas popular en Latino-América se ha convertido en la referencia que mas comúnmente se usa para Clasificar, son el AWS A5.1 para los electrodo de acero "dulce" o de relleno, y el AWS A5.5 para los electrodos de aleación de acero (alto contenido de carbón), muchos los identifican separándolos erróneamente como "Electrodos de Bajo Hidrogeno y Electrodos de Alto Hidrogeno" respectivamente, pero algunas variaciones de los electrodos en ambas clasificaciones contienen en sus fundentes altas o bajas cantidades de Hidrogeno que los excluye de esa referencia.

proceso GMAW (MIG-MAG) FCAW
Soldadura MIG (GMAW) de las aleaciones ligeras y las aleaciones cuprosas
Se trata de un gas argón de alta calidad que facilita una excelente protección y un arco estable
a baja intensidad de corriente. Puede revelarse como insuficiente cuando se trata de obtener
fuertes penetraciones, una buena productividad o de asegurar una buena compacidad. A
elevada intensidad, la radiación del arco bajo atmósfera de argón puede plantear el problema
de la emanación de ozono, particularmente en la soldadura de aluminio puro.

de los aceros inoxidables
Mezcla muy polivalente utilizable en todos los regímenes de arco, sobre todos los aceros
inoxidables con la garantia de un fácil cebado y de una buena estabilidad de arco. Adecuado
tanto para soldadura monopasada o multipasada. Su bajo contenido de CO2 permite limitar las
emisiones de humos.
de los aceros no aleados y débilmente aleados
Mezcla especialmente optimizada para el régimen pulsado, utilizable también en régimen no
pulsado sobre pequeños espesores. Su bajo poder de oxidación permite soldar con una
emisión de humos particularmente reducida, obteniéndose soldaduras de excelentes estados
superficiales. La compacidad en régimen pulsado es particularmente irreprochable.
de los aceros no aleados y débilmente aleados
Adaptado a los regímenes de cortocircuitos y pulverización axial, puede ser utilizado también
en régimen pulsado.
Permite obtener una soldadura bien penetrada con una tasa de proyecciones y humos
particularmente reducida.
Asociado a una regulación de tensión baja y elevadas velocidades de hilo, el ARCAL 21
permite obtener velocidades de soldadura elevadas en aplicaciones automatizadas o
robotizadas.
de aceros al carbono y de aceros inoxidables
Soldadura de aceros al carbono y de baja aleación de espesores finos e intermedios.
Mejora notablemente la estabilidad del arco y la tensión superficial del baño de fusión
terminación de cordón aplanado), así como la velocidad y la penetración de la soldadura, muy
bajo nivel de proyecciones. Soldadura de aceros inoxidables austeníticos en transferencia de
Cortocircuito y Spray.

proceso GTAW - PAW
La soldadura de arco de plasma PAW, es un proceso muy similar al proceso de soldadura TIG "GTAW", de hecho es una evolución de este método, el cual esta diseñado para incrementar la productividad. --> -->
En la soldadura por arco de plasma PAW, el uso del gas es algo más complejo, dos flujos de gases separados trabajan cada uno cumpliendo un papel diferente. --> -->
Las partes que componen el proceso básico tenemos: un gas que fluye envolviendo el electrodo de Tungsteno y, por consiguiente, formando el núcleo del arco de plasma y el escudo de gas que provee protección a la soldadura fundida.
PAW es usado de tres maneras:
1. Soldadura Microplasma, con corrientes de soldadura de entre 0.1 Amperios hasta 20Amperios.
2. Soldadura de plasma-mediano, con corrientes de soldadura de entre 20 Amperios hasta 100 Amperios.
3. Soldadura de Cerradura, por encima de 100 Amperios, donde el arco de plasma penetra el espesor de la pared. Es muy usado, por dejar juntas de alta calidad, en la industria de la aviación y espacial, procesos, química y las industrias petroleras.

proceso SAW
El proceso de soldadura por arco sumergido, también llamado proceso SAW (Submerged Arc Welding), tiene como detalle más característico el empleo de un flujo continuo de material protector en polvo o granulado, llamado flux. Esta sustancia protege el arco y el baño de fusión de la atmósfera, de tal forma que ambos permanecen invisibles durante la soldadura. Parte del flux funde, y con ello protege y estabiliza el arco, genera escoria que aísla el cordón, e incluso puede contribuir a la aleación. El resto del flux, no fundido, se recoge tras el paso del arco para su reutilización. Este proceso está totalmente automatizado y permite obtener grandes rendimientos.
El electrodo de soldadura SAW es consumible, con lo que no es necesaria aportación externa de fundente. Se comercializa en forma de hilo, macizo o hueco con el flux dentro (de forma que no se requiere un conducto de aporte sino sólo uno de recogida), de alrededor de 0,5 mm de espesor.
