INSTITUTO NACIONAL TECNOLOGICODIRECCION GENERAL DE FORMACION PROFESIONAL

DIRECCIÓN TÉCNICA DOCENTEDEPARTAMENTO DE CURRICULUM

MANUAL TEÓRICO DE SOLDADURA OXIGAS Y CORTE POR PROYECCIÓN TÉRMICA

ESPECIALIDAD: SOLDADURA INDUSTRIAL

Agosto, 2011

INSTITUTO NACIONAL TECNOLÓGICO

Sra. Loyda García ObandoDirector Ejecutivo

Sr. Jairo Espinoza Sub Director Ejecutivo

Sra. Daysi Rivas MercadoDirectora General de Formación Profesional

COORDINACIÓN TÉCNICA

Sra. Nelly Pedroza CarballoResponsable Departamento de Currículum

Organismo financiante

HUMAN RESOURCES DEVELOPMENT SERVICE OF KOREA

PRESENTACIÓN

El Instituto Nacional Tecnológico (INATEC), como organismo rector de la Formación Profesional en Nicaragua ha establecido un conjunto de políticas y estrategias en el marco de la implementación del Plan Nacional de Desarrollo Humano, para contribuir con el desarrollo económico que nos permita avanzar en la eliminación de la pobreza en Nicaragua.

El Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional a través de INATEC a lo largo de 4 años ha formado y entregado miles de nuevos técnicos a la economía nacional, brindándoles mayores oportunidades de empleo y mejores condiciones de vida a las familias nicaragüenses, mediante una oferta de Formación Profesional más amplia que dignifique los oficios, formando con calidad a jóvenes, mujeres y adultos, contribuyendo así, a la generación de riqueza para el bienestar social con justicia y equidad.

Nos proponemos profundizar la ruta de restitución de derechos para continuar cambiando hacia un modelo que brinde más acceso, calidad y pertinencia al proceso de Formación Profesional de las/los nicaragüenses sustentada en valores cristianos, ideales socialistas y prácticas cada vez más solidarias.

Este esfuerzo debe convocarnos a todos, empresarios, productores del campo y la ciudad, a los subsistemas educativos, a la cooperación nacional e internacional disponiendo recursos y energías de manera integral y solidaria, para el presente y el futuro; a trabajar en unidad para la formación de profesionales técnicos con competencias en las especialidades; agropecuaria, agroindustrial, industrial, construcción, turismo e idiomas; dotar de recursos humanos competentes a la micro, pequeña y mediana empresa y acompañar a las mujeres en iniciativas productivas en todos los campos.

La elaboración y edición de este manual ha sido posible gracias al apoyo económico de la “Cooperación Coreana”. Financiado por la Cooperación

“HUMAN RESOURCES DEVELOPMENT SERVICE OF KOREA”, hoy entregamos este Manual de la especialidad “Soldadura Industrial”, fruto del arduo trabajo de técnicos y especialistas, los cuales servirán de instrumento metodológico en el desarrollo de las habilidades y competencias técnicas con la esperanza de construir un futuro cada vez mejor.

ÍNDICE

Pág.

SOLDADURA OXIGAS Y CORTE POR PROYECCIÓN TÉRMICA...............................1Unidad de Competencia Asociada al Desarrollo del Manual.................................................1Objetivos Generales................................................................................................................1RECOMENDACIONES GENERALES.................................................................................2INTRODUCCIÓN..................................................................................................................3UNIDAD I. EQUIPOS Y ELEMENTOS AUXILIARES DE SOLDADURA A GAS........4Elemento de Competencia......................................................................................................41. Cilindros de oxígeno y tubos conectores.........................................................................4A. Atención especial en el manejo del cilindro de oxígeno....................................................4B. Válvula de alta presión para un cilindro de oxigeno....................................................4C. Datos en el cilindro.............................................................................................................5D. Tubos conectores................................................................................................................62. Cilindro de acetileno..........................................................................................................6A. La cantidad de acetileno para fundición.............................................................................7B. Méritos del acetileno fundido.............................................................................................7C. Aviso importante en el manejo de acetileno fundido.........................................................73. Soplete de soldadura a gas.......................................................................................................8A. Tipos de soplete.....................................................................................................................8B. Consejos en el manejo de sopletes........................................................................................9C. Habilidades de la punta................................................................................................94.- Soplete Cortador..............................................................................................................10D. Mangueras para soldar.......................................................................................................115. Regulador de presión.........................................................................................................11A. Regulador de presión de Oxígeno.......................................................................................12C. Consejos en usar el regulador de presión.............................................................................125. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS DE PROTECCIÓN DE SOLDADURA A GAS..................13A. Anteojos para soldar y lentes oscuros para soldadura a gas...................................................13B. Guantes de seguridad, delantal y cubierta de pies.....................................................13C. Encendedor y limpiador de punta..............................................................................14D. Unidad de plantilla de soldadura.........................................................................................15

UNIDAD II. SOLDADURA A GAS...................................................................................16Elemento de Competencia....................................................................................................16SECCIÓN 1 1. Principio de soldadura a gas...................................................................16Características de la soldadura a gas.....................................................................................16SECCIÓN 2 GAS Y LLAMA DE SOLDADURA.........................................................17Precaución en el manejo del carburo....................................................................................19Características del gas de acetileno.......................................................................................19Explosivos de gas acetileno..................................................................................................20C. Gas licuado de petróleo (LPG)...................................................................................21D. Hidrógeno: H2............................................................................................................21Características del hidrógeno................................................................................................22E. Gas natural.....................................................................................................................22Centro de la llama.................................................................................................................23Llama interna........................................................................................................................23Llama externa........................................................................................................................23B. Tipos de llamas..........................................................................................................23SECCIÓN 3 MATERIALES DE SOLDADURA A GAS..............................................251. Electrodo....................................................................................................................25SECCIÓN 4 MÉTODO DE SOLDADURA A GAS..................................................................271. Preparación de trabajo y ajuste de llama.................................................................................27A. Instalación del soldador de gas y control de llama...................................................................27B. Tratamiento después de soldar...............................................................................................282. Método de soldar hacia adelante y atrás..............................................................................28A. Método de soldar hacia adelante............................................................................................28B. Método de soldar hacia atrás............................................................................................283. Contra flujo, contrafuego y destello..............................................................................29A. Contra flujo................................................................................................................29B. Contrafuego.....................................................................................................................29C. Destello...........................................................................................................................291. Método de soldadura a gas.................................................................................................302. Flujo...................................................................................................................................31UNIDAD III. CORTE POR ARCO DE PLASMA.............................................................32Elemento de Competencia....................................................................................................32Fundamentos físico-químicos del corte con plasma.............................................................32Clasificación de las tecnologías de corte por plasma............................................................32Por aplicación........................................................................................................................32Plasma estándar.....................................................................................................................32Plasma dual...........................................................................................................................32Bajo el agua...........................................................................................................................33Aplicaciones especiales.........................................................................................................33Por tecnología o tipo de proceso...........................................................................................33Plasma por aire......................................................................................................................33Plasma por oxígeno...............................................................................................................33Plasma por nitrógeno............................................................................................................34Tipos de plasma....................................................................................................................34Higiene y medio ambiente....................................................................................................35UNIDAD IV. PROCESO DE OXICORTE MANUAL Y PLASMA.................................36

Elemento de Competencia....................................................................................................361.- Armado del Soplete de Corte y Boquillas......................................................................362.- Ajuste de Flama...............................................................................................................373.- Técnicas de Corte............................................................................................................37PROCESO DE MECANIZADO CON PLASMA................................................................38Características del proceso....................................................................................................39Equipo necesario...................................................................................................................39Variables del proceso............................................................................................................39Gas-plasma............................................................................................................................40BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................41

Unidad de Competencia Asociada al Desarrollo del Manual

REALIZAR SOLDADURA POR PROCESO OXIGAS Y CORTE POR PROYECCIÓN TÉRMICA (OAW Y PAC)

Objetivos Generales

Realizar soldaduras por proceso oxigas, aplicando procedimientos técnicos y normas de higiene y seguridad laboral.

Realizar corte en materiales ferrosos, aplicando los procesos de oxicorte y plasma, utilizando herramientas y equipos establecidos en condiciones de higiene y seguridad laboral.

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RECOMENDACIONES GENERALES

Para iniciar el estudio del manual, debe estar claro que siempre su dedicación y esfuerzo le permitirá adquirir los conocimientos tecnológicos descritos en el Módulo Soldadura Oxigas y Corte por Proyección Térmica, y forman parte de la Unidad de Competencia a la cual corresponde este.

Al iniciar el estudio de cada uno los contenidos debes leer, analizar e interpretar el alcance de los objetivos por cada unidad didáctica.

Leer y analizar la información de cada unidad didáctica, con el propósito de apropiarse de los conocimientos tecnológicos del manual, necesarios para alcanzar el dominio del elemento de competencia.

