PROYECTO NIC/023Mejoramiento de los niveles de competencia profesional y Tcnica en el mbito Nacional

INSTITUTO NACIONAL TECNOLGICODIRECCIN GENERAL DE FORMACIN PROFESIONALDIRECCIN TCNICA DOCENTEDEPARTAMENTO DE CURRCULUM

SOLDADURA POR ARCO ELCTRICO CON ELECTRODO REVESTIDO

CUALIFICACIN EN: CORTE Y SOLDADURA

REA PROFESIONAL:SOLDADURA

Septiembre, 2013

PROYECTO NIC/023Mejoramiento de los niveles de competencia profesional y Tcnica en el mbito Nacional

INSTITUTO NACIONAL TECNOLGICO

Cra. Loyda Barreda Rodrguez Directora Ejecutiva

Cro. Walter Senz RojasSub Director Ejecutivo

Cra. Daysi Rivas MercadoDirectora General de Formacin Profesional

COORDINACIN TCNICA

Cra. Nelly Pedroza CarballoResponsable Departamento de Currculum

Organismo financiante. Proyecto NIC/023

Septiembre, 2013

PRESENTACIN

El Instituto Nacional Tecnolgico (INATEC), como organismo rector de la Formacin Profesional en Nicaragua ha establecido un conjunto de polticas y estrategias en el marco de la implementacin del Plan Nacional de Desarrollo Humano, para contribuir con el desarrollo econmico que nos permita avanzar en la eliminacin de la pobreza en Nicaragua.

El Gobierno de Reconciliacin y Unidad Nacional a travs del INATEC, ha formado y entregado miles de nuevos tcnicos a la economa nacional, brindndoles mayores oportunidades de empleo y mejores condiciones de vida a las familias nicaragenses, mediante una oferta de Formacin Profesional ms amplia que dignifique los oficios, formando con calidad a jvenes, mujeres y adultos,contribuyendo as, a la generacin de riqueza para el bienestar social con justicia y equidad.

Nos proponemos profundizar la ruta de restitucin de derechos para continuar cambiando hacia un modelo que brinde ms acceso, calidad y pertinencia al proceso de Formacin Profesional de las/los nicaragenses sustentada en valores cristianos, ideales socialistas y prcticas cada vez ms solidarias.

Este esfuerzo debe convocarnos a todos, empresarios, productores del campo y la ciudad, a los subsistemas educativos, a la cooperacin nacional e internacional disponiendo recursos y energas de manera integral y solidaria, para el presente y el futuro; a trabajar en unidad para la formacin de profesionales tcnicos con competencias en las especialidades; agropecuaria, agroindustrial, industrial, construccin, turismo e idiomas; dotar de recursos humanos competentes a la micro, pequea y mediana empresa y acompaar a las mujeres en iniciativas productivas en todos los campos.

La elaboracin y edicin del manual de soldadura por arco elctrico con electrodo revestido, ha sido posible gracias a la asesora, apoyo econmico y tecnolgico del Proyecto NIC/023, y la revisin tcnica metodolgica de especialistas del Departamento de Currculum del INATEC.

El manual para el participante sirve de instrumento metodolgico en el desarrollo de las capacidades que deben adquirirse en el proceso formativo de la Cualificacin Corte y Soldadura, para el mejoramiento de los niveles de competencia profesional y tcnica en el mbito nacional.

NDICEPginaMDULO FORMATIVO:SOLDADURA POR ARCO ELCTRICO1ASOCIADO A LA UNIDAD DE COMPETENCIA1CAPACIDADES A ADQUIRIR1RECOMENDACIONES GENERALES2INTRODUCCIN3Unidad I. Proceso de soldadura por arco elctrico4Objetivos de aprendizaje41. Soldadura por arco electrico con electrodo revestido41.1 Definicin41.2 Bao de fusin51.3 Crter51.4 Cordn de soldadura51.5 Electrodos52. Fuentes de poder52.1 Introduccin52.2 Transformadores62.3 El funcionamiento de un transformador72.4 Regulacin continua82.5 Segn el diseo y tipo de corriente82.5.1 Alternadores82.5.2 Mquinas de Corriente Continua82.5.3 Transformadoras = Rectificadores82.5.4 Generadores93. Mandos de control de la mquina de soldar93.1 Cables para trabajo de soldadura93.2 Porta electrodo103.3 Pinza polo a tierra103.4 Circuito elctrico103.5 Polaridades113.5.1 Denominacin nombre signo comn113.6 Arco elctrico123.7 Tecnicas de encendido del arco elctrico123.8 Regulacin de la intensidad de la corriente en la mquina soldadora13Tabla ( Intensidad de corriente y dimetro del electrodo )134. Proceso144.1 Variables del proceso144.2 Tcnicas de cordones espaciados154.3Tcnicas de Cordones de Relleno155.Tcnica para la construccin de estructuras soldadas156. Defecto y recomendaciones en cordones de soldadura167. Ensayos destructivos197.1 La prueba de flexin guiada197.2 La prueba de tensin de seccin reducida en soldadura por arco208. Normas de seguridad en soldadura208.1 Proteccin personal208.2 Proteccin de la vista218.3 Seguridad al usar una mquina soldadora228.4 Seguridad en soldadura228.5 Equipo de proteccin personal238.6 Condiciones de uso24EJERCICIO DE AUTOEVALUACIN25Unidad II. Soldadura en aceros al carbono26Objetivos de aprendizaje261. Aceros al carbono261.1 Composicin262. Tipos de aceros al carbono262.1 Aceros de muy bajo contenido de carbono (desde SAE 1005 a 1015)262.2 Aceros de bajo contenido de carbono272.3 Aceros de contenidos medios en carbono272.4 Aceros de contenidos altos en carbono273. Soldabilidad de los aceros283.1 Soldabilidad de los aceros de bajo contenido de carbono283.1.1 Procedimientos para soldar283.2 Soldabilidad de los aceros de mediano y alto contenido de carbono283.2.1 Precalentamiento293.2.2 Post calentamiento293.2.3 Soldabilidad304. Efectos del hidrgeno305. Electrodos305.1 Generalidades305.2 Normas de aplicacin315.3 Clasificacin de electrodos para aceros al carbono315.4 Clasificacin de electrodos para aceros de baja aleacin335.5 Clasificacin de electrodos para aceros inoxidables355.6 Clasificacin de electrodos para metales no ferrosos365.7 Normas para flujos36Tabla para identificar las propiedades del electrodo no ferroso376. Tcnicas de Soldadura376.1 Preparacin de Materiales376.2 Tipos de juntas386.3 Tcnicas de soldeo en las posiciones de la soldadura396.4 Posicin plana396.4.1 Soldadura de recargue396.4.2 Soldadura de filete40Revise las prcticas de seguridad para la soldadura.406.4.3 Soldadura con bisel406.4 Posicin horizontal426.5.1 Soldadura de recargue42EJERCICIO DE AUTOEVALUACIN43Unidad III. Soldadura en acero inoxidable44Objetivos de aprendizaje441. Introduccin441.1 Qu es un acero inoxidable?442.Clasificacin de electrodos para aceros inoxidables453. Preparacin de piezas y ajuste del equipo464. Tcnicas de soldeo464.1 Soldadura en posicin plana464.2 Soldadura de filete horizontal464.3 Soldadura en posicin vertical474.4 Soldadura sobre cabeza475. Equipamiento47EJERCICIO DE AUTOEVALUACIN49Unidad IV. Soldadura en fundiciones50Objetivos de aprendizaje501. Fundiciones. Clasificacin de los Electrodos. Preparacin de Piezas y Ajuste del Equipo. Tcnicas de Soldadura502. Clasificacin de las fundiciones512.1 Fundiciones sin Grafito512.2 Fundicin con Grafito en Forma Laminar512.2.1Fundicin con Grafito Esferoidal512.2.2 Fundicin Maleables513. Soldadura de la fundicin gris524. Recomendaciones para la soldadura de la fundicin534.1 Preparacin de la pieza534.2 Precalentamiento y soldadura544.3 Precalentamiento de materiales ferrosos y no ferrosos545. Zonas afectadas por la temperatura55Tabla Tpica del Precalentamiento en Uso de Varios Metales566. Tcnicas de soldadura566.1 Procedimiento566.2 La soldadura en la Fundicin576.3 Mtodo de Refundicin586.4 Mtodo con Electrodos de Acero587. Detalles del hierro colado597.1 Hierro Colado Gris597.2 Hierros colados maleables597.3 Hierro colado esferoidal (dctil)597.4 Hierro colado blanco597.5 Hierro colado aliado608. Preparacin de las piezas609. Electrodos en la soldadura del hierro colado629.1 Electrodos de hierro colado629.2 Electrodos de acero suave629.3 Electrodos de acero extra suave629.4 Electrodos de acero inoxidable629.5 Electrodos de bronce6310. Precauciones para la soldadura en hierro colado6311. Electrodo a base de Nquel6312. Recomendaciones para la soldadura en hierro colado viejo, quemado, fatigado o impregnado de aceite6513. Normas Importantes para la soldadura en fro6614. Tcnica para la soldadura en fro y caliente6614.1 Soldadura en fro6614.2 Soldadura en caliente6715. Elementos que Influyen en el aumento de la dureza6716. Elementos que Influyen en la reduccin de la dureza67EJERCICIO DE AUTO EVALUACIN68Unidad V. Soldadura en aluminio69Objetivos de aprendizaje691. Aluminio691.1 Aleaciones Binarias a Base de Aluminio701.1.1 Sistema Aluminio Silicio701.1.2 Sistema Aluminio Magnesio701.2 Soldabilidad del Aluminio y Aleaciones Ligeras702. Efecto del Oxgeno713. Efecto del Hidrgeno714. Efecto de la Conductividad715. Materiales de Aporte726. Soldadura de Aleaciones del Aluminio726.1 Limpieza del Material736.2Ambiente74EJERCICIO DE AUTOEVALUACIN75GLOSARIO76BIBLIOGRAFA77

MDULO FORMATIVO:SOLDADURA POR ARCO ELCTRICO

ASOCIADO A LA UNIDAD DE COMPETENCIA UC 0034_2 : REALIZAR SOLDADURA POR ARCO ELCTRICO CON ELECTRODO REVESTIDO

CAPACIDADES A ADQUIRIR

C1: Analizar la informacin tcnica utilizada en los planos de fabricacin, reparacin y montaje a fin de determinar el procedimiento ms adecuado que permita realizar soldaduras por arco elctrico con electrodos revestido, segn lo especificado en la norma.C2: Explicar el procedimiento de soldadura por arco elctrico con electrodos revestido, determinando fases, operaciones, equipos, tiles. etc., atendiendo a criterios econmicos y de calidad, cumpliendo con las normas de Prevencin de Riesgos Laborales y Proteccin al Medio Ambiente.

C3: Soldar por arco elctrico de forma manual, con electrodo revestido, diferentes aceros de bajo contenido de carbono, tales como: lminas, perfiles y tubos, en todas las posiciones, de forma que se cumplan las especificaciones tcnicas, normas de Prevencin de Riesgos Laborales y Proteccin al Medio Ambiente.