El flux, o mejor dicho, los fluxes, son mezclas de compuestos minerales varios (SIO2, CaO, MnO, etc…) con determinadas características de escorificación, viscosidad, etc. Obviamente, cada fabricante mantiene la composición y el proceso de obtención del flux en secreto, pero, en general, se clasifican en fundidos (se obtienen por fusión de los elementos), aglomerados (se cohesionan con aglomerantes; cerámicos, silicato potásico, etc.) y mezclados mecánicamente (simples mezclas de otros fluxes). Ya que el flux puede actuar como elemento fundente, la adición en él de polvo metálico optimiza bastante el proceso, mejora la tenacidad de la unión y evita un indeseable aumento del tamaño de grano en el metal base.
Dependiendo del equipo y del diámetro del hilo de electrodo, este proceso se trabaja con intensidades de hasta 1600 amperios, con corrientes continuas (electrodo positivo y base negativa) o alternas.
Este proceso es bastante versátil; se usa en general para unir metales férreos y aleaciones, y para recubrir materiales contra la corrosión (overlay). Además, permite la soldadura de piezas con poca separación entre ellas. El arco actúa bajo el flux, evitando salpicaduras y contaminación del cordón, y alimentándose, si es necesario, del propio flux, que además evita que el arco se desestabilice por corrientes de aire. La soldadura SAW puede aplicarse a gran velocidad en posiciones de sobremesa, para casi cualquier tipo de material y es altamente automatizable. El cordón obtenido en estos soldeos es sano y de buen aspecto visual. Una característica mejora del proceso SAW es la soldadura en tándem, mediante la cual se aplican dos electrodos a un mismo baño. Así se aumenta la calidad de la soldadura, ya que uno de los electrodos se encarga de la penetración y el volumen del cordón, mientras que el segundo maneja lo parámetros de geometría y tamaño.
En cambio, la mayor limitación de este proceso es que solo puede aplicarse en posiciones de sobremesa y cornisa, ya que de otra manera el flux se derramaría. Flux que ha de ser continuamente aportado, lo cual encarece el procedimiento y aumenta sus probabilidades de fallo (hay que alimentar tanto el rollo de electrodo como el flux); además, si se contamina por agentes externos, la calidad del cordón disminuye bastante. A pesar de que puede unir materiales poco separados, no es recomendable para unir espesores menores de 5mm.
Este proceso tiene su mayor campo de aplicación en la fabricación de tuberías de acero en espiral y, en general, en la soldadura de casi cualquier tipo de aceros (especialmente los inoxidables).
INTRODUCCION A LOS PROCESOS DE SOLDADURA


La versatilidad, la resistencia a solicitaciones mecánicas y su sencillez de
ejecución permite a la soldadura imponerse a otro tipo de uniones. Sólo cuando
se requiere necesidad de desmontaje o ligereza, son preferibles por este orden
las uniones atornilladas y adhesivas.
Las técnicas comúnmente conocidas de Soldadura mediante Gas
Combustible o Arco eléctrico han sido desplazadas en algunas aplicaciones en
detrimento de otras técnicas más avanzadas.
Objeto:
En este artículo se pretende mostrar una gama de Métodos de Soldadura
que tienen un denominador común: el uso de diferentes gases como
protectores de la atmósfera en la que se produce la concentración de calor y
por lo tanto la unión entre componentes.
Alcance:
A continuación se citan, los diferentes métodos y los temas principales que
se van a tratar en el presente artículo:
�� Soldadura bajo gas protector con electrodo no consumible de
Tungsteno. TIG.
�� Arco metálico y gas inerte. MIG.
�� Arco metálico y gas activo. MAG.
�� Soldadura híbrida: arco metálico / láser.
�� Consideraciones económicas.
�� Consideraciones generales.
Procesos de Soldadura bajo atmósfera protectora
Soldadura bajo gas protector con electrodo no consumible de
Tugsteno. TIG.
El método denominado TIG es conocido en inglés como GTAW (Gas
Tugsten Arc Welding), este procedimiento utiliza como fuente de calor un arco
eléctrico que salta entre el electrodo de tungsteno y la pieza a soldar mientras
una atmósfera protectora de gas inerte protege al baño de fusión.
La alta densidad de corriente eléctrica producida por este proceso hace
posible soldar a mayores velocidades que con otros métodos.
El resultado final es excepcional con este método pero la calidad de la
soldadura depende del control de diferentes parámetros y ajuste del equipo:
�� Intensidad de corriente.
�� Elección del tipo de tensión: alterna o continua.
�� Control de la temperatura.
�� Aportación del metal base apropiado.
�� Punta del electrodo en perfecto estado.
�� Limpieza absoluta.
Comparando diferentes procesos de soldadura TIG con atmósfera de argón
o de helio podemos establecer diferencias, que citaremos a continuación:
- El uso de fundentes en combinación con argón o H2 mejora la
penetración del cordón de soldadura.
- La aportación de helio en combinación con argón o H2 mejora la
penetración del cordón de soldadura.
- El uso de una atmósfera de helio puro permite incrementar la velocidad
de avance en mas de un 30 % en comparación con una atmósfera pura
de argón.
Teniendo en cuenta estas apreciaciones hay que evitar el uso de fundentes
con una atmósfera en la que existe una proporción de H2, la combinación de
fundentes e H2 provoca porosidades en el cordón de soldadura.