Realizar los ejercicios prácticos orientados por su instructor de forma autónoma, ya sea en ejercicios prácticos de taller o en obras reales.

A medida que avance en el estudio de los temas, recopilar inquietudes o dudas sobre éstos, para solicitar aclaración durante las sesiones de clase.

Retroalimentar sus conocimientos en bibliografía descritas al final del manual, u otros textos afines.

Recordar que el cuido y conservación del manual, herramientas, instrumentos de medición y control, y equipos, son elementales para el desarrollo de sus clases teóricas y prácticas.

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INTRODUCCIÓN

El Manual para el participante “Soldadura Oxigas y Corte por Proyección Térmica” pretende que los(as) participantes adquieran las destrezas y habilidades necesarias para determinar los parámetros eléctricos del sistema fotovoltaico, elementales para el diseño del mismo.

El manual contempla cuatro unidades modulares, presentadas en orden lógico que significa que inicia con los elementos más sencillos hasta llegar a los más complejos.

En la primera unidad el participante debe preparara el equipo y herramientas para las operaciones de soldeo y corte por oxigas, aplicando normas de higiene y seguridad laboral.

En la segunda unidad el participante debe preparar las condiciones para las operaciones de soldeo, cumpliendo con las normas de prevención de riesgos laborales y medio ambiente.

En la tercera unidad el participante debe preparar las operaciones de corte por plasma, cumpliendo con las normas de prevención de riesgos laborales y medio ambiente.

En la cuarta unidad el participante debe realizar el corte por procesos oxicorte y plasma, según las especificaciones técnicas, cumpliendo las normas de prevención de riesgos laborales y medio ambiente.

Los objetivos específicos de cada unidad, están estrechamente relacionados con los criterios de evaluación y contenidos a desarrollar, permitiéndole al docente evaluar objetivamente.

Es de carácter obligatorio aplicar las normas de normas de higiene y seguridad laboral, en todas las prácticas de laboratorio o taller.

Este manual contiene ejercicios de autoevaluación que te ayudarán a consolidar los conocimientos estudiados.

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UNIDAD I. EQUIPOS Y ELEMENTOS AUXILIARES DE SOLDADURA A GASElemento de CompetenciaA1. Preparar los equipos para las operaciones de soldeo y corte por oxigas, cumpliendo las normas de Prevención de Riesgos Laborales y Medio Ambiente.

1. Cilindros de oxígeno y tubos conectoresPor lo general, el Oxígeno se carga en cilindros de 35˚C, 150kgf/cm2 y se llaman recipientes de oxigeno o cilindros. El recipiente de oxígeno se produce con 57kgf/cm2 de fuerza de tensión, más de 18% de elongación de materiales de acero y sin juntas. El tamaño de la cilindro de Oxígeno es casi 33.7ℓ, 40.7ℓ y 46.7ℓ que tienen Oxígeno cargado en los cilindros, como 5000ℓ, 6000ℓ ó 7000ℓ de ellos en el aire. Existe una válvula en la parte superior del cilindro de oxígeno. Esta válvula generalmente se cubre con una tapa, que evita daños en la válvula en caso de caída del cilindro.

A. Atención especial en el manejo del cilindro de oxígeno

Se debe mover con la válvula cerrada y cubierto con la tapa. No se puede rodar ni acostarse para evitar cualquier golpe o impacto Se debe trasladar con una herramienta movible y con precaución para que

no se caiga No se puede tocar con las manos llenas de aceite o con las manos con guantes.

Debe estar en reposo para abrirse y cerrarse la válvula y probar si hay fuga de gas con agua de jabón antes de usarse.

Se debe evitar cualquier tipo de incendio y dejarse por lo menos 5m de distancia del incendio.

Los cilindros vacíos se deben marcar para separarlos de los llenos. Debe estar ventilado y almacenado de los rayos directos de la luz a una

temperatura de 40˚C todo el tiempo. No se puede almacenar en un lugar donde fácilmente puede agarrar fuego

o cualquier material de incendio. Debe ser licuado con agua tibia y sin ningún arma de fuego, una vez que

tenga mal o no salida de oxígeno por una válvula de oxígeno congelada. B. Válvula de alta presión para un cilindro de oxigenoExisten dos tipos de válvulas de presión para un cilindro de oxígeno en latón, de acuerdo con las estructuras de tornillos para instalar reguladores en la unidad de gas.

Fig. 1.1 Estructura de válvula de alta presión de Oxígeno

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C. Datos en el cilindro En la parte superior de una bomba de Oxígeno, existe un sello como el que se muestra a continuación:

Figura 1. 2 Explicación de los símbolos en un

cilindro

Figura 1.3 Forma del fondo del cilindro

Cuadro 1.- Presión para examinar un cilindroTipo de gas Nombre del gas Prueba de presión interna

Gas comprimido Oxígeno Presión de carga(35℃ 150kgf/cm2 ) x 5/3

Solución de gas Acetileno Presión de carga(15℃ 15kgf/cm2 ) x3

Solución de gas Propano Más de 30 (30 kgf/cm2 )

Cuadro 2.- Color normalizados de los cilindro

Nombre del gas Color Dirección para girar la llave en un hoyo para

carga de gas Oxígeno Verde Derecha Hidrógeno Anaranjado IzquierdaGas carbónico ácido

Azul Derecha

Amoníaco Blanco DerechaAcetileno Amarillo IzquierdaPropano Gris IzquierdaArgón Gris Derecha

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D. Tubos conectores

Debe haber tubos múltiples de oxígeno para colectar muchos cilindros de oxigeno en un mismo lugar para uso masivo de oxígeno, e instalar un regulador de alta presión para liberar el gas para la cantidad total de capacidad, reducir presión y entregar a cada trabajador 200 a 2200m3 por mes es suficiente para dos líneas en general. Los siguientes hechos se deben ignorar una vez que los tubos múltiples se hayan instalados:

Cantidad máxima de momento de consumo de gas

Período de cambio de contenedor de gas

Cantidad necesaria de contenedor de gas

Regulador de presión adecuado y sistema de seguridad.

E instalaciones de tuberías que sean calificadas para la cantidad de consumo.

Fig. 1. 4 Tubos múltiples de oxígeno

2. Cilindro de acetilenoEl cilindro de gas de acetileno (o recipiente) puede producirse al soldar porque no está cargado con alta presión, como el oxígeno. El acetileno debe ser absorbido en acetona,

después de poner ésta en el material poroso (carbón- diatomita) porque tiene peligro de explosión para comprimir en el estado de estructura. Los tamaños de los contenedores son 15ℓ, 30ℓ, 40ℓ, 50ℓ y 30ℓ es el más popular para usar. El gas de acetileno fundido cargado en un contenedor tiene más del 98% de pureza y alta seguridad y fácil de entregar y no necesita un generador o un equipo adicional. El grado de porosidad en un recipiente de acetileno debe ser entre el 75% y 92% y el material poroso debe ser como el siguiente:

Debe ser químicamente estable, barato y poroso.

Debe tener intensidad y estabilidad fuerte.

Debe ser fácil de cargar y liberar el gas.

Se debe impregnar por completo de acetona

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A. La cantidad de acetileno para fundición

El gas de acetileno fundido está cargado con 15kgf/cm2 en 15˚C, 1ℓ de acetona en 15˚C, 1kgf/cm2 y se funde con 375ℓ de gas de acetileno en 15˚C, 15kgf/cm2. Por lo tanto, se debe tratar con mucho cuidado con acetona en el contenedor y que no haya fuga, ya que la cantidad de gas de acetileno se decidirá en la cantidad de acetona en el contenedor. La cantidad de gas de acetileno cargada en el contenedor está marcada por su peso para que el peso de todo el contenedor, una vez fundido el gas de acetileno, haya cargado. A (kgf) menos el peso de la botella vacía después de usar, B (kgf) multiplicar el volumen de 905ℓ de gas de acetileno en 15℃, 1㎏f/㎠ cuando un 1kg del acetileno fundido haya sido evaporado, luego se puede encontrar la cantidad de gas de acetileno, C=905(A-B)

B. Méritos del acetileno fundido No necesita un generador de acetileno y equipo adicional y fácil de entregar.

Tiene menos peligro de explosión y alta estabilidad, ya que no usa generador.

No tiene fuerza menor de parte de soldar por impurezas, debido a su alto grado de pureza.

C. Aviso importante en el manejo de acetileno fundido El almacenamiento debe ser ventilado.

El almacenamiento no debe estar cerca del fuego.

Interruptores eléctricos y de luces en el almacenamiento debe ser de estructura a prueba de explosiones.

El contenedor debe permanecer recto para que no haya fuga de acetona.

El cilindro debe almacenarse a menos de 40˚C y la tapa debe cerrarse todo el tiempo.

