10 Soldadura Por Arco Elect

7/25/2019 10 Soldadura Por Arco Elect

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Tema 10: Soldadura por arco

Facultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Mecnica

Departamento de Tecnologa de Produccin

Procesos de Faricacin 1

elctrico

Pro!" #a!ael $uerra Sil%a

e&mail: lapro!a'()a*oo"com

T!no: +0'1', -0. 1/1

ontenido

2 Introduccin

2 Principios sicos2 Soldadura por arco manual +SM34,

2 Soldadura $M34 o M3$5MI$

2 Soldadura $T34 o TI$

2 Soldadura por arco sumegido +S34,

2 #esumen


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Soldadura

Introduccin

Fuente: 6pe78 +'019,

Desde el siglo I8 se reconoci ;ue un arco entredos electrodos es una !uente de calor concentrada+*asta


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Introduccin

Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,

Principios sicos

En la soldadura por arco8 el calor necesario para !undirel metal es producido por un arco elctrico" El arco se

!orma entre la pie7a ) un electrodo ;ue es guiadomanual o automticamente"

El electrodo puede ser una %arilla no consumile ;uetransmite corriente entre este ) la pie7a o puede ser unalamre especial ;ue se !unde ) aporta material"

6a ma)or parte de los procesos de soldadura industrialson operaciones de soldadura por arco elctrico"


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Principios sicos

Todos los procesos de soldadura de arco emplean el circuitosico de la !igura" 6as corrientes %aran entre 1&


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6os cuatro procesos de soldadura por arco con electrodoconsumile ms conocidos son:

SM34 +Shielded Metal Arc Welding,

F34 +Flux-Cored Arc Welding,

$M34 +Gas Metal Arc Welding,

Principios sicos

S34 +Submerged Arc Welding,

6os procesos por arco con electrodo no consumileconocidos son:

$T34 +Gas Tungsten Arc Welding, P34 +Plasma Arc Welding,

Principios sicos

6a soldadura por arco re;uiere corrientes elctricas altas+100&1000 3,8 con una tensin entre '0&.0 " Fuentes dealimentacin de ) 3 estn disponiles ) generalmentepermiten control de la corriente mediante la regulacin de la

tensin"



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Principios sicos

6os grupos electrgenos con motora diesel se utili7an en la soldaduraen lugares remotos"

Para la ma)ora de la soldadura seutili7an un e;uipo recti!icador&trans!ormador" Gperando en unalnea elctrica tri!sica8 estas


m;uinas pueden proporcionarsalida de 3 ) "

Si slo se %a a reali7ar la soldadurade 38 se puede utili7ar un

trans!ormador simple" Estos suelenser e;uipos mono!sicos con a?os!actores de potencia"

6as !uentes con in%ersores de corriente alterna puedenmodi!icar rpidamente la !orma ) la !recuencia de pulso ocamiar la potencia de salida"

6a tecnologa de onda cuadrada empleada actualmenteo!rece me?ores arran;ues de arco ) arcos ms estales" Eltiempo de electrodo negati%o o positi%o se puede a?ustar8 )

Principios sicos

la !recuencia de salida se uede %ariar de '0 a '.0 H7"

3 tra%s de un sistema de control cerrado8 la !uente dealimentacin puede compensar los camios en distintas

%ariales del proceso"


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Principios sicos

Fuente: Internet

Plantillas o posicionadores se utili7an con !recuencia para lasoldadura en produccin en serie" 6as pie7as tamin puedenser montados en +>, talas de control numrico" 6os rootsindustriales tienen aplicaciones en soldadura"

En el diseo del proceso se deen seleccionar:

olta?e orriente

Polaridad 6ongitud del arco

elocidad del electrodo 3tms!era de arco

Principios sicos

El material de relleno dee coincidir con el metal ase+propiedades ) composicin ;umica,"

En muc*os procesos la calidad depende tamin de la

*ailidad del operador" 6a automati7acin es posile8 perola seleccin ) !ormacin del personal de soldadura siguensiendo de gran importancia"


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Soldadura por arco manual+SMAW,

Es uno de los procesos ms utili7ados de soldadura deido asu %ersatilidad ) por;ue re;uiere slo e;uipos de a?ocosto" Tamin conocido como soldadura de arco re%estido"


Funciones del recurimiento:

1" Proporcionar una atms!era protectora"

'" 3portar elementos ioni7ante para a)udar aestaili7ar el arco"

Soldadura SM34

" c uar como un en e eso@ an e ) e m narlas impure7as del metal !undido"


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6a seleccin del electrodo consiste en determinar elre%estimiento del electrodo8 el espesor de

re%estimiento8 la composicin del electrodo8 ) eldimetro del electrodo" El tipo ) la polaridad de lacorriente se *acen coincidir con el electrodo"

Soldadura SM34

electrodos puede asorer la *umedad8 ) esta es otra!uente de *idrgeno indeseale8 los electrodosre%estidos se *ornean a menudo ?usto antes de usar"