Aplicación: Se utiliza con metales activos, aleaciones ligeras y ultraligeras.
Detalle del Electrodo para soldadura Tig.
Electrodo de Tugsteno
Material a soldar
Atmósfera de gas inerte
Procesos de Soldadura bajo atmósfera protectora
Procesos de soldadura con arco metálico y gas.
MIG. Arco metálico y gas inerte.
Este método es conocido en inglés como Gas Metal Arc Welding (GMAW),
en este proceso se establece un arco eléctrico entre un electrodo de hilo
continuo que se renueva a medida que este se consume y la pieza a soldar, el
electrodo es protegido por medio de una atmósfera protectora de mezclas de
argón o de gases con base de helio.
Los parámetros de control de este proceso son los siguientes:
�� Intensidad de corriente.
�� Diámetro del alambre electrodo.
�� Velocidad de movimiento.
�� Ángulo de la pistola de soldar.
SOLDABILIDAD DE LOS METALES.
FABRICACIÓN INDUSTRIAL CON METALES
La fabricación de productos metálicos o componentes para su montaje en productos toma muchas formas:
ESTAMPACIÓN: Es uno de los procedimientos de prensa más sencillo.
Se usa una perforadora endurecida para acuñar el metal laminado a través de un troquel.
TROQUELADO: Es el modelado de componentes del metal laminado entre una perforadora y un troquel. Los componentes fabricados de esta forma tienen medidas muy exactas y el endurecimiento por medios mecánicos le proporcionan resistencia y rigidez.
FRESADO:El fresado es el empleo de una cortadora giratoria que da forma a la pieza metálica que se trabaja en la maquina. La pieza esta sujeta a una mesa que se puede mover en relación a la fresa.
RECTIFICADO: Es el proceso de eliminación por medio del contacto autolimpiador de un material abrasivo como el carborundo. A diferencia del corte profundo con una herramienta metálica, el rectificado aplica sólo una fuerza diminuta a la pieza que se trabaja en la máquina.
TALADRO: Taladrar un agujero circular es una de las operaciones más corrientes de cortes de metales. La herramienta cortante suele ser una barra espiral. En industrias son corrientes las taladradoras pluricabezales.
FORJA: La forja es el modelado del metal empleando fuerzas de compresión.
El metal suele estar caliente, pero algunos procedimientos se llevan a cabo en frío. La forja que ha alcanzado la temperatura especificada aumenta la plasticidad del metal, y disminuye las fuerzas necesarias para trabajarlo.
FORJA DE ESTAMPACIÓN: Es la formación de un componente con una barra metálica o palanquilla entre dos medios troqueles. El metal caliente se coloca en el troquel inferior y el golpe de un martillo mecánico la fuerza a entrar en la cavidad entre el troquel superior y el inferior. Las piezas fabricadas de esta manera no suelen poder formarse con un solo martillazo en un solo troquel.
Entre los metales utilizados en la forja de estampación están el acero bajo en carbono y el acero medio de carbono, el aluminio y las aleaciones de cobre.
ENCABEZAMIENTO EN FRIO: Es el proceso de convertir barras de metal frío o alambres en componentes “apretando” el metal contra una cavidad del troquel.
El latón, el acero inoxidable, el acero bajo en carbono y el de contenido medio de carbono son los materiales más usados por lo general en este proceso.
El único unos más numeroso de este proceso está en la fabricación de pernos, tornillos, remaches y clavos.
LAMINADOR DE ROSCAS: Es un método de aplicar una rosca a pernos hechos a máquina producido por encabezamiento en frío.
Las formas moleteadas , las acanaladuras y los engranajes helicoidales han sido unas cuantas de las múltiples formas que se pueden hacer formando perfiles con rodillos.
EXTRUSION POR PERCUSION-EXTRUSION HACIA DELANTE: Este proceso consiste en conseguir hacer entrar un cilindro caliente de metal en un troquel de extrusión empleando un ariete hidráulico.
De esta forma se puede producir un número casi infinito de secciones transversales sólidas, así como tuberías.
Entre los productos fabricados con perfiles extraídos están: marcos de puertas y ventanas, bisagras, componentes para cerraduras, cintas para cantos, etc.
El mayor número de secciones producidas se fabrican con aluminio y latón.
FUNDICION EN ARENA: Es el modelado de un metal “vertiendo” metal fundido en un molde.
La arena es un material especialmente bueno para hacer moldes. Puede resistir a temperaturas muy altas y se puede moldear en formas complejas.
Entre los metales de fundición más corrientes están el hierro colado, acero, aleaciones de aluminio y latón.
Los bloques del motor de automóviles y las culatas del cilindro, los soportes para maquinaria pesada, tapas de registro, y el bastidor de tornillo de bancos de un mecánico (como los de los talleres escolares) son ejemplos de productos fundidos en arena.
FUNDICION A PRESION: Cuando se tienen que fabricar muchos artículos con la misma forma se emplea la fundición a presión.