Debe estar almacenado con mucho cuidado, lejos de cualquier movimiento o golpes.

Debe ser fundido con agua tibia menor de 35˚C una vez que la parte de carga del acetileno se congela.

La válvula debe girar a ¼ ó ½ por su mango y éste debe ser insertado en la válvula en caso de trabajo.

La prueba de fuga de gas se debe realizar con agua con jabón y un poco de presión (0.1㎏f/㎝) debe dejarse después de uso.

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3. Soplete de soldadura a gasEl soplete de soldadura oxiacetilénica es una herramienta para hacer gas mezclado en un cierto rango de gas de acetileno y Oxígeno y una llama que quema el gas mezclado y soldarlo. El soplete consiste de un mango, cámara mezclada y una punta.A. Tipos de soplete Los sopletes de gas a soldadura se clasifican en presión baja, media y alta, según la presión del gas de acetileno y clasificada en el tipo de presión constante (tipo alemana: tipo A) y el tipo de presión de tiempo (tipo francesa: tipo B) por el sistema de soplete.

Fig. 1.5 Sistema de soplete

(1) Soplete de presión baja El soplete de presión baja es adecuado para el gas de acetileno de presión baja, llamada también soplete de inyector, ya que tiene un inyector para succionar la presión del gas (tipo de generación: menor que 0.07kgf/ ㎠ , tipo de solución: menor que 0.2kgf/ ㎠ ) con alta presión de Oxígeno. Existen dos tipos de sopletes de presión baja como tipo de presión constante (tipo alemana) con una punta y un inyector y tipo de presión de tiempo (tipo francesa) con la posibilidad de controlar el flujo y presión.

(a) Tipo presión constante (tipo alemana) No es posible para tipo de presión constante para cambiar la habilidad de la llama porque el tamaño de las boquillas de escape y la habilidad de las puntas se fijan.

La punta significa un grupo de equipo de succión, cámara de mezcla, boquillas de escapa de Oxígeno. El cambio de las puntas no es más fácil que las de tipo de presión de tiempo, pero se pueden utilizar en estado estable continuo.

(b) Tipo de presión de tiempo (tipo francesa：tipo B)Existe una boquilla de escape de Oxígeno en medio, la cual se puede mover hacia atrás y hacia adelante para que se cambie la sección transversal de la presión de Oxígeno de la boquilla y la presión negativa. Por lo tanto, el gas acetileno es absorbido en presión negativa y cambia la fuerza de la llama adecuadamente.(2) Soplete de presión media El soplete de presión media se utiliza en el rango de 0.07 a 1.3㎏f/㎠ de presión de gas de acetileno y también se le llama soplete de presión igual. La presión de Oxígeno del soplete medio es la misma o un poco mayor que la del acetileno para que el Oxígeno no tenga que fluir hacia atrás al gas de acetileno en buen estado de mezcla para obtener una llama estable. La punta se debe cambiar como el soplete de presión baja con el fin de controlar el

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tamaño de la llama. Y el flujo de Oxígeno y de gas de acetileno en un contenedor deben ser controlados en la capacidad de la punta, usando un regulador de presión o soplete que controle la válvula.(3) Soplete de presión alta No es común usar soplete de presión alta, excepto para usar en más de 1.3 ㎏ f/ ㎠ de presión de gas de acetileno. B. Consejos en el manejo de sopletes

Una punta o soplete no puede ser dejado en el lugar de trabajo o sobre la tierra.

Un soplete encendido no debe ser dejado en cualquier lugar. El soplete no puede ser usado para otros propósitos, como martillar etc. La punta debe enfriarse en agua, acercando la válvula de acetileno y abrir

un poco la válvula de Oxígeno en caso de sobrecalentamiento. La punta se debe cambiar después de cerrar ambas válvulas todo el

tiempo. C. Habilidades de la punta

La de tipo de presión constante (tipo alemana): habilidad de la punta de soplete de tipo presión constante significa el espesor de la placa de acero. Por ejemplo, el número de la punta es 1 cuando el espesor de la placa de acero blando es 1 mm y el número 2 es cuando el espesor de la placa de acero de soldar es 2 mm.

La de tipo de presión de tiempo (tipo francesa): el consume del gas de acetileno se marca con ℓ para soldar con llama estándar por una hora. Por ejemplo, el número de punta 100 significa el consumo de gas de acetileno es 100ℓ al soldar con llama estándar por una hora.

Cuadro 3.- Número de puntas de tipo de presión constante (tipo A) soplete y presión de Oxígeno

Tipo No.Presión de Oxígeno

Longitud corazón blanco

Espesor

A 1

1

2

3

6

7

1

1.5

1.8

2

2.3

4

6

8

10

12

1-1.5

1.4-2

2-4

4-6

5-8

A 2

10

13

18

3

3.5

4

14

15

16

7-12

12-15

14-18

A 3

30

40

80

8

8

8

21

21

21

Over 25

Over 25

Over 25

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Cuadro 4.- Número de puntas de tipo de presión de tiempo (tipo B) soplete y presión de Oxígeno

Tipo No.Presión de

OxígenoLongitud

corazón blancoEspesor

B00

10

16

25

40

1.5

1.5

1.5

1.5

1

2

3

4

0.5

0.5

0.5

0.5

B0

50

71

100

140

2

2

2

2

2

5

6

7

8

9

0.4-1

1-1.5

1-1.5

1.4-2

1.4-2

B1

250

315

400

500

630

3

3

3

3

4

10

11

12

13

14

3-5

3-5

4-7

4-7

6-10

4.- Soplete CortadorEstá equipado con una palanca especial para controlar el oxígeno y un pico cortador que tiene un orificio en el centro, rodeado por varios orificios más pequeños. La temperatura central permite el flujo de oxígeno de cortar y los agujeros más pequeños son para la llama calentadora.

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5.- Boquillas: El tamaño del pico dependerá del grosor del material por cortar

D. Mangueras para soldar Las mangueras de gas están hechas de un buen tubo de hule, mezclado con ropa y el color para la del oxígeno es negra o verde y para la del acetileno es roja y en longitud es de 5 m. La manguera debe pasar una prueba de presión interna bajo la condición de 90 ㎏ f/㎠ de

Oxígeno y 10㎏f/㎠ de acetileno y el aire con presión se debe utilizar para limpiar dentro de la manguera, pero la presión alta de Oxígeno se debe prevenir por su peligro. El conectar las mangueras se debe hacer con bandas de mangueras para que no se suelten de la manguera de soldar y que queden bien fijas.5. Regulador de presiónEl regulador de presión se llama también regulador de descompresión que hace que la presión baje para trabajar con los materiales y habilidad con el soplete, debido a la presión alta en el Oxígeno del contenedor del acetileno. La presión de Oxígeno se debe bajar de 3 a 4㎏f/㎠ o menor y la del acetileno de 0.1 a 0.3㎏f/㎠ en caso de trabajo.

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A. Regulador de presión de Oxígeno En el caso de soldar, la presión debe bajarse al nivel necesario y mantener la misma para usar, ya que hay Oxígeno en 35℃, 150㎏f/㎠ el contenedor de Oxígeno. Consiste de una parte reguladora de presión, regulador de presión alta y regulador de presión baja y se clasifica en estilo francés y alemán.

Fig. 1.6 Regulador de Oxígeno

B. Regulador de presión de acetileno

Mucha presión baja que regula el resorte se debe utilizar, debido a que la presión del acetileno fundido es más baja que la del Oxígeno alto. En el caso de soldar, la presión debe ser bajada al nivel necesario y mantener la misma en uso, ya que hay acetileno en 15℃, 1㎏f/㎠ en el contenedor de acetileno. Consiste de parte que regula la presión, regulador de presión alta y regulador de presión baja. El método de instalación es el mismo que el de Oxígeno, pero todos los tornillos adjuntos de la línea de acetileno son de sopletes con

dirección izquierda.

C. Consejos en usar el regulador de presión

Se debe confirmar para quitar el polvo en el hoyo de instalación del regulador y conectarse adecuadamente contra fuga de gas, una vez que se haya instalado el regulador en el contenedor de Oxígeno.

Se debe evitar usar grasa o aceite en cada parte o tornillo del hoyo de instalación del regulador.

Después de instalar de manera estable el regulador, el tornillo debe quedar flojo y la válvula se debe abrir suavemente; se debe revisar la fuga de gas con agua y jabón.

Se debe instalar para ver bien el regulador de presión y manejarse con cuidado para no romper el vidrio.

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b) Dentro del regulador

No se puede tocar con las manos llenas de aceite ni con guantes para manejar el regulador.

5. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS DE PROTECCIÓN DE SOLDADURA A GAS

A. Anteojos para soldar y lentes oscuros para soldadura a gas

Los anteojos para soldar se utilizan para proteger los ojos de los rayos infra rojos y ultravioleta o chispas durante la soldadura a gas. La cubierta de los lentes oscuros se decide en el número oscuro y tipo de anteojos para soldar son más populares que el casco de soldar. Una vez que se tenga inflamación en los ojos por soldar, debe colocarse un trapo frío como primera ayuda y después visitar al médico lo antes posible.

Fig. 1.7 Anteojos y casco para soldar

B. Guantes de seguridad, delantal y cubierta de pies

Un trabajador de la soldadura se debe proteger del calor o de las salpicaduras de dispersión con medios de seguridad, tales como guantes, delantal, cubierta de pies etc., antes de soldar. Y un casco si es necesario para protegerse de las salpicaduras o chispas.

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C. Encendedor y limpiador de puntaEs más seguro utilizar un encendedor de soplete que fósforos o encender un papel. Los limpiadores de punta se deben utilizar para limpiar el hoyo de la punta de escoria, por lo que no se puede hacer una llama normal. En este momento, un limpiador de punta con un pequeño hoyo en la punta se necesita para evitar mayor agrandamiento del hoyo.

Fig. 1.8 Limpiador de punta y encendedorCuadro 5.- Número de lentes oscuros según su propósito

Soplete Filtro No.Soldar Aire acetileno 2

Soldadura Oxiacetilénica 3-4Soldadura a gas

Debajo 3.2t Oxiacetilénica 4-53.2-12.7t Oxiacetilénica 4-6Más que 12.7t Oxiacetilénica 5-8

Corte de gas

Debajo 25.4t Oxiacetilénica 3-425.4-152.4t Oxiacetilénica 4-5Más que 152.4t Oxiacetilénica 4-6

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D. Unidad de plantilla de soldaduraLas partes se deben ensamblar y fijar en una mesa de soldar para hacer el material de tamaño correcto que se va a soldar, una vez que se haga el producto. La unidad de plantilla de soldadura se utiliza con este propósito. Existen diversas unidades de plantilla, tales como la temporal, la de posición, manipulador etc. Sus méritos son los siguientes:

Es eficiente para reducir el progreso de trabajo. Fácil para trabajar. La precisión de los productos es exactamente la misma

◈ Bases para seleccionar una unidad de plantilla Debe ser grande y fuerte para soportar firmemente un objeto. Se puede mover fácilmente a un punto en una posición de soldar. Fijando y desarmando objetos en una mesa y su limpieza es cómoda.

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Fig. 1.9 Posicionador

UNIDAD II. SOLDADURA A GASElemento de CompetenciaA2. Preparar las condiciones para las operaciones de soldeo, cumpliendo las normas de Prevención de Riesgos Laborales y Medio Ambiente.

SECCIÓN 1 1. Principio de soldadura a gas La soldadura oxiacetilénica es un proceso de fusión de soldadura; la deposición de metales se produce por una llama de Oxígeno y acetileno. El calor extremo se concentra en los bordes o en el borde y superficie de las piezas de metal que se unen, hasta que el metal fundido fluye junto. El tipo de diseño de junta determina si un metal de relleno se debe usar para completar la soldadura. La soldadura oxiacetilénica es un método para fundir y soldar el metal base y el metal de relleno, usando calor alto de 3000˚C cuando se quema el gas oxiacetilénico. El metal de relleno se agrega insertando en el charco fundido de los metales bases. Luego el charco se solidifica haciendo el cordón de soldadura.

Características de la soldadura a gas

Méritos Tiene una variedad de aplicaciones prácticas y conveniencia del carruaje. Es propio de la soldadura de hojas delgadas, ya que es más fácil controlar

el calor Es cómodo de instalar sin electricidad y económico para armar. Tiene menos rayos dañinos en comparación con la soldadura de arco.

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Fig. 2-1 Soldadura a gas oxiacetilénica Fig. 2-2 Formación de aire

Desventajas Tiene menor temperatura de llama comparado con la soldadura de arco. Es difícil de soldar efectivamente debido a su concentración de calor baja. Tiene mayor riesgo de explosión y mayor posibilidad de carbonización y

oxidación metálica. Tiene mayor área de calor, mayor estrés de soldar y más tiempo de calor

que la soldadura de arco. Tiene mayor transformación de soldadura, pero menos fuerza mecánica

para algunos metales. Tiene menos seguridad que la soldadura de arco.

SECCIÓN 2 GAS Y LLAMA DE SOLDADURA

1. Tipos de soldadura a gas

El gas oxidante más popular para la soldadura a gas es el Oxígeno y gas combustible es el acetileno e hidrógeno. Otros gas combustibles son el gas de ciudad (gas carbón), gas LP, propano, butano, gas natural, gas metano etc.

A. Oxígeno: O₂

El Oxígeno está compuesto principalmente de aire y agua para que se pueda obtener de la atmósfera, la cual es 21% de aire, o agua por el proceso de electrólisis. Fue descubierto por Pristley del Reino Unido y Shell de Suecia en 1774. La pureza es marcada Oxígeno industrial es más del 99.5% y entre más puro el Oxígeno es mejor. El Oxígeno es un gas comprimido que se carga por 150kgf/cm2 in 35˚C en una botella de Oxígeno de alta presión. El Oxígeno por sí mismo es un gas oxidante que no se quema, pero ayuda a otros materiales que se quemen. Hace óxido una vez que se combina con los otros elementos químicos, excepto el oro o mercurio. Por lo general, el Oxígeno líquido tiene color celeste. El peso de 1ℓ es 1kgf/cm2 a 1.429g y se quema explosivamente al mezclar con el cuerpo que es más pesado que el aire y fácil de quemarse y encenderlos.

OXÍGENO GAS Y LÍQUIDO(a) Oxígeno gas

Se puede liberar a oxígeno comprimido después de gasificar oxígeno líquido, comprimiendo con un compresor y cargar en un contenedor.

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Fig. 2-3 Manufactura de Oxígeno

(b) Oxígeno líquido

Este es ajuste para un lugar donde necesita una gran cantidad de oxígeno, debido a su gran tamaño. Su fuerza es la siguiente: Es más económico para los consumidores masivos que usan oxígeno

líquido por su simplicidad de transporte, almacenamiento etc.

Oxígeno líquido puede mantener el 99.8% de alta pureza.

USO Se puede utilizar con pacientes con emergencias respiratorias, alpinistas,

buzos, pilotos etc. Se puede utilizar para soldaduras o corte de diversos metales con

oxiacetileno, oxígeno hidrógeno, oxígeno LPG etc.

B. Acetileno: C2H2

El acetileno se utiliza más en soldadura a gas y está hecho de carburo. El gas de acetileno, como un tipo de hidrocarburo insaturado, es un estado incompleto y encontrado la primera vez en 1836 por Sir H. Davy del Reino Unido.Carburo El carburo de calcio, CaC2 es masa industrialmente manufacturado al mezclar CaO y carbón o coca en proporción de 56:36 de peso, calentándose en un horno eléctrico, alrededor de 3000˚C, fundiéndose y combinándolos. Por lo general, parece ceniza café y negra o roja o azul y tiene una solidez y 2.2 a 2.3 de peso, aunque el carburo de calcio puro, que se combina con calcio y carbón, es de color teñido de transparencia. Una vez que este carburo tiene contacto con el agua, el gas de acetileno se genera fácilmente y deja polvo de Ca(OH)2 y su fórmula es la siguiente:

CaC2 + H2O → C2H2 + CaOCarburo Agua Acetileno Óxido de calcio

64g 18g 26g 56g

64g carburo y 18g de agua principalmente hecho de 56g de óxido de calcio y 26g de acetileno. Sin embargo, el óxido de calcio se convierte en hidróxido de calcio, después de absorber agua, ya que existe en realidad mucha agua en el generador.

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 + 31872calY la temperatura del agua sube al generar calor en caso de trabajos de carburo y agua. Significa que 64g de carburo hacen 30.4cal de calor por medio de la desintegración, para que se produzcan 4754kcal

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Fig. 2- 4 Relación entre cantidad de gas acetileno que se funde en 1L de acetona y temperatura

de calor y 47.5ℓ de agua tiene 10˚C de aumento. En teoría, el carburo puro puede hacer 348ℓ de gas de acetileno por 1kg. Precaución en el manejo del carburo

El carburo debe almacenarse en un lugar autorizado por su tamaño y no debe contener agua o humedad alrededor.

Se debe evitar cualquier trituradora, choque o frotación durante su entrega.

No puede estar cerca de materiales inflamables alrededor de su almacenamiento.

Se deben utilizar tijeras en caso de abrir el contenedor de carburo sin cualquier impacto. Se debe almacenar lejos de la humedad después que se abre.

Metal monel, metal compuesto de Ni o herramientas de madera deben utilizarse una sola vez al tomar el carburo del contenedor.