C4: Soldar con arco elctrico de forma manual con electrodo revestido, lminas, perfiles y tubos de acero inoxidable, en todas las posiciones, de forma que se cumplan las especificaciones tcnicas, normas de prevencin de riesgos laborales y proteccin al medio ambiente.C5: Soldar con arco elctrico de forma manual con electrodo revestido, lminas, perfiles y tubos de fundicin en todas las posiciones, de forma que se cumplan las especificaciones tcnicas, normas de Prevencin de Riesgos Laborales y Proteccin al Medio Ambiente.

C6: Soldar con arco elctrico de forma manual con electrodo revestido, lminas, perfiles y tubos de aluminio en todas las posiciones, de forma que se cumplan las especificaciones tcnicas, normas de Prevencin de Riesgos Laborales y Proteccin al Medio Ambiente.

C7: Soldar con arco elctrico de forma manual con electrodo revestido, lminas, perfiles y tubos de cobre en todas las posiciones, de forma que se cumplan las especificaciones tcnicas, normas de prevencin de riesgos laborales y proteccin al medioambiente.RECOMENDACIONES GENERALES

Para iniciar el estudio del manual, debe estar claro que siempre su dedicacin y esfuerzo le permitir adquirir las capacidades a la cual corresponden al Mdulo Formativo de Soldadura por arco elctrico.

Al comenzar el estudio de la unidad didctica debe leer detenidamente los objetivos planteados, estos le facilitarn una mejor comprensin de los logros propuestos.

Analice la informacin descrita en el manual y consulte siempre a su instructor, cuando necesite aclaraciones.

Ample sus conocimientos con la bibliografa indicada u otros textos que estn a su alcance.

Resuelva responsablemente los ejercicios de auto evaluacin y verifique su respuesta con sus compaeros e instructor.

Prepare el puesto de trabajo segn la operacin a realizar, cumpliendo con las normas de higiene y seguridad laboral.

Durante las prcticas de taller sea amigable con el Medio Ambiente, no tire residuos fuera de lugares establecidos.

Recuerde siempre que el cuido y conservacin de los equipos y herramientas, garantizan el correcto desarrollo de las clases prcticas y que en el futuro los nuevos participantes harn uso de ellas.

INTRODUCCIN

El Manual para el participante Soldadura por arco elctrico con Electrodo Revestido, est dirigido a los estudiantes/participantes que cursan la Cualificacin en Corte y Soldadura, con la finalidad de facilitar el proceso enseanza aprendizaje durante su formacin tcnica.

El manual est estructurado metodolgicamente para adquirir las capacidades que describe el mdulo formativo asociado a la unidad de competencia: Realizar: Soldadura por arco elctrico.

El propsito de este Manual es dotar al participante de los conocimientos tcnicos elementales que le sirvan de herramienta en el campo real de trabajo, donde pondr en prctica las habilidades y destrezas adquiridas durante el proceso de formacin, a la vez aplicara las normas de higiene y seguridad ocupacional.

El Manual para el Participante est asociado a la programacin del Mdulo Formativo, comprende cinco unidades didcticas, presentadas en orden lgico que permiten desarrollar los contenidos de lo sencillo a lo complejo

La elaboracin de este manual ha sido disponible gracias al apoyo econmico del Proyecto NIC/023 y en su revisin tcnica metodolgica especialista del Departamento de Currculo.

Confiando en que logres con xito tus estudios, dejamos en tu mano este valioso manual. Seguros de que pondrs todo tu empeo para culminar tus estudios que te convertirn en un verdadero tcnico soldador y contribuir al desarrollo de nuestro pas, te deseamos mucha suerte y adelante.

Unidad I. Proceso de soldadura por arco elctricoObjetivos de aprendizaje1. Definir los conceptos bsicos de soldadura por arco elctrico con electrodo revestido exactamente.2. Clasificar las fuentes de poder de acuerdo a sus caractersticas, de forma correcta.3. Analizar los factores que intervienen para lograr un buen cordn en el proceso de soldadura por arco elctrico, de forma clara y precisa.4. Identificar los defectos ms comunes que se producen durante el proceso de soldadura por arco elctrico, mediante medios reales, en 30 minutos.5. Analizar los mtodos destructivos y no destructivos empleados en soldadura, utilizando las normas de higiene y seguridad con un 100 % de efectividad.6. Aplicar las normas de higiene y seguridad laboral en el proceso de soldadura por arco elctrico, de forma correcta.

1. Soldadura por arco electrico con electrodo revestido1.1 DefinicinEl sistema desoldadura elctricaconelectrodo recubiertose caracteriza por la creacin y mantenimiento de un arco elctrico entre una varilla metlica llamadaelectrodoy la pieza a soldar. El electrodo recubierto, est constituido por una varilla metlica a la que se le da el nombre de alma o ncleo, generalmente de forma cilndrica, recubierta de un revestimiento de sustancias no metlicas, cuya composicin qumica puede ser muy variada, segn las caractersticas que se requieran en el uso. El revestimiento puede ser bsico, rutlico y celulsico. Para realizar una soldadura por arco elctrico se induce unadiferencia de potencialentre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el circuito. El calor del arco funde parcialmente el material de base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el cordn de soldadura.La soldadura por arco elctrico es utilizada comnmente debido a la facilidad de transporte del equipo y a la economa de dicho proceso.

1.2 Bao de fusin: laaccincalorfica del arco provoca la fusin del material, donde parte de ste se mezcla con el material de aportacin del electrodo, provocando la soldadura de las piezas una vez solidificado.1.3 Crter: surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y profundidad vendrn dadas por el poder de penetracin del electrodo.1.4 Cordn de soldadura: est constituido por el metal base y el material de aportacin del electrodo, y se pueden diferenciar dos partes: la escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la solidificacin y que posteriormente son eliminadas, y sobre el espesor, formado por la parte til del material de aportacin y parte del metal base, la soldadura en s.

1.5 Electrodos: son varillas metlicas preparadas para servir como polo del circuito; en su extremo se genera elarco elctrico. En algunos casos, sirven tambin como material fundente. La varilla metlica a menudo va recubierta por una combinacin de materiales que varan de un electrodo a otro. El recubrimiento en los electrodos tiene diversas funciones, que pueden resumirse en las siguientes: Funcin elctrica del recubrimiento Funcin fsica de la escoria y Funcin metalrgica del recubrimiento.2. Fuentes de poder2.1 IntroduccinEn cualquier proceso para soldadura con arco, el intenso calor requerido para fundir el metal base se produce con un arco elctrico. Un soldador experto debe tener conocimientos de electricidad para su propia seguridad a fin de comprender el funcionamiento del equipo para soldar con arco. Aunque la soldadura con arco no es ms peligrosa que otros procesos de soldadura, se deben observar algunas precauciones debido a los elevados amperajes que se utilizan y a la radiacin que se desprende del arco, entre otras cosas.

2.2 Transformadores

Los transformadores se alimentan con corriente alterna de la red y suministran corriente alterna al circuito de soldadura. Lo nico que hacen es cambiar los valores del voltaje e intensidad, aptos para el proceso de soldeo. Presenta notables ventajas respecto a las mquinas de corriente continua, como; su menor costo y simple mantenimiento. Como desventaja puede significarse la estabilidad del arco y la imposibilidad de soldar con algunos tipos de electrodos. Actualmente su presencia en el mercado es menor ya que los estn desplazando lo equipos de corriente continua.Se representa como:

Un transformador est formado por un ncleo magntico sobre el que van dispuestas dos bobinados totalmente independientes y asilados uno de otro. La primera bobina (primario), se conecta a la corriente alterna de la red, tiene un nmero de espiras o vueltas N1; y el secundario, se conecta al porta electrodos y la pieza, un nmero de espiras.

2.3 El funcionamiento de un transformador

Sabido es que el paso de corriente elctrica por un conductor genera un campo magntico a su alrededor. Si enrollamos el conductor sobre un ncleo de hierro dulce, generaremos un campo magntico en este, que a su vez generar una corriente elctrica inducida en la bobina del secundario con una tensin tanto menor, como menor sea el nmero de vueltas (espiras) respecto al primario.

Al aplicar un voltaje de entada V1 al primario, se tiene un voltaje de salida V2 en la relacin: N1/ N2= V1/ V2= I1/ I2

Pongamos por ejemplo que en la bobina del primario tenemos nueve espiras y 220 V, en la del secundario tendremos solo tres vueltas y por tanto 73 V. 9/3=220/V2; V2=220*3/9; V2=73v Entonces deducimos, que si la potencia elctrica del transformador es siempre constante (P = I x V), la intensidad ser tambin tres veces mayor en el secundario.

Los sistemas de regulacin de la intensidad de un transformador de soldeo pueden ser:

De clavijas: Se puede situar la entrada de corriente en una u otra espira de forma Que la corriente del primario recorra ms o menos espiras variando la intensidad y Tensin de soldadura.

.

2.4 Regulacin continua

Se consigue por desplazamiento de un shunt magntico Interponiendo una pieza de hierro ajustable por medio de un volante que dispersa el flujo magntico aumentando y disminuyendo la intensidad y tensin de soldadura.

2.5 Segn el diseo y tipo de corrienteSegn el tipo de corriente de salida las mquinas se clasifican en:

2.5.1 AlternadoresLas mquinas de soldar que usan alternadores tienen por objeto transformar la energa mecnica en energa elctrica. La energa mecnica proviene de un motor de combustin interna, el cual puede ser: diesel, a gas, gasolina o de un motor elctrico. Estas mquinas tienen salida de corriente alterna.Esta combinacin de motor alternador puede usarse tanto como soldadora porttil y como fuente auxiliar de poder.La potencia de salida AC de 115 a 230 volts. Puede ser usada para alimentar luces, pequeas herramientas o como una fuente de potencia auxiliar.2.5.2 Mquinas de Corriente ContinuaEntre ellas encontramos las Rectificadoras y las Generadoras.

2.5.3 Transformadoras = RectificadoresUna soldadora del tipo rectificador monofsico, es una mquina del tipo transformador con rectificadores aadidos para obtener corriente continua. Estos rectificadores son hechos de silicio por razones de economa, capacidad de transportar la corriente y eficiencia. Las soldadoras tipo transformador rectificador son diseadas generalmente con provisiones de corriente para soldar con corriente alterna y con corriente continua.

2.5.4 GeneradoresLas fuentes de poder, tipo generador convierten la energa mecnica en energa elctrica adecuada para la soldadura por arco elctrico. La energa mecnica puede ser obtenida de un motor de combustin interna, un motor elctrico o de energa tomada de otro equipo. Estas mquinas tienen salida de corriente continua.

3. Mandos de control de la mquina de soldar Perilla para manivela:- Es la pieza que acciona, el incremento o disminucin del amperaje de salida. Cinta indicadora:- Tiene la finalidad de indicar el amperaje que se le da a la mquina, y para que realice el arco elctrico. Resorte de cinta indicadora:- La nica funcin que tiene este resorte es brindar una resistencia graduada a la cinta. Interruptor de lnea millar:- El interruptor tiene la finalidad de desenergizar y energizar la mquina de soldar. Soporte de flecha:- El nico fin de este soporte es brindar una suspensin al movimiento que se efecte en la flecha.