En este proceso, el metal fundido es forzado a entrar en la cavidad que hay entre los troqueles a una presión elevada. Después de que se ha inyectado el metal, la presión se mantiene mientras el metal se solidifica. Entonces los portatroqueles se abren y la pieza fundida es expulsada automáticamente.
La fundición a presión se limita a metales no ferrosos cuyas temperaturas de fusión no dañan los troqueles.
TRABAJO A MAQUINA: A algunos componentes se les puede dar su forma definitiva con un solo procedimiento, igual que en la fundición a presión.
Sin embargo muchos tienen que ser trabajados a máquina para darles una forma definitiva, los procesos de trabajo a máquina, entre los que están: taladro, corte y rectificado, se llevan a cabo en máquinas-herramienta.
TRABAJO CON TORNO: La rotación es la operación más básica que se lleva a cabo en un torno.
La herramienta se puede mover de un lado a otro, a lo largo y en ángulo con la pieza que se trabaja en la máquina.
Entre otras operaciones del torno están: taladrado y roscado
El torno central es solamente adecuado para “producción de piezas distintas cada vez”.
El CN0 se puede programar para una fabricación completamente automática.

METALES NO FERROSOS
Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:
Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 kg/dm³,
Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 kg/dm³.
Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³.
Metales no ferrosos pesados:
Estaño (Sn)
Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 kg/dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 kg/mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño.
Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)
Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.
Cobre (Cu):
Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 kg/dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 kg/mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.

Plomo (Pb):
Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 kg/dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 kg/mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
Aleaciones y aplicaciones:
En estado puro:
Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio)
Tuberías: en desuso
Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X)
Formando aleación:
Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación
Cromo (Cr):
Caracteristicas: su densidad es de 6,8 kg/dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.
Aleaciones y aplicaciones:
Cromado brillante: para objetos decorativos
Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.
Níquel (Ni):
Características: su densidad es 8,85 kg/dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
Aplicaciones y aleaciones:
Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables
En aparatos de la industria química
En recubrimiento de metales por electrolisis
Wolframio (W):
Características: su densidad es 19 kg/dm³; su punto de fusión de 3370ºC
Aplicaciones y aleaciones:
Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.
Cobalto (Co):
Características: su densidad es de 8,6 kg/dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético
Aleaciones y aplicaciones:
Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.
Metales no ferrosos ligeros:
Aluminio (Al):
Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 kg/dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 kg/mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.
Aleaciones y aplicaciones
TRATAMIENTOS TERMICOS
Precalentamiento y poscalentamiento:
TRATAMIENTO DE BAJA TEMPERATURA (<250ºC)
Cura de revestimientos de protección, pintura, fenólicos, resina epoxy, recubrimientos de caucho
Removimiento de humedad
Línea de descongelamiento o descongestión de sustancias de bajo punto de fusión
Curado de Tubería GRP
Curado de compuestos
Precalentado de soldaduras y calentamiento concurrente de acero y metales no ferrosos
Contracciones y expansiones por calor de componentes montados, tales como terminaciones de campana del rotor y equipos
TRATAMIENTOS DE TEMPERATURA MEDIA (50 A 750 GRADOS CENTÍGRADOS)
Precalentamiento de soldaduras a mayor temperatura y calentamiento concurrente
Horneado con hidrógeno de equipos de hierro y aplicaciones postcalentamiento
Tratamiento post calentamiento de soldaduras de la estructura soldada
Temple
Procesos de envejecimiento
Recocido de metales no ferrosos
Estabilización perfilada de temperatura de las plantas durante los cierres
Línea de descongestión o descongelamiento de substancias solidificadas de alto punto de fusión
Secado y curado refractario a baja y media temperatura
Inicio de proceso
TRATAMIENTOS DE ALTA TEMPERATURA (750 A 1250 GRADOS CENTÍGRADOS)
Normalización de aceros ferrosos
Recocido de aceros ferrosos
Recocido por solución de aceros austeníticos
Curado refractario por alta temperatura
Inicio de proceso
TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LAS INSTALACIONES CON MATERIALES ELÉCTRICOS
Los servicios de Stork para tratamientos térmicos en las instalaciones mediante materiales eléctricos incluyen las siguientes técnicas:
- Servicios de precalentamiento para sistemas de tuberías, depósitos y otros componentes
- Servicios de tratamiento térmico posteriores a la soldadura para sistemas de tuberías y depósitos completos o parciales
- Tratamiento térmico posterior a la soldadura de componentes complejos o depósitos en hornos provisionales
- Secado de revestimientos refractarios en depósitos de proceso donde el caldeo por gas es inadecuado o imposible
- Dilatación de manguitos, capacetes, llantas metálicas, etc. para su fijación en ruedas y ejes
- Descongestión de tuberías
- Vulcanizado de juntas GRP
- Recocido por solubilización
- Vulcanizado de compuestos avanzados
TRATAMIENTO TÉRMICO IN SITU Y GESTIÓN DE PROYECTOS
La división de proyectos de tratamientos térmicos de Cooperheat trabaja codo con codo con nuestro departamento de servicios de ingeniería para ofrecerle un óptimo servicio en caso de averías que se compone de los siguientes elementos clave:
- Cálculos de apoyo, como resistencia aerodinámica y combeo, para el tratamiento térmico de depósitos verticales y cálculos para el tratamiento térmico de depósitos horizontales
- Especificaciones para el tratamiento térmico e instrucciones de operación previas al inicio del proyecto conforme a todos los códigos y estándares del sector
- Toda la documentación de seguridad necesaria incluida una evaluación de los riesgos e informes con metodología de seguridad de tratamiento térmico
- Realización de las operaciones de tratamiento térmico con técnicas eléctricas y por gas o combustible
- Visitas previas a la aparición de averías en las instalaciones para formar al personal con las nociones mecánicas necesarias para la planificación del tratamiento térmico, así como para la asignación de recursos
TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LAS INSTALACIONES CON GAS Y COMBUSTIBLE
Tratamiento térmico posterior a la soldadura de esferas
Los servicios internacionales de Stork para el tratamiento térmico han elevado la temperatura hasta 700º C en cientos de esferas, algunas con más de 22 metros de diámetro. La zona exterior de la esfera o del depósito se aísla con lana mineral para contener el calor. A continuación, los quemadores de alta velocidad de Stork se caldean de arriba a abajo. Para controlar la temperatura de forma precisa, se utilizan termopares. Este método convierte a la esfera o el depósito en un horno.