6os electrodos re%estidos se clasi!ican por la resistenciaa la traccin del metal8 la posicin de soldadura en ;uese pueden utili7ar8 el tipo pre!erido de corriente +)polaridad, ) el tipo de re%estimiento"

Soldadura SM34



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Parte del recurimiento del electrodo se !unde )%apori7a8 mientras ;ue otra parte rodea al metal

con una capa de !undente l;uido ) escoria"

Soldadura SM34


Soldadura $M345M3$5MI$

En el proceso soldadura de arco metlico con gas un

gas de proteccin para el arco ) el metal !undido !lu)e atra%s de la antorc*a" El electrodo consumile tiene la!orma de un alamre de metal continuo slido sinre%est m ento o un tu o ueco cont nuo con a t %os enpol%o en el centro"

El arco se genera entre la pie7a ) el electrodo dealamre sin re%estimiento ;ue es alimentadoautomticamente8 ) ;ue proporciona el metal de aportenecesario"


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Soldadura $M34

6as %ariales de proceso inclu)en el tipo de8 magnitud de lacorriente actual8 el gas de proteccin8 dimetro del electrodo8composicin del electrodo8 el electrodo sticBout +e@tensin

ms all de la pistola,8 %elocidad de soldadura8 la tensin desoldadura8 ) la longitud del arco"


El dimetro de los electrodos %a desde 08- *asta -8< mm" 6acorriente puede alcan7ar .00 38 lo ;ue permite lograrpro!undidades de *asta 1 cm" El proceso es el ms utili7adopara la soldadura de aceros ) puede lle%arse a cao entodas las posiciones"

Soldadura $M34

de gas8 no es necesario el !undente ) el proceso se puedeaplicar a todos los metales"

3rgn ) Helio & o una me7cla de amos son los gases mscomnes" Durante la soldadura de aceros8 se aade G'G' para me?orar la estailidad del arco ) reducir las

salpicaduras de soldadura"


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El G' tamin puede ser utili7ado como gas deproteccin en la soldadura de aceros8 pero se deeemplear un electrodo deso@idante" Se puede aadir

nitrgeno e *idrgeno para modi!icar el arco"

6os gases de proteccin tienen e!ecto sore la estailidaddel arco8 la trans!erencia de metal desde el electrodo a la

Soldadura $M34

8 8 8tendencia a la per!oracin"

Helio: arco ms caliente ) penetracin ms pro!unda" Msligero ;ue el aireJ re;uiere caudales ms altos"

G': temperaturas ms a?as de arco ) penetraciones mssuper!iciales" Ms econmico"

3rgn: intermedio entre He ) G'" Ms pesado ;ue elaire8 por lo ;ue re;uiere menor !lu?o de gas"

Principios sicos

Pe;ueas gotas se !unden desde el e@tremo del electrodo )pasan a la pie7a de traa?o" El tamao de estas gotitas %ara engran medida8 ) el mecanismo de trans!erencia depende deltipo de electrodo8 la corriente de soldadura8 ) otrosparmetros del proceso"



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6os controles electrnicos pueden utili7arse para alterar lacorriente de soldadura8 lo ;ue permite controlar elmecanismo de trans!erencia de metal"

Trans!erencia por cortocircuito: es promo%ida porcorrientes ) tensiones a?as +1


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enta?as ) 6imitaciones

Es rpido ) econmico" 3ctualmente representa ms de

la mitad de todo el metal de soldadura con material deaporte"

>o *a) camio !recuente de electrodos como en el

Soldadura SM34

"

>o se re;uiere !undente ) no se !orma escoria sore lasoldadura" 6as soldaduras de paso mltiple pueden*acerse sin la necesidad de limpie7a intermedia"

El proceso se puede automati7ar !cilmente8 ) la8unidad de soldadura ligera ) compacta se presta para lamanipulacin rotica"

6as super!icies a soldar deen estar limpias"

Soldadura $T345TI$

Kn electrodo de tungsteno no consumile proporcionael arco pero no el metal de relleno" El gas inerte +argn8

*elio8 o una me7cla de ellos, !lu)e a tra%s del soportedel electrodo para proporcionar proteccin al

8 8 87onas ad)acentes calientes"

3un;ue el argn es ms utili7ado ) produce un arco msestale ) ms sua%e8 el *elio se puede aadir paraaumentar la entrada de calor +%elocidades de soldadurams altas ) penetracin ms pro!unda," El *elio solo es

pre!erile para soldadura encima de la cae7a8 )a ;uees ms ligero ;ue el aire ) !lu)e *acia arria"


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6a composicin8 dimetro8 longitud ) geometra de la punta+ola8 puntiaguda o cono truncado, del electrodo seseleccionan asndose en el material8 el espesor del material8

) el tipo de corriente" 6a composicin ;umica a!ecta la %idatil del electrodo ) la conducti%idad del electrodo"

