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Universidad Politcnica Territorial de Paria

Departamento de Naval

Ingeniera Mecnica

Tema 3:Procesos de soldadura.

Actividad docente: 15 Tiempo: 90 minutos

Conferencia 8: Proceso de soldadura en atmsfera de gases protectores GMAW.

Objetivos:

Al concluir la clase los estudiantes sern capaces de:1. Caracterizar el proceso de soldadura en atmsfera de gases protectores (GMAW) a partir delanlisis de su principio de funcionamiento, cualidades limitaciones, as! como del e"uipamiento el campo de aplicacin.

Contenidos:#.$%roceso de soldadura GMAW. &undamentos del proceso. Cualidades, limitaciones campo de

aplicacin. '"uipamiento. Consumiles. ariales del proceso.

Medios de enseanza: Pizarra

Retroproyector

Objetos reales (pistola de soldadura

Elaborado por: Profesor Ing. Frank Gamero.

Introduccin*acer una re+e rememoracin de la conferencia anterior relacionada con el proceso de soldadura

GAW las fuentes de potencia empleadas en dic-o proceso.

Preguntas de evaluacin1. 'pli"ue el principio de funcionamiento o fundamento de la soldadura GAW./. 'ponga los resultados otenidos de al comparacin entre los procesos de soldadura

0MAW GAW atendiendo a los criterios de:

Calidad de la soldadura.

Costos de la unin soldada.

*ailidades del soldador.

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Afectaciones al medio amiente.

Nexo del nuevo contenido'n clases anteriores, cuando se analizaron las limitaciones de la soldadura 0MAW, se +io "ue esteproceso no era aplicale para la unin de metales ases con espesores menores de dos mil!metrosera poco producti+o deido a la necesidad de camiar el electrodo continuamente "ue lasintensidades de corriente eran limitadas por la longitud del electrodo, adems, algunos metales sus

aleaciones, tales como el titanio el zirconio, no era factile su soldadura. 'n el proceso de soldadura"ue ser o2eto de estudio en la clase de -o +eremos "ue -an sido superadas todas estasdeficiencias.

'l profesor presenta los o2eti+os de la clase da a conocer los contenidos "ue sern aordados enla misma.

3. Proceso de soldadura G!"#. Fundamentos del proceso. $ualidades %limitaciones. $ampo de aplicacin. E&uipamiento. $onsumibles. 'ariables del

proceso.

3..() Introduccin al proceso de soldadura G!"#

Denominaciones del proceso:

GMAW 3 Gas Metal Arc Welding (A4056AW0 A #.7389).

M5G6MAG 3 Metal 5nert Gas6Metal Acti+e Gas (rminos antiguos de AW0).

1#13 0oldeo por arco con gas inerte ('4 /$7;#).

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's"uema del proceso de soldadura GMAW

'ste proceso se puede emplear de tres modos diferentes (ni+eles de automatizacin): semiautomtico,

mecanizado

automtico.

Be estos el mtodo ms usual de aplicar el proceso GMAW es el semiautomtico.0e considera al proceso GMAW como uno de los procesos de soldadura por arco ms fcil derootizar, +ariante en la "ue en la actualidad posee una gran cantidad de aplicaciones industriales.

3..3 $ualidades % limitaciones de la soldadura G!"#.

$ualidades del proceso:1. 's el nico proceso de soldadura por arco con electrodo consumile "ue puede emplearse para la

soldadura de todos los metales aleaciones comerciales./. Comparado con el proceso 0MAW se re"uiere menor ni+el de -ailidad por parte del soldador.

#. Comparado con el proceso 0MAW el GAW se garantizan muc-o maores +elocidades dedepsito.

$. 0e garantizan maores +elocidades de soldadura "ue con 0MAW o GAW por las maores+elocidades de depsito la alimentacin continua del electrodo.

os (-asta ; mm) sin necesidad de isel.17. 0e logra una penetracin del arco maor "ue con 0MAW, sore todo con la transferencia por

spra.

+imitaciones del proceso:1. 'l e"uipo es ms comple2o, ms costoso menos porttil "ue el de 0MAW./. =a pistola dee estar cerca de la pieza de traa2o, por lo tanto, el proceso es menos adaptale

"ue el de electrodo recuierto para soldadura en reas de dif!cil acceso.#. 'n la soldadura de aceros endureciles, la susceptiilidad al fisuramiento del metal soldado es

maor deido a "ue no eiste escoria "ue pueda reducir la +elocidad de enfriamiento del cordn.

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$. 'l proceso es menos prctico "ue el 0MAW para soldaduras en eteriores, deido a "ue el +ientopuede des+iar la atmsfera protectora de la zona de soldadura con la consecuente aparicin dedefectos.