Tratamiento térmico posterior a la soldadura de depósitos verticales y horizontales, y tanques de almacenamiento
La aplicación de tratamientos térmicos posteriores a la soldadura es posible en diversos tipos y montajes de depósitos y tanques de almacenamiento mediante el aislamiento de la zona exterior de los mismos. Tras aislarlos, se caldean por el interior permitiendo el escape de gases a través de orificios apropiados. Los quemadores de alta velocidad de Stork distribuyen la temperatura de forma óptima y uniforme durante todo el proceso gracias a la intensa acción de depuración.
Recocido por solubilización
Los quemadores de Stork tienen la potencia necesaria para llevar a cabo recocidos por solubilización alcanzando temperaturas de hasta 1200º C, todo ello conforme a estrictos procedimientos de seguridad y de evaluación de riesgos

Precalentamiento de depósitos giratorios
La versátil Unidad de combustión superficial (SCU) de Stork se puede emplear para diversas aplicaciones, siendo una de las más comunes el precalentamiento de depósitos giratorios.
Hornos provisionales
Stork ofrece con regularidad equipos y personal especializados para construir hornos provisionales en sus instalaciones.Así, si la opción de disponer de un equipo de caldeo interno no le resulta ni práctica ni rentable, siempre puede optar por esta solución para someter a tratamiento térmico los componentes y estructuras. El tratamiento se puede llevar a cabo con los quemadores de alta velocidad de Stork. Una solución que será aún más rentable si el propio cliente se encarga de construir la estructura del horno
Secado de materiales refractarios
La utilización de quemadores de alta velocidad de Stork supone un eficaz método de vulcanizado y eliminación de humedad de los materiales refractarios utilizados en las industrias de proceso, como son el acero, los productos petroquímicos, el aluminio, el vidrio y muchas más aplicaciones.
Mediante un control exhaustivo de las condiciones de trabajo, contribuimos a eliminar los daños que el desbaste podría ocasionar en el material refractario, consiguiendo así una mayor duración del mismo.
Vulcanizado de revestimientos de protección
El elevado margen de regulación de los quemadores de alta velocidad de Stork(aproximadamente 50:1), acompañado de proporciones de cambio de volumen apropiadas, hacen posible un excelente control de la temperatura. Este hecho es de especial relevancia al vulcanizar a baja temperatura los revestimientos de protección de tanques y depósitos, entre otros de pintura, fenólicos, resina epoxica y caucho.
UNIONES Y JUNTAS EN LA SOLDADURA
Se describen aquí las operaciones a efectuarse en las Uniones Soldadas, así como sus controles y el de sus materiales.
Se incluye todo tipo de uniones soldadas realizadas por los procedimientos autorizados para efectuar uniones de fuerza en estructuras, ellas son:
Soldeo eléctrico manual, por arco descubierto, con electrodo fusible revestido.
Soldeo eléctrico semiautomático o automático, por arco en atmósfera gaseosa con alambre-electrodo fusible.
Soldeo eléctrico automático, por arco sumergido, con alambre-electrodo fusible desnudo.
Soldeo eléctrico por resistencia.
Para realizar uniones soldadas, se debe seguir la siguiente metodología:
Preparación de Bordes
Precalentamiento
Soldadura
Deformación y Tensiones Residuales

Deberá verificarse:
Bordes
Los bordes se prepararán antes de soldar comprobando que se encuentren limpios y secos.
Precalentamiento
El precalentamiento sólo se efectuará cuando esté expresamente especificado.
Soldadura
Antes de soldar, comprobar que las superficies sean regulares y lisas, exentas de defectos externos (mordeduras, rayaduras, desbordamientos, picaduras, etc.); exentas de defectos internos, verificado mediante ensayo (falta penetración, grietas, inclusiones y poros).