Tablero porta birlo (bornes):- El objetivo de esta pieza, es el aislamiento a tierra de las salidas de corriente de las bobinas secundarias a los porta electrodos..3.1 Cables para trabajo de soldaduraLos cables utilizados para soldar son un conductor cubierto con un aislador. Deben poder conducir la corriente elctrica desde y hasta el punto en que se suelda sin sobrecalentarse; empero deben ser lo ms delgados y flexibles que sea posible. El conductor de los cables est hecho con muchos hilos de alambre delgado y trenzados entre s, que pueden ser de aluminio o de cobre. El conductor de aluminio tiene mucha menor masa que el cobre, pero no puede conducir la misma cantidad de corriente que el cobre. Cuanto mayor sea el nmero de torones en el cable, ms flexible ser. Los torones estn envueltos en un papel tipo estraza muy grueso y, a su vez, colocados en un forro de Neopreno o de caucho (hule). Por tanto, la distancia desde la mquina de soldar hasta la zona de trabajo debe ser lo ms corta que se pueda. Los cables no deben estar enrollados sino que siempre se deben estirar para evitar la posibilidad de generar un campo magntico que tendra un efecto negativo en el comportamiento de la mquina. El tamao de los cables para soldar tambin es importante, ya que es demasiado pequeo para su amperaje, se sobrecalentar.

3.2 Porta electrodoLas portas electrodos se utilizan para sujetar el electrodo y para servir como mango aislador. Los porta electrodos son de diversas formas y tamaos. El tamao del porta electrodo depende del amperaje mximo que se va a usar. El punto importante es que el porta electrodo debe ser ligero de peso y capaz de conducir suficiente corriente sin provocar sobrecalentamiento.

3.3 Pinza polo a tierraLa grapa para tierra se sujeta en la pieza de metal que se va a soldar, con la cual se completa el circuito de soldadura cuando el electrodo toca el metal. Las grapas de tierra que tienen resorte son las ms convenientes porque constituye el mtodo ms fcil de sujetarlas en el metal que se va a soldar. Recuerde que si el metal que se va a soldar no est conectado a tierra, no se completa el circuito y hay un serio peligro de una descarga elctrica.3.4 Circuito elctricoEn la figura se ilustra el circuito para soldadura con arco, el cual empieza en A donde el cable para el electrodo se conecta con una terminal de la mquina de soldar y termina en B en donde se conecta el cable de tierra (masa) a la otra terminal de la mquina. La corriente para soldar fluye por el cable del electrodo hasta el porta electrodo; desde ste fluye el electrodo y salta el espacio o entrehierro entre la punta del electrodo y el metal base para formar el arco. Desde el metal base retorna por el cable de tierra a la mquina de soldar como lo indican las flechas.

3.5 PolaridadesUna corriente elctrica produce una fuerza magntica alrededor de su conductor. Debido a que las lneas de fuerza magntica finalizan en las terminales negativa y positiva de la corriente elctrica, se les llama polo negativo y polo positivo. De ah se deriva la palabra polaridad, con la cual sabemos la direccin en que circula la corriente. La polaridad slo se puede determinar en las mquinas de cc. No se obtiene en las mquinas de cc, porque hay inversin de la corrienteCuando el cable para el electrodo se conecta en la terminal positiva de la mquina de soldar, sta se encuentra en polaridad positiva. Cuando el cable para el electrodo se conecta en la terminal negativa de la mquina de soldar, sta se encuentra en polaridad negativa.3.5.1 Denominacin nombre signo comnPositiva Inversa + (positivo)Negativa Directa - (negativo)No es necesario cambiar los cables para cambiar la polaridad. En la mayor parte de las mquinas, slo hay que mover una palanca o un cuadrante en el frente de la mquina de soldar.En algunos procesos de soldadura, la polaridad que se debe utilizar se determina con el metal que se va a soldar. Sin embargo, en el proceso de SMAW, la polaridad se determina por el recubrimiento del electrodo. Por ejemplo, cuando se utiliza un electrodo E41010 (E6010) trabaja mejor con ccpi (corriente continua con polaridad inversa), en cuyo caso el electrodo es positivo y el metal base es negativo. La cc puede tener polaridad directa o inversa, segn se seleccione.

3.6 Arco elctricoEnelectricidadse denominaarco elctricoo tambinarco voltaicoa la descarga elctrica que se forma entre doselectrodossometidos a unadiferencia de potencialy colocados en el seno de una atmsfera gaseosa enrarecida, normalmente a baja presin, o al aire libre.Para iniciar un arco se ponen en contacto, brevemente, los extremos de doselectrodos, usualmente en forma delpiz, por lo general degrafito, y se hace pasar una corriente intensa (unos 10amperios) a travs de ellos. Esta corriente provoca un gran calentamiento en el punto de contacto, al separarse los electrodos, se forma entre ellos una descarga luminosa.

3.7 Tecnicas de encendido del arco elctrico

Para establecer el arco, ligeramente golpee o rasque el electrodo en el metal por soldar.

Tan pronto como se establezca el arco, inmediatamente levante el electrodo a una distancia igual al dimetro del electrodo. El no levantar el electrodo lo causar a pegarse al metal. Si lo deja en esta posicin con la corriente fluyendo, el electrodo se calentar al rojo.

Cuando el electrodo se pegue, se puede soltar rapidamente torcindolo o doblndolo. Si este movimiento no lo despega, suelte el electrodo del portaelectrodo.

3.8 Regulacin de la intensidad de la corriente en la mquina soldadora

La cantidad de corriente por usar depende de:

El grosor del metal por soldar. La posicin actual de la soldadura, y El dimetro del electrodo.

Como una regla general, se pueden usar corrientes ms altas y electrodos de dimetros mayores para soldar en posiciones planas. El dimetro del electrodo est regulado por el grosor de la plancha de metal por soldar y la posicin de soldar. Por ejemplo, si la gama de corriente para un electrodo es de 90-100 amperios, la prctica usual es la de ajustar el control en un punto medio distante entre los dos lmites. Despus de comenzar a soldar, haga un ajuste final, aumentando o reduciendo la corriente.Cuando la corriente es demasiado alta, el electrodo se fundir demasiado rpidamente y la mezcla de los metales fundidos estar demasiado grande e irregular.Cuando la corriente est demasiado baja, no habr suficiente calor para fundir el metal por soldar y la mezcla de metales fundidos estar demasiado pequea. El resultado no solo ser fusin inadecuada, sino, que el depsito se amontonar y ser de una forma irregular. La corriente demasiado alta, tambin produce socavacin, dejando una ranura en el metal por soldar a lo largo de ambos bordes del depsito de soldadura.Una corriente demasiada baja causar la formacin de capas superpuestas donde el metal fundido del electrodo cae en el metal por soldar sin suficientemente fundir o penetrar el metal por soldar. Ambas, la socavacin y las capas superpuestas, terminan en soldaduras dbiles.Tabla ( Intensidad de corriente y dimetro del electrodo )DIMETRO DEL ELECTRODO

3/321/85/325/32 a 3/163/16 a 1/41/4

AMPERAJE RECOMENDADO

50-7090-115115-140140-170170-18180 a ms

4. ProcesoLa caracterstica ms importante de la soldadura con electrodos revestidos, en inglsShield Metal ArcWelding(SMAW) oManual Metal ArcWelding (MMAW), es que el arco elctrico se produce entre la pieza y un electrodo metlico recubierto. El recubrimiento protege el interior del electrodo hasta el momento de la fusin. Con el calor del arco, el extremo del electrodo se funde y se quema el recubrimiento, de modo que se obtiene la atmsfera adecuada para que se produzca la transferencia de metal fundido desde el ncleo del electrodo hasta el bao de fusin en el material base. Adems, los aceros AWS en soldadura sirven para soldaduras de baja resistencia y muy fuertes. Estas gotas de metal fundido caen recubiertas de escoria fundida procedente de la fusin del recubrimiento del arco. La escoria flota en la superficie y forma, por encima del cordn de soldadura, una capa protectora del metal fundido.Como son los propios electrodos los que aportan el flujo de metal fundido, ser necesario reponerlos cuando se desgasten. Los electrodos estn compuestos de dos piezas: el alma y el revestimiento. El alma o varilla es un alambre (de dimetro original 5,5 mm) que se comercializa en rollos continuos. Tras obtener el material, el fabricante lo decapa mecnicamente (a fin de eliminar el xido y aumentar la pureza) y posteriormente lo trefila para reducir su dimetro.

Tipos de juntas y posiciones4.1 Variables del proceso

Tensin de soldadura Velocidad de alambre (Corriente Soldadura) Material de aporte Tipo de gas Tipos de transferencia Inductancia ESAB Centroamrica4.2 Tcnicas de cordones espaciadosEl objetivo de esta tcnica, es que el participante pueda realizar cordones continuos de soldadura en lnea recta en cualquiera de las cuatro posiciones bsicas de la soldadura. Prepare la pieza de acero de 200mm x 100mm x 6mm. Trace lneas rectas a escuadra en todo lo largo de la pieza manteniendo una separacin entre lneas de 15mm. Marque con el granete las lneas trazadas. Seleccione tipo de mquina, electrodo, tipo de polaridad y corriente a utilizar. Encienda el arco y realice cordones continuos de sobre las lneas punteadas.4.3Tcnicas de Cordones de RellenoEn esta tcnica realizar el mismo procedimiento que la tcnica de cordones espaciados, con la diferencia que el participante tendr que rellenar el espacio que hay entre cada cordn continuo de soldadura, aqu se utilizar el movimiento que el instructor oriente para cada posicin.

5.Tcnica para la construccin de estructuras soldadasLo ms importante de esta tcnica es saber seleccionar el tipo de material que se utilizar para una determinada estructura, cada estructura tiene sus propias caractersticas por lo tanto, la escuadra y la plomada juegan un papel fundamental. Interpretar el diseo Verificar medidas Seleccionar tipo de material Corte y armado de elementos constructivos Realizar el montaje de la estructura Verificar plomada y escuadra de la estructura. Soldar la estructura Pintar la estructura

6. Defecto y recomendaciones en cordones de soldadura

7. Ensayos destructivos

Los tipos comunes de pruebas fsicas destructivas se llevan a cabo utilizando especmenes de pruebas cortadas de placas de pruebas. La placa de prueba es la pieza mayor de metal que contiene la junta de soldadura. Esta junta se suelda de acuerdo a los requerimientos y especificaciones del reglamento que se est utilizando.

Los dos mtodos de pruebas destructivas que se estudian a continuacin son:

7.1 La prueba de flexin guiada

Se utiliza comnmente para la calificacin del soldador. En esta prueba las placas se doblan hasta 180grados, por la cara y el fondo de la soldadura, en un soporte y revisan las seales de fallas. En el caso de ranuras de soldadura de 3/8 pulg., una placa se dobla con el fondo de la soldadura sobre el lado convexo. Para probar la solidez del filete se doblan dos placas con el fondo de la soldadura sobre el lado convexo.