Características del gas de acetileno El gas de acetileno puro es un gas sin color ni olor, pero generalmente tiene:

Olor desagradable debido a su impureza como fosfato de hidrógeno (PH3), hidrógeno sulfurado (H2S) o Amoníaco.

Su peso es de 0.906, más liviano que el aire, y que es 1.176g más liviano que el Oxígeno, por 1ℓ de acetileno de 15˚C, 1kgf/cm2.

Se disuelve en diversos tipos de líquidos al igual que el agua, dos veces que el aceite, cuatro veces que el benceno, seis veces que el alcohol y 25 veces que la acetona.

Produce gran calor de 3000 a 5000˚C una vez que se mezcla y quema con Oxígeno adecuadamente.

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Fig. 2-6 Explosión de acetileno mezclado con gas

Fig. 2- 5 Relación entre la presión y la explosión de temperatura

Explosivos de gas acetileno

(a) Temperatura

El acetileno es fácil de quemarse, por lo que es peligroso de tener contacto con el fuego. Se convierte comburente en caso de alcanzar 406 a 408˚C y explota en caso de 505 a 515˚C y explota en caso de más de 780˚C sin Oxígeno. (b) Presión

El gas de acetileno es fácil de ser analizado una vez que tiene presión para que explote por choques o ebullición, una vez que se comprime1.5kgd/cm2 en 15˚C y explote una vez que se comprime 2kgf/cm2

(c) Gas mezclado

El gas de acetileno será más explosivo y tendrá un punto de inflamación muy bajo una vez mezclado con el Oxígeno. El [cuadro 2-1] tiene ejemplos de explosivos en las proporciones de gas de acetileno que muestra donde el 15% de acetileno y el 85% de Oxígeno se unen y son los más explosivos.

(d) Fuerzas externas

Tiene mayor peligro para explotar una vez que el gas de acetileno tiene fuerzas externas, tales como frotación, temblores, golpes etc. (e) Generación de compuestos químicos. El gas de acetileno no debe usarse al conectarse con hoyos de gases o tuberías, debido a que los componentes explosivos alrededor de 120˚C, combinado con cobre, aleación de cobre (más del 62% de cobre), plata (Ag) o mercurio (Hg).

(e) Pureza del gas de acetileno

El gas de acetileno generado del carburo tiene impurezas, como el sulfuro de hidrógeno o fosfato de hidrógeno, por lo que necesita ser limpiado por su mal olor y futuros malos impactos al soldar.

El fósforo (P) y azufre (S) de carbones y cocas del carburo pueden formar sulfuro de hidrógeno (H2S) o fosfato de hidrógeno (PH3) y forma amoníaco al combinar con nitrógeno en el aire durante el enfriamiento de carburo de líneas eléctricas.

Necesidades de purezas Cal en polvo puede ser una razón para debilitar los metales instalados y fluir

o encender hacia atrás al bloquear el curso de gas del soplete de soldar.

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El fosfato de hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno se queman y se convierte en fosfato o gas de ácido sulfuroso, para que pueda ocasionar disminución en la fuerza de soldar y sarro en los equipos de soldar.

Otras impurezas pueden disminuir la temperatura de la llama de acetileno y se disminuya la eficiencia del trabajo.

C. Gas licuado de petróleo (LPG)Por lo general, a este gas se le llama LPG, el cual es producido por petróleo y gas natural en una manera adecuada. Y existen propano (C3H8), propileno (C3H6), butano (C4H10), butileno (C4H8) etc. El propano es el más popular para propósitos industriales.Características del propano

El propano es el más fácil de ser licuado y transportarse en un contenedor. (Licuado de volumen en 1/250)

Es un gas a temperatura normal y no tiene color, transparencia y tiene poco olor.

Tiene un alto rango de expansión, según para cambiar la temperatura y no se mezcla muy bien con el agua.

Tiene un gran potencial de calor de evaporación. (Propano 101.8kal/kg)

Es fácil de gasificar y tiene valor calórico alto. (Propano 12000.8kal/kg)

Tiene poco rango de explosión por lo que es seguro y de fácil control.

Apropiado para producir una maquinaria de encendido con una eficiencia térmica alta.

Necesita 1:4.5 de Oxígeno para encenderse.

Uso Es popular para utilizase en casa para cocinar.

También se utiliza para cortar gas y es económico.

El gas propano es económico para calendar en partes como doblado en caliente y también en pre calentamiento.

D. Hidrógeno: H2

El gas de hidrógeno se utiliza antes que el gas de acetileno y se hace por agua con electrolitos y carga de (35˚C, 150kgf/cm2) para propósitos industriales. La llama de Oxígeno e hidrógeno no se puede obtener una llama cónica clara como la llama oxiacetilénica, por lo que no es fácil de controlar su llama a simple ojo, debido a su llama plana, rodeada de llama con superficie azul. Por lo general, el hidrógeno se utiliza para soldaduras de plomo (Pb) que evitan el carbón o se utiliza para gas combustible para trabajar en el agua que es más fácil de obtener

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Fig. 2-7 Composición de una llama de acetileno

Llama blanca Llama externaLlama interna

presión alta, debido a que es diferente de la quema de hidrocarburos que con carbón. Características del hidrógeno

Es un gas combustible con rango grande de expansión como de 4 a 75% en el aire y 4 a 94% en el Oxígeno.

No tiene color, olor ni sabor y no es peligroso.

El hidrógeno tiene la más grande conductividad térmica (peso: 0.0695) que tiene la densidad mínima; es decir, que es el más liviano y tiene velocidad rápida para expandirse y que se fugue.

El hidrógeno es fácil de combinarse con Oxígeno y resulta el agua una vez que se quema a más de 2000˚C.

. La fragilidad del hidrógeno ocurre en temperaturas altas y presión.

Cuadro 2-1 Rango explosivo del gas combustible en el aire

EstructuraContenidos de estructura

en el aire /%)Estructura

Contenidos de estructura en el aire (%)

Hidrógeno 4 a 74 Propano 2.4 a 9.5Metano 5 a 15 Acetileno 2.5 a 80

Uso Se utiliza para cortar en el agua o en la soldadura de plomo. También se puede utilizar para trabajar pastas de gemas o

manufacturar clases con temperatura a más de 2000˚C. Se puede utilizar para obtener efectos en balones para flotar o

manufactura aerostática.

E. Gas natural Es un gas que generalmente erupción de los campos petroleros y el LPG tiene 80 a 90% de metano (CH4) en lugares de producción y gas inerte como el etanol (C2H6), propano (C2H8) etc. Este gas es el que más se adecua al gas de ciudad, debido a que tiene valor calórico alto, inocuidad con casi ningún sulfuro y menos posibilidad de peligro por su rango pequeño de explosión y poco peso de gas.

2. Llama oxiacetilénica La llama oxiacetilénica se cambia a diversas formas de llama en su proporción de mezcla. El gas de acetileno necesita 2.5 veces de Oxígeno para que se queme, pero necesita 1.2 a 1.3ℓ de Oxígeno por 1ℓ de acetileno por sus impurezas de acetileno, aunque, de hecho, el gas de acetileno necesite la misma capacidad de

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Oxígeno para completar la quema del gas de acetileno para la primera y segunda reacción de quema en el soplete de soldar.

A. Composición de la llama Oxígeno y acetileno quemado en rango de 1:1 hace una llama con las siguientes tres partes: Centro de la llamaEsto reduce la llama blanca que se forma con dos elementos de monóxido de carbono y un elemento de hidrógeno, al quemar gas compuesto de la punta. C2H2 + O2 = 2CO + H2 + 107.7kcal Llama interna La llama interna se genera del monóxido de carbón e hidrógeno, que fue producido del centro de la llama, se combinan con Oxígeno quemado y produce temperatura alta de calor y no tiene color y un poco de llama reducida. La mayoría de los recursos de calor vienen de este parte y pueden prevenir la oxidación de las partes de soldadura, soldando con la llama interna.

Llama externa Esta llama es una parte que el gas que se quema está completamente encendido al combinar con Oxígeno en el aire y tiene alrededor de 2000˚C.

B. Tipos de llamas Existen tres tipos diferentes de llamas como la llama carbonizante, neutral y la oxidante, de acuerdo con la cantidad de Oxígeno suministrado una vez que el acetileno y el Oxígeno se queman en el aire.

Llama carbonizante

La llama carbonizante se llama cuando hay exceso de llama de acetileno que tiene la tercer llama blanca, exceso de pluma de acetileno entre la llama interna y externa. El acetileno se quema en color naranja y produce bastante basura negra, una vez que se abre la válvula de acetileno, encendiendo y abriendo un poco la válvula de Oxígeno. La longitud de la llama de acetileno se puede llamar como dos veces en exceso llama de acetileno o tres veces en exceso la llama de acetileno, en caso de dos o tres veces más de la longitud del centro de la llama [figura 2-9]. Esta llama se utiliza soldadura inoxidable, estelite o metal monel, que se necesita para la prevención de la oxidación, ya que no tiene oxidación y es fácil de tener carburo en la superficie de los metales.