Deformaciones
Se tratará la atenuación de las deformaciones; correcciones en frío sin que aparezcan grietas.
Electrodos:
Todo material de aportación deberá estar debidamente clasificado y designado con la simbología UNE 14.003.
Los electrodos de recubrimientos básicos para su utilización deben estar perfectamente secos. Por lo tanto deben ser secados en hornos antes de sus empleo, a una temperatura controlada entre 200ºC y 250ºC durante un tiempo mínimo de 4 horas. No utilizar ningún otro método de secado.
Pueden aplicarse otras temperaturas si están indicadas por el fabricante de electrodos.
Después de extraidos los electrodos, del horno de almacenamiento, los soldadores los conservarán hasta su utilización, en estufas portátiles a una temperatura superior a 60ºC.
Los materiales de aportación deben estar libres de grasas, aceites, pinturas, óxido y humedad.
Se emplean electrodos en calidad estructural apropiada a las condiciones de la unión y soldadura.
Deberán considerar las características mínimas expresadas a continuación:
Resistencia a Tracción ( de metal depositado)
>37 kg/mm2 para acero del tipo A37
>42 kg/mm2 para acero del tipo A42
>52 kg/mm2 para acero del tipo A52
Alargamiento de Rotura
>22 por 100 para aceros de cualquier tipo.
Resiliencia
Se adaptará a la calidad del acero empleado y al tipo de estructura, nunca podrá ser menor a 5 kg/cm2

POCISIONES PARA SOLDAR
Las posiciones de soldadura, se refieren exclusivamente a la posición del eje de la soldadura en los diferentes planos a soldar. Básicamente son cuatro las posiciones de soldar y todas exigen un conocimiento y dominio perfecto del soldador para la ejecución de una unión soldadura.
En la ejecución del cordón de soldadura eléctrica, aparecen piezas que no pueden ser colocadas en posición cómoda. Según el plano de referencia fueron establecidas las cuatro posiciones siguientes.
POSICIÓN PLANA O DE NIVEL: Es aquella en que la pieza recibe la soldadura colocada en posición plana a nivel. El material adicional viene del electrodo que está con la punta para abajo, depositando el material en ese sentido.POSICIÓN HORIZONTAL: Es aquella en que las aristas o cara de la pieza a soldar está colocada en posición horizontal sobre un plano vertical. El eje de la soldadura se extiende horizontalmente.POSICIÓN VERTICAL: Es aquella en que la arista o eje de la zona a soldar recibe la soldadura en posición vertical, el electrodo se coloca aproximadamente horizontal y perpendicular al eje de la soldadura.POSICIÓN SOBRE LA CABEZA: La pieza colocada a una altura superior a la de la cabeza del soldador, recibe la soldadura por su parte inferior. El electrodo se ubica con el extremo apuntando hacia arriba verticalmente. Esta posición es inversa a la posición plana o de nivel.MOVIMIENTOS DEL ELECTRODO. Esta denominación abarca a los movimientos que se realizan con el electrodo a medida que se avanza en una soldadura; estos movimientos se llaman de oscilación, son diversos y están determinados principalmente por la clase de electrodo y la posición de la unión.MOVIMIENTO DE ZIG - ZAG (LONGITUDINAL): Es el movimiento zigzagueante en línea recta efectuado con el electrodo en sentido del cordón. Este movimiento se usa en posición plana para mantener el cráter caliente y obtener una buena penetración. Cuando se suelda en posición vertical ascendente, sobre cabeza y en juntas muy finas, se utiliza este movimiento para evitar acumulación de calor e impedir así que el material aportado gotee.
MOVIMIENTO CIRCULAR: Se utiliza esencialmente en cordones de penetración donde se requiere poco depósito; su aplicación es frecuente en ángulos interiores, pero no para relleno de capas superiores. A medida que se avanza, el electrodo describe una trayectoria circular
MOVIENTO SEMICIRCULAR: Garantiza una fusión total de las juntas a soldar. El electrodo se mueve a través de la junta, describiendo un arco o media luna, lo que asegura la buena fusión en los bordes. Es recomendable, en juntas chaflanadas y recargue de piezas.
MOVIMIENTO EN ZIG - ZAG (TRANSVERSAL): El electrodo se mueve de lado a lado mientras se avanza Este movimiento se utiliza principalmente para efectuar cordones anchos. Se obtiene un buen acabado en sus bordes, facilitando que suba la escoria a la superficie, permite el escape de los gases con mayor facilidad y evita la porosidad en el material depositado. Este movimiento se utiliza para soldar en toda posición
MOVIMIENTO ENTRELAZADO: Este movimiento se usa generalmente en cordones de terminación, en tal caso se aplica al electrodo una oscilación lateral. que cubre totalmente los cordones de relleno. Es de gran importancia que el movimiento sea uniforme, ya que se corre el riesgo de tener una fusión deficiente en los bordes de la unión.