3.. "plicaciones de la soldadura G!"#.'l proceso GMAW se aplica para la soldadura de todos los metales aleaciones de maorcomercializacin, lo "ue inclue los aceros al carono, aleados e inoidales, los -ierros fundidos, las

aleaciones ase n!"uel, aluminio, magnesio, core, titanio zirconio. 'n cuanto al rango deespesores se pueden soldar metales desde 7,< mm de espesor en adelante (-asta un espesorprcticamente ilimitado).'s un proceso +erstil "ue permite la soldadura en todas las posiciones, seleccionando losparmetros adecuados. 0e puede mecanizar, adems de "ue constitue un proceso ideal paraaplicaciones rootizadas.4o constitue la me2or seleccin para la soldadura en eteriores, por los prolemas "ue se puedenpresentar con la proteccin gaseosa.

3.., E&uipamiento para la soldadura G!"#.'l e"uipamiento sico para el soldeo GMAW consta de los siguientes elementos:

&uente de energ!a %istola

0istema de alimentacin del electrodo

0istema de control

0istema de suministro del gas protector

0istema para el enfriamiento por agua

Cales coneiones

'"uipo de soldadura GMAW

Fuente de energ-a%ara la soldadura GMAW se emplean fuentes de CB, a sea generador, rectificador o in+ersor, concaracter!stica eterna plana (fuentes de C). A escala industrial se utilizan ms ampliamente losrectificadores. 0e utiliza entonces el mtodo de control del proceso por E+elocidad constante dealimentacin del alamre o autorregulacin del arcoE

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'n este proceso la m"uina de soldar ms empleada es a"uella del tipo de corriente continua de+olta2e constante, o sea, una m"uina "ue mantiene +olta2e constante en el arco, sin "ue lo afecten+ariaciones de corriente en el arco. 's importante se>alar, "ue este tipo de m"uina de soldar puedeser usada slo para soldadura semiautomtica. =a cur+a caracter!stica de este tipo de m"uina seindica en la figura.

Cuando se usa una m"uina de soldar de tipo +olta2e constante, eisten pocos camios en elresultado del +olta2e del arco, comparado con el camio relati+amente grande en la corriente desoldadura. %or e2emplo, como se puede +er en la figura, cuando la longitud del arco se acorta,aumenta notalemente la corriente de soldadura.'sto produce un aumento del promedio de consumo, e"uilirando la longitud del arco al ni+eldeseado. 'l principio est asado en el -ec-o de "ue la m"uina de soldar de +olta2e constantecamia la salida de corriente, para poder otener la ca!da de tensin apropiada en el secundario delsistema de soldadura.'n este sistema, el a2uste de la longitud del arco es controlado al fi2arse la magnitud del +olta2e en lam"uina de soldar, mientras "ue la corriente de soldar est controlada por medio de la +elocidad en

el alimentador de alamre.

istema de alimentacin de alambre'ste sistema posee la funcin (como su nomre lo indica) de alimentar el electrodo continua uniformemente -acia el arco, nica forma de garantizar una adecuada estailidad del mismo. 'stossistemas pueden ser de +arios tipos:

Be empu2e (pus-)

Be arrastre (pull)

Cominados de empu2e3 arrastre (pus-3pull)

Pistola'stas pistolas, son consideralemente ms comple2as "ue las utilizadas en otros procesos desoldadura, a "ue re"uieren "ue el alamre3electrodo se mue+a dentro del tuo gu!a, a una +elocidadconstante adems, deen estar dise>adas para transmitir corriente al alamre3electrodo paratrasladar el gas protector -acia la zona de soldadura. 'l mtodo de enfriamiento (aire o agua) lalocalizacin de los controles para la alimentacin del alamre el gas protector, pueden agregarse ala comple2idad de dic-as pistolas.

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istema de control

'n GMAW semiautomtico el sistema de control el mecanismo de impulsin del alamre estnintegrados. =a principal funcin del sistema de control es regular la +elocidad del motor dealimentacin del alamre. Be forma "ue incrementando la +elocidad de alimentacin del alamre se

aumenta la corriente de soldeo "ue entrega la fuente +ice+ersa. 'l sistema de control taminregula el inicio final de la alimentacin, de acuerdo a una se>al "ue recie del gatillo de la pistola.4ormalmente el gas protector, el agua de enfriamiento, la energ!a de la fuente son en+iados a lapistola tamin por el sistema de control. 'l paso del gas agua se regula por unas +l+ulassolenoides (electro+l+ulas) conectadas al sistema de control. 'l sistema de control controla el tiempode preflu2o postflu2o del gas protector. 'l sistema de control usualmente se energizaindependientemente con CA de 11< .