En el lado convexo de cada placa de prueba terminado se revisan seales de fallas de fusin, se revisan tambin seales de bolsas de gas, de penetracin de escorias y de grietas.

Cualquiera de estos defectos, que aparezcan despus de la flexin y que midan 1/8 pulg. o ms, es causa de que la prueba falle.

7.2 La prueba de tensin de seccin reducida en soldadura por arco

Se utiliza generalmente para probar procedimientos de soldadura. La prueba se realiza en una mquina de prueba de tensin, capaz de separar las placas en dos partes. Un medidor indica la resistencia a la tensin de la soldadura en libras por pulgada cuadrada. La soldadura pasa la prueba si las placas se rompen en el metal base fuera de la zona soldada, la lectura en libras por pulgada cuadrada debe ser mayor que la del metal base.

8. Normas de seguridad en soldadura

Cuando se realiza una soldadura al arco durante la cual ciertas partes conductoras de energa elctrica estn al descubierto, el operador tiene que observar con especial cuidado las reglas de seguridad, a fin de contar con la mxima proteccin personal y tambin proteger a las otras personas que trabajan a su alrededor.

En la mayor parte de los casos, la seguridad es una cuestin de sentido comn. Los accidentes pueden evitarse si se cumplen las siguientes reglas:

8.1 Proteccin personal

Siempre utilice todo el equipo de proteccin necesario para el tipo de soldadura a realizar. El equipo consiste en:

Mscara de soldar, proteja los ojos, la cara, el cuello y debe estar provista de filtros inactnicos de acuerdo al proceso e intensidades de corriente empleadas. Guantes de cuero, tipo mosquetero con costura interna, para proteger las manos y muecas. Coleto o delantal de cuero, para protegerse de salpicaduras y exposicin a rayos ultravioletas del arco. Polainas y casaca de cuero, cuando es necesario hacer soldadura en posiciones verticales y sobre cabeza, deben usarse estos aditamentos, para evitar las severas quemaduras que puedan ocasionar las salpicaduras del metal fundido. 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.

Substancial: Evite tener en los bolsillos todo material inflamable como fsforos, encendedores o papel celofn. No use ropa de material sinttico, use ropa de algodn.

8.2 Proteccin de la vista

La proteccin de la vista es un asunto tan importante que merece consideracin aparte. El arco elctrico que se utiliza como fuente calrica y cuya temperatura alcanza sobre los 4.000 C, desprende radiaciones visibles y no visibles. Dentro de estas ltimas, tenemos aquellas de efecto ms nocivo como son los rayos ultravioletas e infrarrojos.

El tipo de quemadura que el arco produce en los ojos no es permanente, aunque s es extremadamente dolorosa.

Su efecto es como tener arena caliente en los ojos. Para evitarla, debe utilizarse un lente protector (vidrio inactnico) que ajuste bien y, delante de ste, para su proteccin, siempre hay que mantener una cubierta de vidrio transparente, la que debe ser sustituida inmediatamente en caso de deteriorarse. A fin de asegurar una completa proteccin, el lente protector debe poseer la densidad adecuada al proceso e intensidad de corriente utilizada.

Escala de lentes a usar (en grados), de acuerdo al proceso de soldadura y torchado (arco-aire)

Nota: las reas en azul corresponden a los rangos en donde la operacin de soldadura no es normalmente usada.8.3 Seguridad al usar una mquina soldadoraAntes de usar la mquina de soldar al arco debe guardarse ciertas precauciones, conocer su operacin y manejo, como tambin los accesorios y herramientas adecuadas.

Para ejecutar el trabajo con facilidad y seguridad, debe observarse ciertas reglas muy simples:8.4 Seguridad en soldadura Asegrese que su equipo de soldadura al arco est instalado correctamente, conectado a tierra y que est en buenas condiciones de trabajo. Use siempre protectores adecuados para la soldadura que va a ejecutar. Use siempre una proteccin adecuada de los ojos cuando va a soldar, esmerilar o cortar. Mantenga su rea de trabajo libre de peligros, asegrese de no tener cerca productos inflamables, voltiles o explosivos. No ejecute trabajos de soldadura en lugares con muy poco espacio, sin conocer los cuidados especiales. No suelde en recipientes que han contenido combustibles o pinturas sin tomar precauciones especiales. No suelde en recipientes cerrados o compartimientos sin proveer ventilaciones y tomar precauciones especiales. Use sistemas mecnicos de extraccin de gases, en los puntos en que se suelde Plomo, Cadmio, Cromo, Manganeso, Estao, Bronce, Zinc, o Acero galvanizado. Cuando deba soldar sobre una zona muy hmeda, use botas de goma o trabaje sobre una plataforma aislante. Si es necesario unir cables, terminales elctricos u otros, asegrese que estas uniones estn fuertemente unidas y aisladas. No use cables con algn defecto de aislamiento. Cuando no est usando el porta electrodo asegrese de dejarlo donde no haga contacto con la pieza de trabajo. Nunca deje que el porta electrodo toque algn cilindro de gas. Vote los desperdicios de los electrodos en un recipiente adecuado, pues las puntas constituyen un peligro. Proteja a otros y a s mismo de los rayos que emanan de la soldadura que usted est ejecutando. No suelde cerca de operaciones de desengrase. Cuando ejecute un trabajo de soldadura en altura, asegrese que los andamios o plataformas se encuentren firmes y seguros. Cuando se suelde en lugares altos use siempre cinturn, o cuerda de seguridad. Cuando use equipo enfriado por agua, asegrese de que no existen filtraciones.8.5 Equipo de proteccin personalMscara: La mscara de proteccin est fabricada en fibra de vidrio o fibra prensada, y tiene una mirilla en la cual se coloca un vidrio neutralizador llamado Vidrio Inactnico, protegido por otros vidrios protectores transparentes. Se usa para impedir la accin de las radiaciones del arco elctrico y adems proteger la cara del soldador

Delantal: Es parte del equipo de proteccin personal se utiliza para proteger el cuerpo del material fundido y chispas de soldadura.

Guantes: De gran utilidad para el soldador dado que se protege las manos de las temperaturas, chispas y material fundido que salen de la soldadura

Polainas: Utilizados para proteger los pies del soldador contra chispas y partes de metal fundido producto de la soldadura.

8.6 Condiciones de uso

Las mscaras deben usarse con la ubicacin y cantidad requerida de vidrios El vidrio inactnico debe ser seleccionado de acuerdo al amperaje utilizado. Debe mantener la buena visibilidad cambiando el vidrio protector, cuando ste presente exceso de proyecciones. Evite las filtraciones de luz en la mscara. Esta no debe ser expuesta al calor ni a golpes. Deben ser livianas y su cintillo ajustable para asegurarla bien a la cabeza. Requieren un mecanismo que permita accionarla con comodidad.

EJERCICIO DE AUTOEVALUACIN

1. Elabora un cuadro sinptico del proceso de soldadura

2. Seleccione la respuesta correcta en funcin de la ilustracin y las opciones presentadas, escribiendo en la columna de respuesta el enunciado.

ILUSTRACINRESPUESTAOPCIONES

Proporciona una corriente continua para soldar, el arco es ms estable, suelda planchas delgadas.

Proporciona corriente alterna para soldar, ideal para soldar planchas gruesas.

Proporciona corriente continua, se puede usar donde no hay corriente elctrica

Proporciona corriente continua, suelda plancha delgadas.

No produce soplo magntico, es ms barato, ideal para soldar planchas gruesas.

Proporciona corriente continua, se puede utilizar en lugares donde no hay corriente elctrica.

Proporciona corriente continua, se puede soldar con todo tipo de electrodo. El arco es estable, suelda planchas delgadas

Proporciona corriente alterna, no produce soplo magntico, es ms barata, ideal para planchas gruesas.

Se puede usar donde no hay corriente elctrica produce corriente continua.

3. Describir el uso del equipo de proteccin personal utilizado en la soldadura.

Unidad II. Soldadura en aceros al carbonoObjetivos de aprendizaje1. Analizar las caractersticas y propiedades de los aceros al carbono utilizados en soldadura, de forma correcta.2. Clasificar los electrodos que se utilizan para soldar aceros al carbono.3. Preparar condiciones para la aplicacin del proceso de soldadura con electrodo revestido, con 100 % de efectividad.4. Aplicar las tcnicas de soldeo en uniones de aceros al carbono, mediante el uso de materiales fungibles y mquinas de soldar, sin omitir ningn procedimiento.5. Cumplir las normas de prevencin de riesgos laborales y de proteccin ambiental, usando los medios de proteccin, de forma correcta.

1. Aceros al carbono1.1 ComposicinLos aceros al carbono, tambin denominados no aliados, poseen en su composicin hierro, carbono, pequeas cantidades de manganeso (normalmente inferiores al 1.6%) y silicio (por debajo del 0.55%), como impurezas poseen fsforo y azufre, el contenido de estos elementos actualmente est limitado a un mximo de 0.035% por ser sumamente perjudiciales. Estos aceros suelen tener un lmite elstico inferior a 355 N/mm2 y una carga de rotura inferior a 520 N/mm2, estando su alargamiento comprendido entre el 10% y el 30%.

2. Tipos de aceros al carbono2.1 Aceros de muy bajo contenido de carbono (desde SAE 1005 a 1015)

Se seleccionan en piezas cuyo requisito primario es el conformado en fro.Los aceros no calmados se utilizan para embutidos profundos por sus buenas cualidades de deformacin y terminacin superficial. Los calmados son ms utilizados cuando se necesita forjarlos o llevan tratamientos trmicos.

Son adecuados para soldadura y para Brazing. Su Maquinabilidad se mejora mediante el estirado en fro. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si despus del formado en fro se los calienta por encima de 600C.

2.2 Aceros de bajo contenido de carbono

Constituye la mayor parte de todo el acero fabricado. Contienen menos del 0.25 % en peso de C, no responde al tratamiento trmico para dar martensita ni se pueden endurecer por acritud. La microestructura consiste en ferrita y perlita. Por tanto, son relativamente blandos y poco resistentes pero con extraordinaria ductilidad y tenacidad. Son de fcil mecanizado, soldables y baratos. Se utilizan para fabricar vigas, carroceras de automviles, y lminas para tuberas edificios y puentes. Otro grupo de aceros de bajo contenido en carbono son los de alta resistencia y baja aleacin. Contienen concentraciones variables de Cu, V, Ni y Mo totalizando 10 % en peso. Poseen mucha ms resistencia mecnica, que puede aumentar por tratamiento trmico y mantienen las propiedades de fcil mecanizado. Se emplean en componentes donde la resistencia mecnica es crtica: puentes, torres, columnas de soportes de edificios altos, bastidores de camiones y vagones de tren. Son aptos para soldadura y Brazing.

La maquinabilidad de estos aceros mejora con el forjado o normalizado, y disminuye con el recocido.

2.3 Aceros de contenidos medios en carbono

Aceros medios en carbono. Contienen entre el 0.25 y 0.60 % en peso de C. Estos aceros pueden ser tratados trmicamente mediante austenizacin, temple y revenido para mejorar las propiedades mecnicas. La micro estructura generalmente es martensita revenida. Las adiciones de Cr, Ni y Mo facilitan el tratamiento trmico que en su ausencia es difcil y til solo para secciones de pieza relativamente delgadas. Son ms resistentes que los aceros bajos en carbono pero menos dctiles y maleables. Se suelen utilizar para fabricar cinceles, martillos, cigeales, pernos, etc.

Pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rpido calentamiento y enfriamiento.

2.4 Aceros de contenidos altos en carbono

Generalmente contienen entre el 0.60 y 1.4 % en peso de C. Son ms duros y resistentes (y menos dctiles) que los otros aceros al carbono. Casi siempre se utilizan con tratamientos de templado y revenido que lo hacen muy resistentes al desgaste y capaces de adquirir la forma de herramienta de corte. Generalmente contienen Cr, V, W y Mo, los cuales dan carburos muy duros como Cr23C6, V4C3 y WC. Se utilizan como herramientas de corte, matrices para hechurar materiales, herramientas de herrera y carpintera. Por ejemplo, cuchillos, navajas, hojas de sierra, brocas para cemento, corta tubos, troqueles, herramientas de torno, muelles e hilos de alta resistencia.

Prcticamente todas las piezas son tratadas trmicamente antes de usar, debindose tener especial cuidado en estos procesos para evitar distorsiones y fisuras.

3. Soldabilidad de los aceros

3.1 Soldabilidad de los aceros de bajo contenido de carbono

Estos aceros pueden soldarse con cualquiera de los procesos conocidos, cuya eleccin est determinada principalmente por clase de unin, posicin de soldadura y costo.

Todos los aceros de bajo carbono son soldables con arco elctrico; pero si el contenido de carbono es demasiado bajo, no resulta conveniente aplicar soldadura de alta velocidad, especialmente en aquellos aceros que tienen menos de 0.13% de carbono y 0.30% de manganeso, en virtud a lo que tienden a desarrollar porosidad interna.3.1.1 Procedimientos para soldar

Se emplean las tcnicas normales de soldadura, observando las recomendaciones de buena fijacin de la pieza, superficies limpias, etc.

Un precalentamiento no es necesario, aunque en climas fros la plancha debe ponerse a temperatura de 25 30C; en cambio, las planchas gruesas de un espesor mayor de 25 mm o juntas muy rgidas, si requieren precalentamiento.

Es siempre recomendable no soldar planchas gruesas, cuando la temperatura est por debajo de 0C, a no ser que las planchas sean calentadas a ms de 75C.

3.2 Soldabilidad de los aceros de mediano y alto contenido de carbono

Los aceros de mediano carbono son aquellos, que contienen de 0.30% a 0.45% de carbono. A medida que aumenta la proporcin de carbono, aumenta tambin su capacidad de templabilidad. Son utilizados principalmente para la fabricacin de ejes, engranajes, chavetas, piones, etc.

Los aceros de alto contenido de carbono tienen de 0.45% a 1.70% de carbono.Es ms difcil de soldarlos que los de mediano contenido de carbono. Poseen mayor resistencia a la traccin y mayor dureza; son templables. Se emplean en la fabricacin de resortes, brocas, mineras, sierras, etc. Los aceros de mayor contenido de carbono (> 0.65%) son utilizados, por su alta resistencia y dureza, en la fabricacin de herramientas, matrices, etc. En razn a su mayor contenido de carbono, su soldabilidad con electrodos comunes es pobre, necesitndose emplear electrodos especiales.Estos aceros, por el hecho de tener mayor contenido de carbono, se endurecen facilmente al enfriarse. Al soldar estos aceros se puede observar que un enfriamiento sbito de la plancha caliente puede dar origen a una zona muy dura y quebradiza en la regin de la soldadura, muy especialmente en los aceros de alto carbono. Para evitar tal efecto es necesario uniformar el calentamiento de la plancha y retardar la velocidad de enfriamiento mediante el precalentamiento y pos calentamiento de la misma.

3.2.1 Precalentamiento

Consiste en llevar la pieza a una temperatura determinada, antes de iniciar la soldadura propiamente dicha. Se consiguen principalmente dos efectos, que posibilitan la ejecucin de una buena soldadura.

Al estar caliente toda la plancha, se evita que las zonas fras absorban violentamente el calor de la zona soldada, enfrindola rapidamente y en consecuencia, produciendo zonas duras y quebradizas.

Al estar caliente toda la plancha en el momento de terminarse la soldadura, el enfriamiento de toda la pieza es uniforme en todo el conjunto y se produce en forma lenta, ya que no existe absorcin de calor de la zona soldada por las zonas fras del resto de la pieza.

Cuando se sueldan planchas de grandes dimensiones o piezas de gran volumen, que requieren precalentamiento, no es necesario precalentar todo el material; es suficiente la aplicacin local y progresiva de calor en un rea que comprende aproximadamente 100 mm a ambos lados del cordon de soldadura.

3.2.2 Post calentamiento

Es un tratamiento, que consiste en aplicar calor a las piezas despus de haber sido soldadas. Este tratamiento puede tener varios fines, como son: regeneracin del grano, afinamiento de grano, alivio de tensiones, etc. Pero principalmente se aplica este tratamiento para lograr un alivio de tensiones.

Como la temperatura del postcalentamiento est en funcion del espesor de la plancha, diseo de la junta, dimensin de la pieza y porcentaje de carbono, es conveniente tomar como temperatura referencial los 650C.

3.2.3 Soldabilidad

En los aceros de mayor contenido de carbono puede presentarse una tendencia a las fisuras o rajaduras en el metal base, muy especialmente tratndose de planchas gruesas.

El precalentamiento de la pieza y el empleo de electrodos de bajo hidrgeno, especialmente fabricados, reducen esta tendencia al mnimo. El alto contenido de carbono contribuye tambin a la generacin de poros y en algunos casos, de aspereza en la superficie de la soldadura.

Por todos los motivos indicados,en la soldadura de estos aceros deben observarse precauciones especiales, cuando aparecen poros o rajaduras o cuando se manifiesta una tendencia a zona duras y quebradizas en las zonas adyacentes a la unin soldada.

Al soldar estos aceros, la temperatura de precalentamiento se mantiene durante todo el proceso de soldadura y al terminar el trabajo, se debe enfriar la pieza en forma lentay uniforme hasta la temperatura de un ambiente cerrado, es decir sin corrientes de aire fro.

El enfriamiento lento de piezas pequeas se puede conseguir, recubriendo stas con arena, cal, asbesto, etc.

Cuando se presentan zonas duras, puede recocerse el acero a una temperatura de 590 a 650C o ms.4. Efectos del hidrgeno

Durante el soldeo se puede introducir hidrgeno en el cordn de soldadura y en la ZAT, este hidrgeno puede causar grietas, sobre todo cuando el acero ha endurecido. Por esta razn es necesario muchas veces realizar el soldeo con electrodos bsicos (de bajo contenido de hidrgeno) perfectamente secos. En general los procesos protegidos con gas introducen menos cantidades de hidrgeno, sin embargo, eso no significa que no se requiera ninguna precaucin cuando se realiza el soldeo con estos proceso.5. Electrodos5.1 GeneralidadesLa mayora de los electrodos para soldadura por arco se clasifican a partir de las propiedades del metal de aporte, que fueron clasificadas y estudiado por un comit asociado a la American.

Como ya se ha expuesto en otros tutoriales, las caractersticas mecnicas de los aceros dependen en gran medida del tipo de aleacin incorporada durante su fabricacin. Por tanto, los electrodos de material de aporte empleados para soldadura se debern seleccionar en funcin de la composicin qumica del acero que se vaya a soldar.Las diferentes caractersticas de operacin entre los electrodos existentes en el mercado son atribuidas al revestimiento que cubre al alambre del electrodo. Por otro lado, este alambre es generalmente del mismo tipo, acero al carbn AISI 1010 que tiene un porcentaje de carbono de 0.08-0.12C% para la serie de electrodos ms comunes.

Por lo general los aceros se clasifican de acuerdo con su contenido de carbono, esto es, acero de bajo, mediano y alto contenido en carbono.

5.2 Normas de aplicacin

La A W.S. y la A.S.M.E. son las mximas autoridades en el mundo de la soldadura que dictan las normas de clasificacin de los electrodos para soldadura elctrica que son ms reconocidas internacionalmente.

En este tutorial se van a exponer los distintos criterios existentes para la clasificacin de los electrodos, segn la composicin de los aceros a soldar y del tipo de proceso elegido.

5.3 Clasificacin de electrodos para aceros al carbono

La especificacin AWS A5.1, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros al carbono, trabaja con la siguiente designacin para electrodos revestidos:E, indica que se trata de un electrodo para soldadura elctrica manual;XX, son dos dgitos (o tres si se trata de un nmero de electrodo de cinco dgitos) que designan la mnima resistencia a la traccin, sin tratamiento trmico post soldadura, del metal depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada2, como se indican en los ejemplos siguientes:E 60XX62000 lbs/pulg2 mnimo (62 Ksi)E 70XX. 70000 lbs/pulg2 mnimo (70 Ksi)E110XX. 110000 lbs/pulg2 mnimo (110 Ksi)Y, el tercer dgito indica la posicin en la que se puede soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestin. As si vale 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo es apto para soldar en todas posiciones (plana, vertical, techo y horizontal), 2 si slo es aplicable para posiciones planas y horizontal; y si vale 4 (por ejemplo E 7048) indica que el electrodo es conveniente para posicin plana, pero especialmente apto para vertical descendente.Z, el ltimo dgito, que est ntimamente relacionado con el anterior, es indicativo del tipo de corriente elctrica y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo, e identifica a su vez el tipo de revestimiento, el que es calificado segn el mayor porcentaje de materia prima contenida en el revestimiento. Por ejemplo, el electrodo E 6010 tienen un alto contenido de celulosa en el revestimiento, aproximadamente un 30% o ms, por ello a este electrodo se le califica como un electrodo tipo celulsico.

A continuacin se adjunta una tabla interpretativa para el ltimo dgito, segn la clasificacin AWS de electrodos:

ltima cifraTipo de corrienteTipo de RevestimientoTipo de ArcoPenetracin

E XX10CCPI Polaridad inversaOrgnico (1)FuerteProfunda (2)

E XX11CA CCPI Polaridad inversaOrgnicoFuerteProfunda

E XX12CA CCPD Polaridad directaRutiloMedianoMediana

E XX13CA o CC Ambas polaridadesRutiloSuaveLigera

E XX14CA CCPI Polaridad inversaRutiloSuaveLigera

E XX15CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoMedianoMediana

E XX16CA CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoMedianoMediana

E XX17CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoSuaveMediana

E XX18CA CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoMedianoMediana

E 6010: Orgnico; E 6020: Mineral; E 6020: CA y CC polaridad directa.E 6010: profunda; E 6020: Media.

Por otro lado, los cdigos para designacin que aparecen despus del guin son opcionales e indican lo siguiente:

1, designa que el electrodo (E 7016, E 7018 E 7024) cumple con los requisitos de impacto mejorados E y de ductilidad mejorada en el caso E 7024;

HZ, indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrgeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (slo para electrodos de bajo hidrgeno).

R, indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorcin de humedad a 80F y 80% de humedad relativa (slo para electrodos de bajo hidrgeno).5.4 Clasificacin de electrodos para aceros de baja aleacinLa especificacin AWS A5.5, que se aplica a los electrodos para soldadura de aceros de baja aleacin utiliza la misma designacin de la AWS A5.1. Con excepcin de los cdigos para designacin que aparecen despus del guin opcionales. En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un nmero (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc.), los cuales indican el porcentaje aproximado de aleacin en el depsito de soldadura, de acuerdo al siguiente cuadro:A10.5% Mo

B10.5% Cr, 0.5% Mo

B21.25% Cr, 0.5% Mo

B32.25% Cr, 1.0% Mo

B42.0% Cr, 0.5% Mo

B50.5% Cr, 1.0% Mo

C12.5% Ni

C23.25% Ni

C31.0% Ni, 0.35% Mo, 0.15% Cr

D1 y D20.25-0.45% Mo, 1.75% Mn

G(*)0.5% mn. Ni, 0.3% mn. Cr, 0.2% mn. Mo, 0.1% mn. V, 1.0% mn. Mn

(*)Solamente se requiere un elemento de esta serie para alcanzar la clasificacin G.

A continuacin se adjunta una tabla resumen donde se indica el tipo de corriente y revestimiento del electrodo segn la norma AWS:

Clasificacin AWSTipo de RevestimientoPosicin de soldeoCorriente elctrica

E 6010Alta celulosa, sodioF, V, OH, HCC (+)

E 6011 Alta celulosa, potasio F, V, OH, H CA o CC(+)

E 6012 Alto titanio, sodio F, V, OH, H CA, CC (-)

E 6013 Alto titanio, potasio F. V, OH, H CA, CC (+) o CC (-)

E 6020 Alto xido de hierro H-Filete CA, CC (-)

E 6020 Alto xido de hierro F CA, CC (+) o CC (-)

E 7014 Hierro en polvo, titanio F, V, OH, H CA, CC (+) o CC (-)

E 7015 Bajo hidrgeno, sodio F, V, OH, H CC (+)

E 7016 Bajo hidrgeno, potasio F, V, OH, H CA o CC (+)

E 7018 Bajo hidrgeno, potasio, hierro en polvo F, V, OH, H CA o CC (+)

E 7018M Bajo hidrgeno, hierro en polvo F, V, OH, H CC (+)

E 7024 Hierro en polvo, titanio H-Filete, F CA, CC (+) o CC (-)

E 7027 Alto xido de hierro, hierro en polvo H-Filete CA, CC (-)

E 7027 Alto xido de hierro, hierro en polvo F CA, CC (+) o CC (-)

E 7028 Bajo hidrgeno, potasio H-Filete, F CA o CC (+)

E 7028 Hierro en polvo

E 7048 Bajo hidrgeno, potasio F, V, OH, H CA o CC (+)

E 7047 Hierro en polvo F, V, OH, HV-Descendente.

Segn las normas AWS las posiciones de soldeo son:

F: plana;H: horizontal;H-Filete: filete horizontal;V-Descendente: vertical descendente;V: vertical; OH: techo o sobre cabeza.

5.5 Clasificacin de electrodos para aceros inoxidables

La especificacin AWS A5.4 dicta las normas de clasificacin de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificacin de estos electrodos tambin es numrico.

Como muestras de clasificacin de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, o E 310-16

Antes de entrar en la explicacin del sistema, es conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean identificados de acuerdo a lo que indica la AISI. As por ejemplo, el acero inoxidable AISI 310 corresponde a un acero cuya composicin qumica es del 25% de Cr y el 20% de Ni, entre sus elementos principales.La especificacin AWS A5.4, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la siguiente designacin para electrodos revestidos:E XXX-YZE, indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco;XXX, indica la numeracin que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable, para el cual est destinado el electrodo.

Y, el penltimo nmero indica la posicin en que puede utilizarse. As de los ejemplos E 308-15, o E 310-16, el "1" indica que el electrodo es apto para todas las posiciones.

Z, el ltimo nmero de los ejemplos anteriores (5 y 6) seala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la polaridad a utilizarse, en la forma siguiente:

5: significa que el electrodo tiene un revestimiento alcalino que debe utilizarse nicamente con corriente continua y polaridad inversa (el cable de la porta-electrodo al polo positivo);

6: significa que el electrodo tiene un revestimiento de titanio, que podr emplearse con corriente alterna o corriente continua. En caso de utilizarse con corriente continua, sta debe ser con polaridad inversa (el cable de la porta-electrodo al polo positivo).

En algunos casos se podr encontrar que en la denominacin del electrodo aparece un ndice adicional al final con las letras ELC, que significa que el depsito del electrodo tiene un bajo contenido de carbono (E: extra; L: bajo/low; C: carbono).

5.6 Clasificacin de electrodos para metales no ferrosos

La especificacin AWS A5.15 dicta las normas de clasificacin de electrodos para soldar metales no ferrosos, donde cada trmino significa:

F: Fundente.6: 60.000 Psi de resistencia a la traccin mnima.A: Propiedades mecnicas obtenidas sin tratamiento post soldadura (as welded).2: Resistencia al impacto de 27 mnimo a 20F.

E: Electrodo.M: Contenido medio de manganeso.12: 0.12% de carbono (nominal).K: Acero calmado.

Composicin qumica de los electrodos para metales no ferrosos

Electrodo AWSComposicin Qumica (%)

CarbonoManganesoSilicioOtros

EL 8a 0,100,30-0,550,050,5

EL 8 K a 0,10 0,30-0,55 0,10-0,20 0,5

EL 12 0,07-0,15 0,35-0,60 0,05 0,5

EM 5 K 0,06 0,90-1,40 0,4-0,7 0,5

EM 12 0,07-0,15 0,85-1,25 0,05 0,5

EM 12 K 0,07-0,15 0,85-1,25 0,15-0,35 0,5

EM 13 K 0,07-0,19 0,90-1,40 0,45-0,70 0,5

EM 15 K 0,12-0,20 0,85-1,25 0,15-0,35 0,5

EH 14 0,10-0,18 1,75-2,25 0,05 0,5

5.7 Normas para flujosLa norma para fundentes identifica los flujos con el prefijo F (de flujo), seguido de dos dgitos, que representan los valores medios de resistencia a la traccin y su especificacin bajo condiciones de impacto. A continuacin se aaden cuatro dgitos adicionales que representan el electrodo en la combinacin para determinar las propiedades.Tabla para identificar las propiedades del electrodo no ferroso

Flujos AWSResistencia a la traccin, psiLmite de fluencia (0,2%), psiElongacin en 2" %Charpa-V pie/lb.

F60-XXXX62000 a 800005000022No requiere

F61-XXXX20 a 0F

F62-XXXX20 a 20F

F63-XXXX20 a 40F

F64-XXXX20 a 60F

F70-XXXX72000 a 950006000022No requiere

F71-XXXX20 a 0F

F72-XXXX20 a 20F

F73-XXXX20 a 40F

F74-XXXX20 60F

.6. Tcnicas de Soldadura 6.1 Preparacin de Materiales

Segn la forma de la junta y el espesor del material, habr que utilizar preparaciones adecuadas para obtener una correcta soldadura que salve las exigencias requeridas.Es interesante llamar la atencin sobre la preparacin adecuada de las chapas, placas o elementos a soldar, mediante sucesivas operaciones de aplanado, trazado y achaflanado o ranurado, segn los casos en que podrn realizarse por cizalla de guillotina o de discos, eliminando por muela de esmeril todas las rebabas o iniciaciones de grieta que se hubieran formado. En el caso de oxicorte manual o mecnico, que son los ms adecuados para esta operacin de bordes, se procurar mediante el empleo de un oxgeno adecuado de pureza y las caractersticas operativas correctas, obtener superficies limpias, sin estras ni irregularidades.En el caso de pequeos espesores del orden de 6mm la preparacin de los bordes puede realizarse fcilmente por muela de esmeril, en el caso de espesores del orden de 6 a 12 mm el achaflanado puede hacerse por cizalla o por oxicorte, siendo preferible este ltimo procedimiento. Para espesores superiores a los 12 mm se opera por oxicorte en el caso de cortes rectos, circulares o de perfil especial, con chaflanes en V o en X; los achaflanados circulares de fondos se pueden preparar tambin por torno, particularmente los especiales en U o en J y tambin puede resultar ms conveniente el realizar chaflanes en lnea recta por cepillo mecnico.

6.2 Tipos de juntas

6.3 Tcnicas de soldeo en las posiciones de la soldadura

6.4 Posicin plana6.4.1 Soldadura de recargue

Revise las prcticas de seguridad para la soldadura. Coloque una placa plana de metal de desperdicio sobre el banco, cepllela hasta dejarla limpia de suciedad y escamas. Sujete firmemente la terminal a tierra a la placa. Ajuste el amperaje de la mquina entre 120 y 140. Coloque el electrodo en el porta electrodo. Encienda la mquina de soldar. Establezca el arco y forme un pocillo de metal fundido. Haga un cordn ancho, haciendo correr la varilla en lnea recta sin movimiento ondulatorio. Haga el segundo cordn de manera que su orilla quede traslapada sobre el primer cordn. Siga haciendo cordones hasta que quede completamente cubierta la superficie de la placa. Limpie la escoria que haya entre las capas. Deposite cada capa adicional de cordones transversalmente a la capa que quede abajo, limpiando la escoria que quede entre cada dos cordones y entre cada dos capas. Apague la mquina de soldar capas, apague la mquina de soldar. Pida a su instructor sugerencias sobre la manera de mejorar su tcnica.

6.4.2 Soldadura de filete Revise las prcticas de seguridad para la soldadura. Coloque las placas de acero, cepllela hasta dejarla limpia de suciedad y escamas. Sujete firmemente la terminal a tierra a las placas. Ajuste el amperaje de la mquina entre 120 y 140. Coloque el electrodo en el porta electrodo. Encienda la mquina de soldar. Coloque la segunda placa perpendicular a la primera, de manera que las dos juntas formen una L. Una con unos puntos de soldadura las dos placas en posicin L. La soldadura de filete en posicin plana se hacen sobre las placas colocadas a un ngulo de 45 grados respecto a la horizontal. Establezca un arco y haga un cordn que penetre en ambas placas hasta la raz de su interseccin. Limpie la escoria y cepille la soldadura con cepillo de alambre. Apague la mquina de soldar. Pida a su instructor sugerencias sobre la manera de mejorar su tcnica.6.4.3 Soldadura con bisel Revise las prcticas de seguridad para la soldadura. Bisele una orilla de cada una de las dos placas de acero, con un soplete de corte, a un ngulo de 30 grados. Deje una cara de raz de 1/8 de pulgada. Coloque las piezas de acero sobre la solera de respaldo, con sus orillas biseladas paralelas y una frente a la otra, con un espacio de alrededor de 1/8 a 3/16 de pulgada entre ellas. Sujete firmemente la terminal a tierra a la placa. Ajuste el amperaje de la mquina entre 120 y 140. Coloque el electrodo en el porta electrodo. Encienda la mquina de soldar. Una con puntos de soldadura las placas a la solera de respaldo, en ambos extremos de la junta. Establezca un arco y haga un cordn sencillo en el fondo de la raz de la junta, asegurndose de que haya igual fusin en ambas placas y en la solera de respaldo. Elimine cuidadosamente toda la escoria de este y de todos los cordones, antes de depositar otros cordones adicionales. Haga los cordones siguientes como se ilustra en la figura. El cordn de acabado, es decir, el que queda en la parte superior, debe ser un cordn ancho, hecho con ondeado.