METALURGIA DE LA SOLDADURA
En 1892, Slawianoff (3) pensó que si la varilla de aporte fuera usada como cátodo en lugardel electrodo de carbono, ésta se fundiría por el calor generado en el cátodo y una mucha mayorproporción del calor disipado en el arco eléctrico entraría a la soldadura. Sin embargo lassoldaduras producidas por esta técnica eran de muy baja calidad debido a la reacción del metalfundido con la atmósfera del arco a alta temperatura (3). En este sentido parece haber sidofortuito el éxito de la soldadura por arco con electrodo de carbono, ya que éste al establecerse elarco generaba una atmósfera de CO2 y CO que protegía la pileta líquida del aire, rico en oxígenoy nitrógeno (3).
Esto llevó a la idea de aplicar recubrimientos protectores al electrodo, siendo las primeraspatentes en 1907 adjudicadas al sueco O. Kjellberg (3). Posteriormente fue quien fundó laempresa ESAB (3). Una técnica inicial fue desarrollada en Bretaña utilizando una telaimpregnada con asbestos alrededor del alambre metálico proveyendo una mejor proteccióncontra la contaminación. En Estados Unidos, para la Primera Guerra Mundial no se contaba conasbestos, utilizándose como sustituto fibras de algodón impregnadas en silicato de sodiohúmedo. Este revestimiento era capaz de estabilizar el arco, crear una atmósfera protectora deloxígeno y del nitrógeno del aire y una escoria, que son los principales requerimientos de unrevestimiento moderno (3). De hecho los electrodos celulósicos se siguen utilizando hasta laactualidad.
Así la soldadura adquiría una posición de importancia central en la construcción deestructuras de ingeniería. Esta tendencia ha continuado y desde la invención, en 1943, delproceso de soldadura con protección por gas inerte los procesos de soldadura se han desarrolladoy multiplicado a una gran velocidad, dando como resultado que la gran mayoría de los materialesmetálicos utilizados actualmente en la industria puedan ser soldados por algunos de los procesosde soldadura existentes (2).

martes, 1 de junio de 2010

INTRODUCCION A LA SOLDADURA
En el año 1.904 tiene lugar en Suecia un hecho de trascendencia para el desarrollo de la soldadura. Oscar Kjellberg descubre el electrodo recubierto y aunque la era industrial de la unión soldada por arco eléctrico empieza en Europa a comienzos dela década de los 50, ya se realizaron uniones de este tipo a principios de nutro siglo.
1. Principios del proceso.
En este proceso de soldadura, también llamado Manual Metal Arc (MMA), se caracteriza porque se produce un arco eléctrico entre la pieza a soldar y un electrodo metálico recubierto.
Con el calor producido por el arco, se funde el extremo del electrodo y se quema el revestimiento, produciéndose la atmósfera adecuada para que se produzca la transferencia de las gotas del metal fundido desde el almadel electrodo hasta el baño de fusiónen el material de base.
En el arco las gotas del metal fundido se proyectan recubiertas de escoria fundida procedente del recubrimiento que por efecto de la tensión superficial y de la viscosidad flota en la superficie, solidificando y formando una capa de escoria protectora del baño fundido.
2. Electrodos, Fabricación.
El material de aportación que se usa en el proceso MMA se conoce como electrodo y consiste en una varilla metálica, generalmente acero, recubierta de un revestimiento concéntrico de flux extruido y seco. La fabricación de electrodos se realiza en dos líneas en paralelo: varilla o alma, y revestimiento.
Fabricación de la varilla.
La materia prima el alambrón de 6 a 8 mm de diámetro, que la siderurgia suministra en rollos o bobinas, de aproximadamente 1.000 Kg. El fabricante comprueba la composición a partir del análisisquímico de un despunte de la bobina y posteriormente ésta pasa a una devanadora protegida por una campana metálica, en donde el alambrón se retuerce y despende el óxido adherido en el tren de laminado en caliente. A esta etapa se le denomina decapado mecánico. Al ser la fabricación de electrodos un proceso continuo, los extremos de cada bobina se empalman por resistencia eléctrica, eliminando las rebabas de la soldadura con muela de esmeril.
Seguidamente el alambrón pasa a las cajas de trefilado donde tiene lugar una reducción progresiva de diámetro hasta el deseado, utilizando sustancias lubricantes para facilitar la operación y evitar un endurecimiento del alambre, que le haga quebradizo. A continuación se desengrasa o se lava con aguael polvo de jabón adherido a su superficie. Los diámetros del almo son normalmente 1.6, 2, 2.5, 3, 3.25, 4, 5 y 6 mm, siendo los más utilizados los señalados en negrita. Una máquina endereza y corta las varillas a un ritmo entre 580 y 1400 cortes/minuto, en función de su diámetro.
Fabricación del revestimiento.
Para el revestimiento se suelen utilizar hasta cuarenta minerales y sustancias distintas, como arena de zirconio, rutilo, celulosa, caolín, mármol, polvo de hierro, FeSi, FeTi, FeMn, etc. Se realiza un análisis individualizado de la calidad y composición de estos productos.