Soldadura $T34


uando se re;uiere metal de relleno8 se suministra como una%arilla separada +1 m largo, ;ue est disponile en dimetros%arios" Para lograr %elocidades de deposicin altas8 se puedeprecalentar el alamre de relleno"

Soldadura $T34



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Se pueden lograr soldaduras de alta calidad8 mu) limpias )apenas %isiles" >o se re;uiere la eliminacin de escoria olimpie7a especial" Sin emargo8 las super!icies a soldar deen

estar limpias"

Soldadura $T34


6a penetracin m@ima se otiene con 5electrodonegati%o8 aun;ue la 3 permite romper @idossuper!iciales +en aluminio,"

5electrodo positi%o se utili7a slo para soldar pie7asdelgadas8 en donde las penetraciones super!iciales soncorrientes" 6a soldadura dee mantenerse a?a8 )a ;ue

Soldadura SM34

este modo tiende a !undir el electrodo de tungsteno"

olta?e de soldadura es tpicamente de '0 a


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enta?as

Se pueden lograr soldaduras de alta calidad8 mu)

limpias ) apenas %isiles"

Mu) amplia gama de espesores8 posiciones )geometras"

Soldadura SM34

>o se re;uiere la eliminacin de escoria o limpie7aespecial"

Se pueden soldar todos los metales ) aleaciones poreste proceso"

El uso de gas inerte *ace ;ue sea particularmenteatracti%a para los metales reacti%os +3l8 Mg8 Ti,8 ascomo los metales re!ractarios de alta temperatura"

6imitaciones

2 El costo de $T34 es ma)or al de SM34 ) es ms lento;ue $M34"

2 El proceso tiene una tasa de medio de entrada de calor8) las soldaduras tienen una pro!undidad ;ue es

Soldadura SM34

se sueldan"

2 6as super!icies a soldar deen estar limpias"

2 Es importante para controlar la longitud de arcodurante todo el proceso: Mu) pe;uea8 se puedecontaminar el electrodoJ demasiado grande8 ma)or

L3"


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Soldadura por arco sumegido+S34,

>o se utili7a gas de proteccin en el proceso desoldadura por arco sumergido +S34," En camio8 unacapa gruesa de !undente granular se deposita ?usto pordelante del electrodo consumile slido descuierto8 )el arco se mantiene dea?o de la manta de !undente conslo unas pocas llamas pe;ueas %isiles"

Kna parte del !undente se derrite ) elimina las

impure7as de la piscina astante grande de metal!undido8 mientras ;ue el e@ceso de !undente no !undidoproporciona proteccin adicional"

Soldadura S34



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SM34 es el proceso ms adecuado para *acer soldadurasa tope plana o de !ilete en aceros de a?o carono +089,"

on algunas precauciones de precalentamiento )postcalentamiento8 se pueden unir aceros al carono ) dealeacin media8 algunas !undiciones8 aceros ino@idales8aleaciones de core ) aleaciones de n;uel"

Soldadura S34

>o se recomienda para aceros de alto carono8 acerospara *erramientas8 3l8 Mg8 Ti8 P o Ln" 6as causas son algo

%ariadas8 inclu)endo la !alta de !undentes adecuados8reacti%idad a altas temperaturas ) a?as temperaturas de

sulimacin"

Deido a ;ue el arco est totalmente sumergida8 sepueden utili7ar corrientes ele%adas +-00 & '"000 3,"

3ltas %elocidades de soldadura8 altas tasas de deposicin8

penetracin pro!unda ) gran limpie7a +deido al !undente,son caractersticas del proceso"

Soldadura S34

8acero de '8. cm de espesor es tpico"

Soldaduras de un solo paso se pueden *acer conpenetraciones de *asta '8. cm" Espesores ma)ores puedenestar unidos por mltiples pasadas"


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6os electrodos se clasi!ican generalmente por lacomposicin ) estn disponiles en dimetros ;ue %an de

1 a 10 mm +080


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#esumen

2 Introduccin2 Principios sicos

2 Soldadura por arco manual +SM34,

2 Soldadura $M34 o M3$5MI$

2 Soldadura $T34 o TI$

2 Soldadura por arco sumegido +S34,

2 #esumen

#esumen

Fuente: CalpaB?ian O Sc*mid +'00,


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#esumen

Fuente: CalpaB?ian O Sc*mid +'00,

Preguntas


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#e!erencias Ailiogr!icas

6pe78 3" +'019," Faricacin industrial & 3puntes de

teora" Kni%ersidad de 3lmera"

CalpaB?ian8 S" ) Sc*mid8 S"+'00'," Manu!actura8 Ingeniera

) Tecnologa " Pearson"

AlacB8 Q" ) Co*ser" #" +'00/, Materials and Processes in

Manu!acturing" 4ile)"

$roo%er8 M" +'00/," Fundamentals o! ModernManu!acturing" 4ile)"

3merican Societ) o! Materials" +1NN," HandooB ol" 1< )

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