6.4 Posicin horizontal6.5.1 Soldadura de recargue Revise las prcticas de seguridad para la soldadura. Coloque una placa plana de metal de desperdicio sobre el banco, cepllela hasta dejarla limpia de suciedad y escamas. Sujete firmemente la terminal a tierra a la placa. Ajuste el amperaje de la mquina entre 120 y 140. Coloque el electrodo en el porta electrodo. Encienda la mquina de soldar. Coloque la segunda placa de acero de desecho parada sobre su orilla y a lo largo de una de las orillas de la primera placa; una de las placas con puntos de soldadura en su interseccin. Establezca un arco, y haga cordones horizontales transversales a la placa que est en posicin vertical, comenzando en la parte inferior y alternando el avance de izquierda a derecha y de derecha a izquierda. Limpie la escoria de los cordones. Gire la placa sobre su lado y deposite otra capa con cordones que corran transversalmente a los de la primera capa. Forme un depsito de varias capas de espesor.

EJERCICIO DE AUTOEVALUACIN

1. Dibuje en un en esquema la seccin transversal de una buena soldadura de filete.

2. Describa las tres formas de preparacin de reborde utilizada en la soldadura a tope, y representarlas en un croquis.

3. Describa los mtodos que se usan para soldadura vertical.

4. Por qu se emplea movimiento oscilante en la soldadura vertical?

5. Qu ngulo de electrodo se usa en soldadura ascendente?

Unidad III. Soldadura en acero inoxidableObjetivos de aprendizaje

1. Analizar las caractersticas y propiedades de los aceros inoxidables utilizados en soldadura, utilizando el manual del participante, en 30 minutos.2. Clasificar los electrodos que se utilizan para soldar aceros inoxidables, mediante la manipulacin de los mismos de forma correcta.3. Preparar condiciones para la aplicacin del proceso de soldadura con electrodo revestido en aceros inoxidables, tomando en cuenta las normas de higiene y seguridad sin margen de error.4. Aplicar las tcnicas de soldeo en uniones de aceros inoxidable, empleando las normas de higiene, seguridad y proteccin del medio ambiente, de forma con 100 % de acierto.5. Cumplir las normas de prevencin de riesgos laborales y de proteccin ambiental, mediante la prctica de normas amigables con el medio ambiente, de forma correcta.

1. Introduccin

Los aceros inoxidables que contienen nquel, son indispensables en la construccin de equipos para la industria de procesos. Estos aceros se usan en lugar de los aceros convencionales por sus excelentes propiedades, tales como: resistencia a la corrosin, dureza a baja temperatura y buenas propiedades a alta temperatura.Los aceros inoxidables son una excelente eleccin para la construccin de equipos para la industria qumica, lctea, alimenticia, biotecnolgica y para usos arquitectnicos y relacionados.

1.1 Qu es un acero inoxidable?Los aceros inoxidables son simplemente aleaciones compuestas por hierro (Fe), carbono (C) y cromo (Cr). El hierro es el elemento fundamental de todos los aceros inoxidables. Sin embargo, para hacer que el hierro sea "inoxidable" el contenido de cromo en solucin debe ser por lo menos de un 11,5%. Se adicionan otros elementos de aleacin (Ni, Mo, V, Ti, Nb) con el fin de mejorar ciertas propiedades como son: ductibilidad, resistencia al impacto, resistencia al Creep, resistencia a la corrosin, calor, etc.2. Clasificacin de electrodos para aceros inoxidablesLa especificacin AWS A5.4 dicta las normas de clasificacin de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificacin de estos electrodos tambin es numrico.Como muestras de clasificacin de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, o E 310-16

Antes de entrar en la explicacin del sistema, es conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean identificados de acuerdo a lo que indica la AISI. As por ejemplo, el acero inoxidable AISI 310 corresponde a un acero cuya composicin qumica es del 25% de Cr y el 20% de Ni, entre sus elementos principales.

La especificacin AWS A5.4, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la siguiente designacin para electrodos revestidos:

E XXX-YZ

E, indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco;

XXX, indica la numeracin que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable, para el cual est destinado el electrodo.

Y, el penltimo nmero indica la posicin en que puede utilizarse. As de los ejemplos E 308-15, o E 310-16, el "1" indica que el electrodo es apto para todas las posiciones.

Z, el ltimo nmero de los ejemplos anteriores (5 y 6) seala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la polaridad a utilizarse, en la forma siguiente:5: significa que el electrodo tiene un revestimiento alcalino que debe utilizarse nicamente con corriente continua y polaridad inversa (el cable de la porta-electrodo al polo positivo);6: significa que el electrodo tiene un revestimiento de titanio, que podr emplearse con corriente alterna o corriente continua. En caso de utilizarse con corriente continua, sta debe ser con polaridad inversa (el cable de la porta-electrodo al polo positivo).3. En algunos casos se podr encontrar que en la denominacin del electrodo aparece un ndice adicional al final con las letras ELC, que significa que el depsito del electrodo tiene un bajo contenido de carbono (E: extra; L: bajo/low; C: carbono.

3. Preparacin de piezas y ajuste del equipo

Al soldar de tope planchas de espesor inferior a 3/16" no se requiere ms preparacin que el corte de guillotina. Una separacin igual a la mitad de su espesor se debe dejar entre las planchas a soldar. En espesores mayores de 3/16" se deben achaflanar los bordes a soldar.

4. Tcnicas de soldeo

4.1 Soldadura en posicin plana

En uniones de tope se debe elegir una corriente suficientemente alta para asegurar una buena penetracin. Cuando se requieren varios pases para una soldadura, hacer un mayor nmero de pases con cordones pequeos para evitar las deformaciones producidas por exceso de temperatura.

Mantener un arco relativamente corto y limitar las oscilaciones a 2 veces el dimetro del electrodo. Es recomendable mantener la torcha vertical. Una ligera inclinacin en el sentido del avance se recomienda en dimetros pequeos. Para mejores resultados, la oscilacin que se emplee debe ser en forma de U.

4.2 Soldadura de filete horizontal

Esta soldadura requiere un amperaje lo suficientemente alto para asegurar una buena penetracin en la raz y un depsito bien formado. Una corriente baja se reconoce fcilmente por la dificultad en controlar la concentracin del arco en la juntura y por el cordn muy convexo y de mala apariencia.

Cuando se sueldan partes de igual espesor, el electrodo se debe mantener en la direccin del avance. Si una parte es de mayor espesor, el electrodo se debe apuntar hacia esa cara

4.3 Soldadura en posicin vertical

En esta posicin se debe preferir un avance ascendente, con un amperaje lo ms cercano posible al lmite indicado por la tabla para el dimetro correspondiente del electrodo de tungsteno. No se recomienda oscilar el electrodo, sino con un movimiento en forma de V, cuyo vrtice estar en la raz de la unin. Se le debe mantener un instante en este punto para asegurar una penetracin adecuada. El arco se lleva entonces aproximadamente 1/8" hacia un lado, volviendo inmediatamente a la raz y despus de la detencin momentnea, se repite la operacin hacia el otro lado.

4.4 Soldadura sobre cabeza

En esta posicin se recomienda soldar con cordones sencillos sin oscilacin, ya que si se pretende mantener una cantidad de metal fundido muy grande, resultar un cordn irregular convexo.

Para obtener los mejores resultados se recomienda un arco corto y ajustar cuidadosamente la corriente para obtener una correcta penetracin.

5. EquipamientoEquipamiento para soldadura MIG. Las mismas fuentes de potencia, mecanismos de alimentacin de alambre y torchas que se usan para la soldadura de aceros ordinarios, se usan en aceros inoxidables.

Los recubrimientos plsticos en los conductos de alimentacin de alambre han demostrado ser tiles para reducir el arrastre con alambres de acero inoxidable.

El proceso MIG tiene ms parmetros que controlar que el TIG y la soldadura con electrodos recubiertos, tales como amperaje, voltaje, pendiente de corriente, alimentacin de alambre, velocidad de pulsos y modo de transferencia del arco. Consecuentemente, las fuentes de potencia para la soldadura MIG son ms complejas y costosas.

Algunas de las fuentes ms nuevas, tales como la de arco pulsado sinrgico, han hecho la operacin ms simple, ya que provee slo un dial de control para el operador, y los otros parmetros se ajustan automticamente. La corriente de soldadura utilizada es ms del 95% del tiempo y es de polaridad inversa. Esta corriente da una penetracin ms profunda que la corriente de polaridad directa, y un arco ms estable. La corriente de polaridad directa se limita a aplicaciones que requieren una penetracin superficial, tales como la soldadura en solapa.

EJERCICIO DE AUTOEVALUACIN

I. Responda

1. Qu es el acero inoxidable?

2. Nombra las tcnicas de soldeo

3. Cmo se clasifican los electrodos?

4. Cmo se prepara el equipo y las piezas de soldadura?

II. Lea los siguientes enunciados y escriba en la raya un V si la afirmacin es verdadera o una F si la afirmacin es falsa.

1) En los electrodos segn la norma AWS la letra E indica que es un electrodo ___. (V)

2) Los dos primeros nmeros del cdigo del electrodo indican la resistencia mxima a la traccin ___. (F)

3) El tercer nmero del cdigo del electrodo EXX1X significa que slo puede soldarse en posicin plana ___. (F)

4. El electrodo E308-15 se utiliza para soldadura de alta resistencia ____. (F)

5. El electrodo E310-16 se utiliza para soldadura de alta penetracin _____. (V)

Unidad IV. Soldadura en fundicionesObjetivos de aprendizaje1. Analizar las caractersticas y propiedades de las fundiciones utilizadas en soldadura, usando la informacin impresa facilitada por el instructor, expresada verbalmente.2. Clasificar los electrodos que se utilizan para soldar fundiciones, mediante un cuadro sinptico, de forma clara y sencilla.3. Preparar condiciones para la aplicacin del proceso de soldadura con electrodo revestido en las fundiciones, mediante la organizacin y limpieza del taller y los puestos de trabajo, en 20 minutos.4. Aplicar las tcnicas de soldeo en uniones de fundiciones, Usando materiales y herramientas adecuadas, sin omitir ningn procedimiento. De forma correcta.5. Cumplir las normas de prevencin de riesgos laborales y de proteccin ambiental, utilizando los materiales e insumos seguros y amigables con el medio ambiente.