3../ $onsumibles para la soldadura G!"#

Gases de proteccin=a funcin principal del gas de proteccin en el proceso GMAW es aislar la zona de soldadura de la

accin de o!geno el nitrgeno del medio. =a contaminacin del cordn de soldadura producto de lareaccin con estos elementos puede pro+ocar a2a resistencia, a2a ductilidad, ecesi+os defectosde soldadura tales como inclusiones, porosidad, etc. 'l gas de proteccin tiene una funcin adicional,"ue es la de facilitar la ionizacin del espacio entre electrodo 3 pieza el estalecimiento del arcoelctrico, lo "ue se garantiza con un a2o potencial de ionizacin de dic-o gas.'n este proceso se utilizan diferentes gases para formar la atmsfera protectora, los "ue pueden sergases puros o mezclas de gases. 'llos son sicamente de dos tipos:

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Gases inertes: A"ullos "ue forman una atmsfera inerte por completo "ue no ocasionan ningntipo de reaccin con el metal, tales como el Argn el *elio.Gases activos: 0on a"ullos "ue originan algn tipo de reaccin en la zona de soldadura. 'stosgases por lo general son oidantes (diido de carono, mezclas de Ar F C /o Ar F /).

!etales de aporte

=os electrodos para la soldadura GMAW son alamres slidos de seccin circular, son cuiertos por+arias 'specificaciones AW0.

=os materiales de aportes se farican con los siguientes dimetros normalizados: 7,

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5ndica un electrodo3+arilla, slido, con una resistencia m!nima a la traccin de D7.777 l6pulg / '@3$803; un electrodo3+arilla, slido, con una resistencia m!nima a la traccin de $87 M%a.

E1 2 ) '@3 Alamre electrodo para la soldadura en gases protectores.D73 M!nima resistencia a la traccin del metal depositado: D71777 J D7 777 %0503 Alamre macizo

$3 Gas protector: C/.

3..2 .ariables del proceso de soldadura!

'l rgimen de soldadura GMAW3C/se compone de los siguientes parmetros:4 5i6metro del alambre electrodo 7de8K elocidad de soldadura (s)K Corriente de soldadura (5s)4 'olta0e de arco 79a84 'elocidad de alimentacin del alambre 7'e8K =ongitud lire del alamre (=l)

4 Flu0o de gas protector 7gas8K 4mero total de pasadas (4)

=as +ariales destacadas en negrita son las factiles de a2ustar directamente en e"uipo desoldadura.

Para establecer el r/gimen de soldadura se pueden usar dos 01as2 el m/todo anal1tico y el usode tablas!

'l clculo del rgimen de forma anal!tica se realiza por dos +!as diferentes:a) Segn las dimensiones de la costura.3 0e dee emplear para costuras de pasada nicaunilateral ilateral, sin con preparacin de ordes (tanto de ranura como de filete), para pasadasde ra!z en costura de mltiples pasadas.) Segn el 3rea de metal a depositar.3 0e dee emplear en la unin de materiales de espesoresconsiderales con costuras de ranuras con preparacin de ordes para costura de filete demltiples pasadas. 0e emplea adems en costuras de filete de pasada nica en "ue no sereglamenta la penetracin en el metal ase.

Seleccin de los par3metros del r/gimen de soldadura para el proceso G4AW mediante el usode tablas!

Al eponer los contenidos dee seleccionar algunas de las talas t!picas como e2emplo sore ellaseplicar la forma de utilizarlas o mane2o, para ello dee utilizar preferilemente el retroproector.

Al aordar este mtodo el docente dee destacar las +enta2as limitaciones del mismo se>alando"ue es el mtodo ms utilizado en la industria. Bee destacar adems, la confiailidad del mtodoteniendo en cuenta "ue las talas utilizadas rindan datos confiales dado "ue -an sidoconfeccionadas sore la ase de una eperiencia acumulada.

ala de regulacin para uniones a tope con alamre slido en aceros de median a a2a aleacin.

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$onclusiones

*acer un resumen de los principales contenidos de la clase puntualizando a"uellos "ue resultan

definitorios en correspondencia con los o2eti+os. ales como las principales caracter!sticas delproceso de soldadura GMAW, sus cualidades principales aplicaciones, as! como lasparticularidades del e"uipamiento.

Preguntas de comprobacin=as preguntas deen estar en funcin de los o2eti+os pre+istos.1. 'pli"ue en "u consiste al soldadura GMAW/. Mencione algunas aplicaciones de la soldadura GMAW.

Estudio independiente 56u/ 0ariables inter0ienen en este proceso de soldadura y 7ue influencia ejercen en la

calidad de la unin soldada8!

@ealizar la preparacin para la prctica de laoratorio # segn la gu!a orientada en la carpeta

de la asignatura en el ftp de la carrera.

;ibliograf-a:

1. ecnolog!a de soldadura. Los urgos 0ola/. Manufactura, ingenier!a tecnolog!a. NalpaI2ian 0 0c-mid 0. @. olumen 5

!otivacin de la prxima actividad.=a soldadura de algunas aleaciones metales no es posile realizarlo empleando el arco elctrico a"ue su temperatura es mu alta simplemente produce la e+aporacin de estas, por e2emplo elplomo, esta>o. =a utilizacin de una fuente energtica de menor potencia con posiilidades deregular su potencia caracter!stica e+ita "ue se produzca la e+aporacin oidacin de las mismas.

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