Fig. 2-8 Tipos de llamas

Fig. 2-8 Tipos de llamas

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Llama neutral La llama neutral se llama también llama estándar. Tiene la proporción de 1:1 de Oxígeno y acetileno, pero el acetileno que quema es en realidad que va de la siguiente manera, ya que la proporción real de 1.1 a 1.2:1 que tiene más Oxígeno. Los trabajos de soldadura no afectan químicamente a los metales, evitando la fundición de 2 a 3 mm de distancia.

Llama oxidante

La llama oxidante se llama exceso de Oxígeno que es bueno para ebullición simple o corte de gas con su temperatura alta, debido a que se quema mejor que la llama neutral alrededor de la llama central, pero utiliza soldadura a gas como el cobre o latón no general, porque tiene la característica de oxidación.

Cuadro 2-2 Llamas y materiales de soldadura de oxiacetilenoMateriales de

soldadura

Llamas de

soldaduraMateriales de soldadura

Llamas de

soldadura

Aluminio C Cromo N

Plomo N Hierro fundido N

Latón O Bronce O

Tubería de plomo N Hojas de acero N

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Fig. 2-10 Llama neutral

Hierro fundido

(circuitos)N Cobre N

Hierro maleable SO Placa de acero blando N

Hierro fundido

maleableSO Placas de cobre N

Hierro de

manganesoSC

Placas delgadas de

acero blando N

Tubería fundida N Placas de acero de zinc N

Metal monel SC Zinc N

Acero cromo

níquel N Acero de carbón alto N

Níquel SC

Notas: N: Llama neutral, C: llama carbonizante, O: llama oxidante, SC: llama carbonizante suave, SO: llama oxidante suave

SECCIÓN 3 MATERIALES DE SOLDADURA A GAS

1. ElectrodoLos materiales del electrodo a gas deben ser los mismos o de formación similar del material de base para obtener la misma deposición de metal, pero la parte de soldar es cambiada metálicamente; sus elementos y características se obtienen de materiales suplementarios. El electrodo se llama también metales de relleno y normalmente es una vaina al descubierto. Sin embargo, el electrodo tiene algunas fallas y por ende es fácil de que su llama se oxide, el metal fundido se oxida y se convierte más blando al tener óxido. La llama mediana o llama oxidada se debe utilizar para prevenir estas fallas; también necesita un material que se funda y tiene que ser seleccionarse una varilla según los materiales apropiados, tal como se detalla a continuación:

Debe ser de la misma calidad con los materiales de base y tener suficiente fuerza.

No afecta las características mecánicas y debe tener la misma temperatura de fundición con el material de base.

No debe haber impureza en los materiales del electrodo de soldar.

El acero bajo en carbón con pocos elementos dañinos, tales como el fósforo o azufre se deben utilizar en un electrodo de soldar a gas de acero blando; los elementos del electrodo a gas se deben manejar con cuidado por las siguientes razones:

Carbono (C): aumenta la fuerza de acero, pero reduce elongación y flexibilidad. Silicio (Si): cierra los poros, pero reduce la fuerza.

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Fósforo (P): proporciona fragilidad al acero y hace que pierda combustión a medida que se torna en rojo oscuro, especialmente cuando hierve.

Azufre (S): reduce la resistencia en la parte de soldar y se convierte en razón de tener polo.

Acero oxidado (Fe3O4): reduce la fuerza, debido a que su remanente en la parte de soldar la convierte áspera.

Cuadro 2-3 Tipos, características mecánicas y colores marcados (KSD) del electrodo de soldar para acero blando.

Tipos de

varilla de

soldar

Tratamiento de

muestra

Tensión de

fuerza

(kg/mm2)

Elongación

(%)Color marcado

GA

46

SR 46 20 Rojo

NSR 51 17

GA43SR 43 25

AzulNSR 44 20

GA35SR 35 28

Amarillo NSR 37 23

GA46SR 46 18

BlancoNSR 51 15

GB43SR 43 20

NegroNSR 44 15

Cuadro 2-4 Elementos de varilla de soldadura a gasMateriales

a soldar

Elementos de varilla de soldar (%)

C Si Mn P S Ni

Acero blando, acero

fundido

0.04-0.25 ＜0.06 0.3-0.6 ＜0.03 ＜0.03

Acero alto en

carbono0.14-0.30 0.1-0.2 0.4-0.8 ＜0.04 ＜0.04

3.34-3.75

Acero fundido

3.0-3.5 0.35 0.4-0.7 ＜0.8 0.06

Latón Mismo material que el que se va a soldar Aluminio Agregar un poco de fósforo en aluminio

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Los tipos de varilla GA y GB en el <cuadro 2-8> significan la calidad de los materiales de soldadura a gas y los numeroso como 46 y 43 significan que la fuerza menor de sello en los metales de fundición es más que 46㎏f/㎟ y 43㎏f/㎟.NSR significa que no se ha removido su estrés como soldado, SR significa cuánto del estrés ha sido eliminado en 625±25℃ por una hora. El diámetro del electrodo de soldar es de 1mm a 6 mm y se escoge por el espesor del material de base, como se muestra en el <cuadro 2-17>.Una vaina se debe seleccionar por el espesor de la placa y la capacidad del soplete; la siguiente fórmula es para decidir el diámetro del electrodo de soldar del material de base que es más de 1 mm de espesor.D = T ＋ 1 2Nota: D es el diámetro del electrodo de soldar (mm) y T es el espesor de la placa (mm) La medida estándar de el electrodo de soldar para acero blando son de ocho tipos: 1.0, 1.6, 2.0, 2.6, 3.2, 4.0, 5.0, 6.0 y su longitud es de 1000mm.

SECCIÓN 4 MÉTODO DE SOLDADURA A GAS

1. Preparación de trabajo y ajuste de llama Con el fin de realizar trabajos con oxiacetilénico, se tiene que preparar el contenedor de Oxígeno y acetileno, regulador de presión, manguera, varilla de soldar, flujo, soplete y punta, herramientas y protectores de seguridad. A. Instalación del soldador de gas y control de llama

Limpie la parte de instalación del regulador, abriendo la válvula de presión alta de los contenedores de oxígeno y acetileno y sople el polvo en la válvula. No permanezca en dirección de la salida de la válvula, una vez que se abra la válvula de presión alta.

Instale el regulador de presión correctamente en cada contenedor sin fuga de gas. Conecte la manguera roja en el regulador del acetileno y la negra o verde en el

regulador de Oxígeno con las bandas contra fuga de gas. Conecte las mangueras al soplete de soldar con la banda de manguera. Fije la presión para usar, abriendo la válvula de presión alta y el regulador de

presión y revise la fuga de gas de todas las partes conectoras con agua de jabón, después de finalizar las conexiones de cada parte.

No gire la válvula de presión del contenedor de acetileno más de una vez, abra la válvula del soplete del acetileno y fije la presión a usar de 0.1 a 0.3 ㎏ f/ ㎠ observando el calibrador de presión bajo del regulador de presión. Regule el oxígeno de 3 a 4㎏f/㎠usando el calibrador de presión baja.

Abra la válvula de acetileno del soplete y la válvula de oxígeno un poco para mezclar un poco de oxígeno para encender.

Regule la llama a media, abriendo la válvula de oxígeno un poco, y un poco más después de encender el soplete.

Suelde fundiendo el material de base y el material que se va a fundir.

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B. Tratamiento después de soldar Cierre la válvula de acetileno y la válvula de Oxígeno del soplete y cierre la válvula de presión alta del contenedor. Libere el gas sobrante en el regulador de presión, manguera y soplete, abriendo las válvulas de acetileno y Oxígeno en soplete; cierre las válvulas y suelte el tornillo regulador después de confirmar si el regulador de presión de acetileno está en 0㎏f/㎠. Haga el mismo proceso para el oxígeno.

2. Método de soldar hacia adelante y atrás El oxígeno y el acetileno se sueldan usando una varilla de soldar como material para fundir, agregar flujo adecuado y fundir el material de base y el material que se va a fundir con la llama de gas. Existen dos maneras de soldadura de acetileno y de oxígeno en dirección de la soldadura y dirección donde señale la punta del soplete, tales como el método hacia adelante y atrás.

A. Método de soldar hacia adelante El método hacia adelante, como el de la figura (a) de [Fig. 2-21], es sostener soplete con la mano derecha y una varilla de soldar con la mano izquierda y soldar de derecha hacia izquierda. Se llama también método de soldar con mano izquierda. Este método se puede sobrecalentar en una parte de soldar, tener muchas deformaciones y tener menos efectos mecánicos debido a que se tiene la punta entre el cordón y el electrodo de soldar y calentando el frente de la pila de fusión. Se usa por lo general en soldadura de ángulo en menos de 5 mm de espesor de placa, soldadura de borde o soldadura para adjuntar metales no acerados o hierro fundido.