1. Fundiciones. Clasificacin de los Electrodos. Preparacin de Piezas y Ajuste del Equipo. Tcnicas de Soldadura

Las fundiciones son aleaciones Fe-C con un contenido en Carbono superior al 2,1% (aunque generalmente contienen entre 2,5 y 4% de C). Normalmente contienen un tercer elemento, el S, cuyo contenido puede estar entre un 1 y 3%. Se obtienen del proceso de fundicin en los hornos de cubilote, a partir de materias primas usuales como coque, fundentes, arrabio y chatarra. Obtienen su forma definitiva por colada, lo que permite la fabricacin de piezas tanto de grandes como de pequeas dimensiones y con formas complicadas. En comparacin con los aceros, las fundiciones poseen una serie de ventajas como:

Son ms econmicas. Son ms resistentes a esfuerzos de compresin. Presentan una excelente maquinabilidad. Presentan excelentes caractersticas para resistir vibraciones y para lubricar superficies de apoyo.

Pero tambin presentan las siguientes desventajas

Son materiales ms frgiles y quebradizos. No admiten deformaciones por forja ni laminacin.

Las transformaciones que tienen lugar durante los procesos de calentamiento y enfriamiento de las fundiciones se estudian teniendo en cuenta el diagrama estable Fe-C, cuyos constituyentes son Hierro y grafito.La solidificacin de las fundiciones puede tener lugar siguiendo el diagrama estable o meta estable en funcin de una serie de factores entre los que se encuentran: Velocidad de enfriamiento: cuanto menor sea la velocidad de enfriamiento, mayor es la posibilidad de que se forme grafito.

Elementos de aleacin: estos elementos pueden ser:

Grafitizantes: son elementos que favorecen la solidificacin, segn el diagrama estable, como, por ejemplo, el Carbono y el Silicio.

Blanqueantes: son elementos que favorecen la solidificacin, segn el diagrama meta estable, estabilizando la cementita, como el Titanio, Cromo, Fsforo. 2. Clasificacin de las fundicionesSegn el diagrama hierro-carbono, las fundiciones son aleaciones que pueden contener del 1,7 - 6,67% C. En la prctica las fundiciones contienen de 2,5 a 4,5 de carbono, 0,30 - 2,0% de Silicio (Si), y cantidades muy variables de Manganeso (Mn), Fsforo (P) y Azufre (S).Son muy numerosas las clasificaciones que de las fundiciones se hacen, unas por su Fractura, otras por su Micro Estructura, etc., pero quizs sea la ms sencilla la que divide las fundiciones por la forma de presentarse al Carbono.2.1 Fundiciones sin Grafito: Este tipo corresponde a la Fundicin Blanca, presenta todo el carbono combinado en forma de cementita, estas fundiciones son muy duras y frgiles y no son soldables.

2.2 Fundicin con Grafito en Forma Laminar: Este grupo, salvo la excepcin de la fundicin ferrtica que tiene la totalidad del grafito en forma laminar, presenta una pequea cantidad de carbono combinado como cementita y el resto hasta el total en forma de grafito laminar. Las fundiciones ms representativas son la Fundicin Gris y la Fundicin Prelitica.

2.2.1Fundicin con Grafito Esferoidal: Son fundiciones especiales de alta resistencia y buena tenacidad.

2.2.2 Fundicin Maleables

Resulta de un tratamiento especial de carburacin superficial, es pues, una materia heterogenia que contiene acero en la superficie y fundicin en la masa. No es de calidad soldable.

La composicin qumica y la estructura particular de la fundicin, exigen que sean observadas ciertas reglas fundamentales durante la soldadura, para obtener buenos resultados. La fundicin es una aleacin compuesta de hierro, carbono y silicio (adems de unas trazas de manganeso y fsforo). El carbono se presenta bajo dos formas:

En forma combinada (cementita, martensita) En forma libre (lminas o ndulos de grafito)

Si la velocidad de enfriamiento despus de la soldadura es muy rpida, el carbono libre no dispone de tiempo suficiente para separarse, de ah la formacin de fundicin blanca dura y frgil". Este fenmeno se produce generalmente cuando se utilizan electrodos que depositan un metal parecido al metal base. Para evitar esto, son necesarios un precalentamiento completo de la pieza a soldar y un enfriamiento lento despus de la soldadura. En cambio, empleando metales de aportacin de composicin distinta, tales como los electrodos en base nquel, la aportacin de calor puede ser limitada, las zonas de transicin estn menos afectadas por el calor y en consecuencia, las uniones realizadas son mecanizables.3. Soldadura de la fundicin grisLas principales dificultades encontradas en la soldadura de las fundiciones provienen de las tres particularidades siguientes: Fragilidad, dbil conductividad trmica y cambio de estructura.Las fundiciones ms frecuentes en la industria son las fundiciones grises, que son frgiles y se rompen sin deformaciones plsticas. Esta fragilidad se debe a la presencia del grafito laminar. Se deben soldar de forma lenta, controlando el aumento de temperatura, para que no alcance un valor elevado. El precalentamiento resulta factible entre 200 y 300 C. Esta clase de fundicin es suave y se lima con facilidad. Sus propiedades mecnicas son con aproximacin:Carga de Rotura15 40 Kg x mm2

Dureza Brinell150 275

Temperatura de Fusin1050 - 1470

Peso Especfico5.12 Kg x dm3

Por lo general las piezas de fundicin gris son soldables, pero pueden perder su soldabilidad, su calidad soldable debido a que haya estado expuesta a determinadas condiciones. El C de la fundicin que se ha expuesto a altas temperaturas durante algn tiempo (boquillas de mquinas de combustin, barras de parrillas, etc.) se habr oxidado, lo que queda es hierro al silicio muerto, no puede soldarse, lo que tampoco puede hacerse con las que han estado expuestas muchas veces al sol o atmsfera marina o estn saturadas de cido, aceite o gases.La fundicin se debe soldar siempre en pleno, debe hacerse una cuidadosa preparacin de chafln al que debe maquinarse con la lima antes de soldar para quitar las partculas de grafito que siempre quedan. Los perfiles del chafln deben redondearse para evitar la acumulacin de C en las aristas.

Evidentemente su soldadura es muy costosa, por ello hay que tratar de preparar bien la pieza. Se usa a veces la inclusin de esprragos en el chafln para asegurar la unin.

Se suelda con y sin calentamiento. Pero nunca la pieza debe de estar fra. Si la pieza es pequea conviene darle un precalentamiento general que segn el tipo de fundicin, su estado, etc. oscilan entre 200 y nunca debe sobrepasar los 650 (rojo oscuro). Si se precalienta con el soplete oxiacetilnico lo que no es aconsejable - se debe usar llama gruesa han de realizarse dos perforaciones, al comienzo y al final de la reparacin, para evitar su prolongacin.

Siempre ha de soldarse de las partes fijas hacia las libres con el cuidado de mantener la forma previa. Cuando la pieza sea de mayores dimensiones y su precalentamiento total no sea posible, se aconseja un precalentamiento localizado (alrededor de los 200) a lo ancho de 10 centmetros de cada lado del cordn y su largo. 4. Recomendaciones para la soldadura de la fundicin4.1 Preparacin de la pieza

Eliminar todas las trazas de aceite, xido, pintura, etc. de la superficie del metal base. Desgastar con la muela o ranurar las fisuras (abertura de 90) y taladrar cada extremo. En el caso de soldadura de unin, chaflanar las caras de la unin, la forma el chafln (V, X o U), depende del espesor de la pieza. El ngulo de abertura del chafln deber ser aproximadamente 90. La ranura o el chafln pueden ser ejecutados por amoladura o por medio de una herramienta neumtica, por limado manual o empleando electrodos de corte y achaflanado.

Eliminar la costra de la fundicin sobre aproximadamente 20 30mm. de cada lado de los bordes a soldar. Evitar los bordes vivos y los ngulos agudos. 4.2 Precalentamiento y soldadura Para la soldadura por medio de varillas de fundicin parecida al metal base, la pieza completa debe ser uniformemente precalentada a 600C. Despus de la soldadura, dejar que la pieza se enfre lentamente, colocndola en un horno o en arena caliente o en cenizas. Para la "soldadura en fro" (electrodos, hilos base nquel), realizar cordones cortos de 20 a 30mm. cada vez. Batir cada cordn con la ayuda de un martillo antes de proseguir. Durante la soldadura, la pieza no debe calentarse por encima de una temperatura soportable para la mano. Para la soldadura de perfiles complicados o de grandes espesores, se aconseja siempre un precalentamiento de 300-350C. Si las fisuras a reparar no atraviesan totalmente el espesor, soldar del exterior hacia el interior. 4.3 Precalentamiento de materiales ferrosos y no ferrosos En captulos anteriores hemos conocido factores de primordial importancia para la aplicacin de la soldadura, pero nos falta todava conocer algunos elementos que son determinantes en la formacin de la estructura metalrgica en un cordn de soldadura. Estos elementos pueden variar o no con la aplicacin de una determinada cantidad de calor en una pieza antes de la soldadura. Esta cantidad de calor se llama precalentamiento. El precalentamiento es la aplicacin de una determinada cantidad de calor al metal base, inmediatamente antes de una operacin de soldadura. La cantidad de calor del precalentamiento se basa, estrictamente, en el tipo de metal base, espesor del metal base, temperatura ambiente, mtodo de soldadura y procedimiento. En metales ferrosos, el propsito primario del precalentamiento es retardar la velocidad de enfriamiento de la unin despus de la soldadura. Un lento enfriamiento de la unin soldada ayudar a prevenir la formacin de factores indeseables, como: fragilidad, endurecimiento, sensibilidad al alargamiento. En metales no ferrosos el precalentamiento se aplica para compensar los efectos de la conductividad trmica, mientras que en otros se usa para aliviar las tensiones de enfriamiento y prevenir agrietamiento en el cordn de soldadura y zona de transicin.

5. Zonas afectadas por la temperaturaHemos visto que la aportacin de calor en los metales, antes de la soldadura, ayuda a prevenir la formacin de defectos indeseables, pero es bueno aportar que las condiciones trmicas durante la soldadura estn estrechamente relacionadas con la estructura del grano y la dureza resultante. Ahora bien, el cambio de la estructura del grano en un metal, depende del grado de temperatura mxima a que se somete, la composicin del metal y sistema empleado para enfriarlo.Una incorrecta secuencia de los factores que acabamos de mencionar, no solo afecta el grano en su medida, sino que tambin afecta las propiedades fsicas del metal. Por lo tanto, podemos determinar como norma, que la aplicacin rpida de enfriamiento produce una cierta cantidad de dureza, tenacidad y menos ductilidad.La aplicacin del precalentamiento en el metal base implica varios procesos y operaciones por separado, es decir:

La cantidad de calor y mtodo de enfriamiento, no es igual para todos los metales. Algunos metales no necesitan aplicacin de precalentamiento, antes de soldar. Mientras que en varios metales el enfriamiento rpido afecta la calidad del metal base, en otros, por ejemplo el acero ferrtico, no siendo posible aplicar un tratamiento trmico de una soldadura, se reduce al mnimo la entrada de calor durante la aplicacin de la misma, de tal forma que evita el crecimiento del grano, con la consiguiente disminucin de la ductilidad y tenacidad, por lo que se debe evitar un enfriamiento lento del metal. En los metales que requieren precalentamiento, se deben evitar las corrientes de aire, adems el calor