La selección, origen y dosificación de cada componente que va a intervenir en la composición del revestimiento es un secreto celosamente guardado fabricante. Una vez escogido cada componente, se machaca y criba hasta conseguir la granulometría adecuada y se dosifica mediante un programa de computadora, pasando de un sistema de tolvas específicas de cada producto a una tolva central, donde seguidamente se homogenizan mediante vibradores distribuyéndose después la mezcla en tolvas destinadas a producción.
Para aglutinar la mezcla seca y darle consistencia se agrega silicato sódico o silicato potásico. Una vez obtenida la mezcla húmeda se vierte en una prensaen donde penetra la varilla por un lado saliendo recubierta en toda su longitud por el lado opuesto. Se comprueba la excentricidad del recubrimiento y se cepillan ambos extremos de la varilla revestida. Uno, para el ajuste de la pinza portaelectrodos y el otro, para facilitar el cebado de arco. Se marcan con la identificación del fabricante y el tipo de electrodo según American Welding Society, AWS.
El secado previo se lleva a cabo haciéndolos pasar por un horno de funcionamiento continuo, cuya temperaturase incrementa gradualmente para evitar que se agriete y se desprenda el revestimiento. Para electrodos tipo rutilo normal, el secado previo a una temperatura es de aproximadamente 100 °C es suficiente. Para electrodos básicos, después de este secado previo se pasan a hornos convencionales de airepara darles un secado final a 400-450 °C, con el fin de que el contenido de H2O a 1.000 °C según AWS, sea inferior a 0,4%. De esta forma nos aseguramos que el contenido de hidrógeno sea inferior a 10 cc. por cada 100 gr/metal depositado.
Posteriormente se empaquetan en cajas de cartón o metálicas. Aquéllas suelen protegerse de la humedad con plásticotermorretráctil. En general, debe seguirse la regla de que los materiales de aporte deben embalarse de tal forma que no sufran deterioros, ni se humedezcan, ni se sequen.
3. Revestimientos.
Composición del revestimiento.
La composición de los revestimientos suele ser muy compleja. Se trata generalmente de una serie de sustancias orgánicas y minerales. En la fabricación de la pasta para el revestimiento suelen intervenir:
óxidos naturales: óxidos de hierro, ilemita (50% óxido férrico y 50% óxido de titanio), rutilo (óxido de titanio), sílice (óxido de silicio).
silicatos naturales: caolín, talco, mica, feldepasto...
productos volátiles: celulosa, serrín...
fundentes
productos químicos: carbonatos, óxidos...
ferroaleaciones: de Mn, Si, Ti...
aglomerantes: silicato sódico, silicato potásico.
Sin embargo, la naturaleza, dosificación y origen de los componentes permanece en secreto por parte del fabricante que en la práctica se limita a garantizar la composición química del metal depositados y sus características mecánicas: carga de rotura, límite elástico, alargamiento y resilencia (tenacidad).
Funciones del revestimiento.
Eléctrica.
Cebado de arco. En general, las sustancias que se descomponen produciendo gases fácilmente disociables exigen tensiones de cebado de arco más elevadas, debido al calor absorbido en la disociación, que es un proceso endotermico. Con corriente alterna, se necesitan tensiones de cebado más altas. Los silicatos, carbonatos, óxidos de Fe, óxidos de Ti, favorecen el cebado y el mantenimientodel arco
Estabilidad del arco. La estabilidad del arco depende, entre otros factores, del estado de ionización de los gases comprendidos entre el ánodo y el cátodo. Para un arco en corriente alterna es imprescindible un medio fuertemente ionizado. Por este motivo se añaden al revestimiento, entre otras sustancias, sales de sodio y de potasio.
Física.
Una misión fundamental del revestimiento es evitar que el metal fundido entre en contacto con el oxígeno el nitrógeno y el hidrógeno del aire, ya sea por la formación de un gasprotector alrededor del camino que han de seguir las gotas del metal fundido y después, mediante la formación de una abundante escoria que flota por encima del baño de fusión.
El revestimiento debe ser versátil y permitir generalmente la soldadura en todas las posiciones. En ello interviene dos factores:
el propio espesor del revestimiento.
su naturaleza, que determina la viscosidad de la escoria, que es necesaria para mantener la gota en su lugar a través de su propia tensión superficial y para proteger el baño fundido del contacto con el aire.
El revestimiento del electrodo se consume en el arco con una velocidad lineal menor que el alma metálica del mismo. Como resultado, el recubrimiento queda prolongado sobre el extremo del alma y forma un cráter que sirve para dirigir y concentrar el chorro del arco, disminuyendosus pérdidas térmicas.
Metalúrgica.
El revestimiento dispone de elementos que se disuelven en el metal fundido con objeto de mejorar las características mecánicas del metal depositado.
La escoria:
reduce la velocidad de enfriamiento de la soldadura por su efecto aislante;
reduce el número de inclusiones en la soldadura, al eliminar un gran número de impurezas;
produce en el baño una verdadera micrometalurgia, desoxidando, desnitrurando, desfosforando y desulfurando el metal fundido;
aisla el baño de elementos con los que tiene gran afinidad: oxígeno, nitrógeno, hidrógeno ya sea a través de escorias o gases protectores.