B. Método de soldar hacia atrás El método de soldar hacia atrás, como el de la figura (b) de [Fig. 2-21], es soldar con un soplete y un electrodo en la dirección correcta. También se llama método de soldar con la mano derecha. Tiene ventajas de no sobrecalentar, debido al corto tiempo de calentamiento, porque la punta debe estar en el lugar donde el electrodo se funde, tener velocidad rápida y consumir menos gas. Comparando el método de soldar hacia adelante, la característica mecánica es mejor y es apropiado para places gruesas, pero la superficie de la cordón no puede ser pareja y el grosor de la misma puede ser mayor. El método de soldar hacia adelante tiene mayor tiempo y el método hacia atrás tiene menos consume y tiempo más corto para soldar. Estos métodos se comparan en el <cuadro 2-20>.

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Fig.2.11 Método de soldar hacia adelante y atrás

Cuadro 2-10 Comparación de los métodos de soldar hacia adelante y atrásArtículos Soldadura adelante Soldadura atrás

Coeficiente de utilización de calor

Malo Bueno

Velocidad de soldar Despacio RápidaForma del cordón Pareja No parejaÁngulo de ranura Grande como 80˚ Pequeño como 60˚Deformación de

soldaduraGrande Pequeña

Espesor de placa para soldar

Delgado hasta 5mm Grueso

Nivel de congelación de metal de fundición

Congelamiento rápido Congelamiento lento

Nivel de oxidación Ancho DébilSistema de metal soldado Áspero Fino

3. Contra flujo, contrafuego y destello A. Contra flujo Una vez que el interior del soplete no esté bien limpio, no puede bloquearse; la alta presión del Oxígeno no puede escapar hacia fuera y pasar en el pasaje de acetileno, que tiene presión baja y, por lo tanto, puede ser peligroso y explotar como un fenómeno de que la manguera de acetileno fluya. La manera para prevenir un contra flujo es la siguiente:

① Limpie bien la punta. ② Bloquee el oxígeno. ③ Bloquee el acetileno. ④ Bloquee el interruptor de circuito y del generador, En

caso de usar un generador de acetileno

B. ContrafuegoUna vez que el extremo de la punta es tocado por el material de base y bloqueado o la presión de gas usado no es apropiada, tiene un fenómeno de explosión que tiene la llama encendida y apagada.

C. Destello Una vez que el extremo de la punta se bloquea temporalmente, la erupción del gas se complica; la llama va a la cámara de gas y el soplete se calienta en rojo. Las maneras de prevenir esto son las siguientes: ① Cerrar la válvula de acetileno del soplete.② Cerrar la válvula de oxígeno.

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Fig. 2-12 Máquina para prevenir contrafuego

1. Método de soldadura a gas

El baño de fusión se debe fundir todo el tiempo y suministrado en el electrodo de soldar de manera pareja ara soldar los dos materiales base.Los siguientes requisitos se deben cumplir para obtener una buena soldadura.① Se debe limpiar la superficie de aceite o plomo del material de base para prevenir

defectos.② El metal de fundición se debe fundir de manera pareja.③ No debe haber sobrecalentamiento y la característica del material agregado en la parte

de soldar debe estar en buenas condiciones.④ No debe haber defectos, como escoria o estoma.

Los requisitos antes mencionados se deben mantener para una buena soldadura. El <cuadro 2-22> muestra el estándar para una soldadura a gas hacia adelante y el <cuadro 2-23> para una soldadura a gas hacia atrás.

Cuadro 2-11 Estándar para soldadura a gas hacia adelante y atrásGrosor de la placa

(mm)Forma de conectar

Varilla de soldar (mm)

Vel. de soldar(mm/min)

0.40.81.21.6

1.6100-130130-150

0.82.03.2 1.5-2.4

100-12794-100

44.8 1.5-3.2

80-9564-80

Cuadro 2-12 Estándar de soldadura a gas hacia atrás6.47.9 1.5-4

53-6330-42

9.512.7 4-6.4

30-3721-26

30

Cuadro 2- 13 Selección de diámetros de electrodos de soldar según espesor del metal de base

Espesor del metal base

Abajo de

2.5t

2.4-6.0

4-8 6-10 8-15

Diámetro de varilla

1.0-1.6

1.5-3.2

3.2-4.0

4-5 4-6

2. FlujoUna vez que el material de base se funde durante la soldadura a gas, tiene una oxidación y nitrificación seria al ser tocada con Oxígeno y nitrógeno en el aire, para que el metal fundido y sus elementos de metal compuesto se conviertan en óxido y nitrificado y la característica mecánica del metal fundido se reduce. Existen algunos tipos de materiales oxidados que flotan en la superficie del metal fundido para tener un peso más liviano y los otros se obtienen en metal fundido y tuvieron mala fusión para su peso más pesado entre ellos. El flujo hace óxidos metálicos o inclusiones no metálicas que se funden al soldar; hace escoria con temperatura de fundición baja y mejora la característica del metal fundido al flotar en la superficie del metal. Existen diversos tipos de flujos, tales como seco, pasta o cubierta en la superficie del electrodo y el punto de fusión del flujo es mejor que sea más bajo que el del material de base. Por lo general, el flujo se mezcla en agua o alcohol y se aplica alrededor de las partes de soldar y vainas antes de trabajar, pero no se utiliza en la soldadura a gas de acero blando. Para ayudar a trabajar con el flujo, se pueden utilizar silicato de sodio, bórax o ácido bórico en el propio flujo para cada metal, tal como se muestra en el <cuadro 3-18>.

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UNIDAD III. CORTE POR ARCO DE PLASMA

Elemento de CompetenciaA3. Preparar los equipos para las operaciones de corte por plasma, cumpliendo las normas de Prevención de Riesgos Laborales y Medio Ambiente.

Fundamentos físico-químicos del corte con plasma

En la naturaleza podemos encontrar materia en forma sólida, líquida o vapor, el plasma es el cuarto estado de la materia.

A muy elevadas temperaturas, los electrones tienen suficiente energía como para escapar de su órbita alrededor del núcleo del átomo, generando iones de carga positiva.

El plasma es el estado en el que se encuentran las estrellas por su elevada temperatura. En la atmósfera terrestre solo podemos conseguir el plasma por medios artificiales.

Al calentar un gas a temperaturas del orden de 50.000 ºC los átomos pierden electrones. Estos electrones libres se colocan en los núcleos que han perdido sus propios electrones, convirtiéndose así en iones. De esta forma el gas se convierte en plasma y por consecuencia tendremos un conductor eléctrico gaseoso con alta densidad de energía.

Clasificación de las tecnologías de corte por plasmaLa aplicación fundamental del plasma en la actualidad se encuentra en el corte mecánico con dos gases: uno de ellos es el utilizado para cortar (gas plasma), y el segundo efectúa una labor de energización frente a la atmósfera (gas de protección).

Hablando genéricamente de los tipos de plasma es posible distinguir dos grandes clasificaciones:

Por aplicación

Plasma estándarDe cara al corte mecanizado es la derivación del plasma manual que sólo cuenta con un gas: el que efectúa el corte. Esta aplicación es bastante limitada y es poco empleada, ya que solo trabaja para corte de chapas de pequeño espesor.

Plasma dualEs la tecnología más usada actualmente. Se utiliza un gas como plasma y un segundo gas (que puede ser el mismo) que no realiza la función de corte sino de elemento de protección. Una de las ventajas de esta tecnología es que en ciertos metales, y en particular en acero al carbono, el plasma dual puede mejorar un 10 o

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15% las velocidades de corte y la calidad. En acero inoxidable y aluminio tiene aplicaciones muy importantes respecto a la calidad de corte. La tecnología dual permite una gran combinación entre plasmas de corte, plasmas de protección y gases de protección, lo que ayuda muchísimo a elevar los valores de productividad y calidad.

Bajo el aguaSe trata de una tecnología muy extendida y muy aplicada actualmente y aún le quedarán muchos años en centros donde se necesiten grandes intensidades de corriente o donde se puedan tener problemas de contaminación, ruido o luz, e incluso efectos térmicos por el aporte de calor.

Aplicaciones especiales

Ya hay plasmas pensados para puntos concretos, tales como las tecnologías que intentan mejorar la calidad de corte de alta definición, o allí donde se pretende conseguir alta calidad por encima de otros criterios como pueda ser la productividad. En este caso la elección del gas es muy importante. Hay que combinar tecnologías así como los propios consumibles e incluso con las fuentes de potencia.

Por tecnología o tipo de proceso

En esta clasificación cada gas lleva como apellido el gas de corte que lo genera.

Plasma por aire

Se trata de un tipo de corte muy genérico: es por supuesto el gas más barato, pero su calidad es media-baja. Presenta una problemática importante: dado que el aporte de aire es gratuito, su proceso de introducción debe ser revisado con mucho esmero, garantizando que esté muy limpio de partículas de aceite o polvo y sobre todo de humedad. En caso contrario, el gasto de consumibles aumenta muchísimo, de forma que lo que se gana en gases se pierde en el coste de los consumibles.

El aire se utiliza principalmente en acero al carbono aunque en ciertas aplicaciones puede cortar inoxidable y aluminio también, así como el plasma dual acompañado de todos los gases

Plasma por oxígeno

El oxígeno es el gas primordial para corte con acero al carbono siempre que se esté buscando una muy buena calidad. El oxígeno deja unas superficies muy limpias en cuanto al corte, deja pocas rebabas y las angularidades de las superficies cortadas son pequeñas. El problema del oxígeno es que el campo de

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corte está limitado a los 300 amperios, lo que supone el corte de 25 o 30 mm como máximo.

Plasma por nitrógeno

A partir de 30 mm, en el caso del acero al carbono s preciso cortar con nitrógeno, también aplicable al aluminio y al acero inoxidable. El problema del nitrógeno con el acero al carbono se presenta cuando hay posibles o futuras soldaduras, ya que puede conllevar problemas de nitruración. Así pues, en el caso de que el elemento a cortar requiera un proceso posterior, es preciso analizar con detenimiento qué combinación de gases debe realizarse.

El acero inoxidable de aluminio también obtiene una buena calidad al ser cortado con nitrógeno. Para inoxidable de aluminio la mejor combinación es el H35, nombre genérico o estándar de una mezcla al 35% de carbón e hidrógeno. El corte es excelente en cuanto a calidad, muy limpio y presenta unas superficies brillantes.

Tipos de plasma

Por aplicación:

 Estándar  Dual  Bajo agua  Aplicaciones especiales

Por proceso de corte / gas:

 Aire: Ac. Carbono, Ac. Inoxidable, Aluminio.  Oxígeno: Ac. Carbono, Cobre.  Nitrógeno: Ac. Carbono, Ac. Inoxidable, Aluminio.  H35: Ac. Inoxidable, Aluminio, Cobre.

Aspectos valorables en la inversión

 Materiales a cortar.  Calidad de corte.  Productividad.  Coste de inversión.  Coste / m. cortado.

 Aplicación del material cortado.  Automatización de proceso. Otros (Seguridad, Medio Ambiente)

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Higiene y medio ambiente

Cada día se ha ido tomando más conciencia de los aspectos relativos a la higiene y el medio ambiente. Actualmente, por ley, es obligatoria la extracción y limpieza de los humos. Los humos del plasma son realmente tóxicos, pues contienen partículas de cromo y níquel que hay que extraer y limpiar. Existe una normativa de higiene en cuanto a la extracción de los humos de plasma que regula su tratamiento: es preciso filtrarlos. También existe una normativa de gestión de residuos que dicta lo que hay que hacer con las partículas que se recogen. Se dispone en la actualidad de mesas de aspiración y filtros autolimpiables, tecnología que apunta a ser la del futuro para garantizar la extracción y limpieza.

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UNIDAD IV. PROCESO DE OXICORTE MANUAL Y PLASMAElemento de CompetenciaA4. Realizar las operaciones de corte por proceso oxicorte y plasma (OAW Y PAC) de acuerdo con especificaciones técnicas, cumpliendo las normas de Prevención de Riesgos Laborales y Medio Ambiente.

1.- Armado del Soplete de Corte y BoquillasAntes de comenzar a cortar, observe todas las reglas de seguridad.

Conecte el aditamento para cortar al soplete soldador agarrando el aditamento en una mano y el soplete soldador en la otra, apriete las conexiones.

Seleccione el tamaño del pico cortador adecuado para el trabajo. Compruebe que el asiento cónico usado en el pico no esté dañado y que esté libre de todo polvo

antes de insertarlo en el aditamento de cortar.

Conecte las mangueras en la misma manera que las conectó en el soplete soldador.

Sujete el pico cortador en la cabeza del soplete con una llave, aplicando fuerza firme pero no excesiva.

La válvula de rueda inferior normalmente controla el flujo de acetileno o gas combustible (esta corresponde a la válvula de combustible en el soplete soldador).

La válvula de rueda superior normalmente sirve para controlar el oxígeno para las llamas de

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precalentamiento, (esta es la misma válvula en el aditamento de cortar. Recuerde, la válvula de oxígeno en el soplete soldador deberá estar completamente abierta).

La válvula de palanca controla el oxígeno de cortar, lo que pasa por el agujero central del pico.

2.- Ajuste de Flama

Encienda el soplete de corte

Lentamente abra la válvula del oxígeno pre calentador hasta que se establezca una llama

neutral. Después de establecer la llama neutra, oprima la palanca del oxígeno cortar. Note que las llamas pre calentadores cambian ligeramente de neutral a una llama carburizante con una pluma. Con la palanca del oxígeno de cortar oprimida, reajuste la válvula del oxígeno pre calentador hasta que las llamas pre calentadoras estén otra vez neutrales.

3.- Técnicas de Corte Dirija las llamas pre calentadoras en el lugar donde se vaya a comenzar el corte, con las llamas apenas sobre la superficie. Tome su tiempo. Agarre el soplete sin moverlo. Antes de que la acción de corte pueda comenzar, el acero deberá precalentarse a un color rojo cereza vivo. Cuando la mancha roja aparezca, lentamente oprima la palanca de oxígeno de cortar.

Cuando el corte haya sido comenzado, mueva el soplete en la dirección en que usted desea cortar. Moviéndose demasiado rápido, se perderá el corte. Moviéndose demasiado lento el corte será escabroso o fundido.

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Agarre el soplete de manera que los extremos de los conos de las llamas pres calentadores apenas no toquen el metal. Sostenga el pico a ángulo recto con el metal para cortes rectos, o al ángulo deseado para cortes biselados. No tenga prisa. No se mueva ni muy rápida o lentamente. Evite que el pico se meta en el metal fundido.Demasiada velocidad: causará que la escoria emerja por el fondo y siga por atrás a un ángulo demasiado grande.Velocidad demasiado lenta: causará que los bordes del corte aparezcan fundidos y escabrosos.

Para perforar el metal, agarre el soplete de manera que la llama pre calentadora apenas no toque el metal. Cuando el área llegue a ser de un color cereza vivo, lentamente oprima la palanca de oxígeno de cortar.

Para evitar que las chispas y la escoria se soplen hacia usted, incline el pico del soplete ligeramente hacia un lado de modo que las chispas se dirijan fuera de usted, y retire ligeramente la cabeza del soplete del metal en que trabaja.

Cuando el metal esté perforado, mueva el soplete uniformemente en la dirección que usted quiera cortar. Si el metal no se perfora completamente, esto probablemente quiere decir que no está utilizando suficiente presión de oxígeno de corte.PROCESO DE MECANIZADO CON PLASMA

El fundamento del corte por plasma se basa en elevar la temperatura del material a cortar de una forma muy localizada y por encima de los 30.000 °C, llevando el gas utilizado hasta el cuarto estado de la materia, el plasma, estado en el que los electrones se disocian del átomo y el gas se ioniza (se vuelve conductor).

El procedimiento consiste en provocar un arco eléctrico estrangulado a través de la sección de la boquilla del soplete, sumamente pequeña, lo que concentra extraordinariamente la energía cinética del gas empleado, ionizándolo, y por polaridad adquiere la propiedad de cortar.

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Resumiendo, el corte por plasma se basa en la acción térmica y mecánica de un chorro de gas calentado por un arco eléctrico de corriente continua establecido entre un electrodo ubicado en la antorcha y la pieza a mecanizar. El chorro de plasma lanzado contra la pieza penetra la totalidad del espesor a cortar, fundiendo y expulsando el material.La ventaja principal de este sistema radica en su reducido riesgo de deformaciones debido a la compactación calorífica de la zona de corte. También es valorable la economía de los gases aplicables, ya que a priori es viable cualquiera, si bien es cierto que no debe de atacar al electrodo ni a la pieza.

Características del procesoEsta moderna tecnología es usable para el corte de cualquier material metálico conductor, y más especialmente en acero estructural, inoxidables y metales no férricos.El corte por plasma puede ser un proceso complementario para trabajos especiales, como pueden ser la producción de pequeñas series, la consecución de tolerancias muy ajustadas o la mejora de acabados.También se produce una baja afectación térmica del material gracias a la alta concentración energética del arco-plasma. El comienzo del corte es prácticamente instantáneo y produce una deformación mínima de la pieza.Este proceso permite mecanizar a altas velocidades de corte y produce menos tiempos muertos, (no se necesita precalentamiento para la perforación).Permite espesores de corte de 0.5 a 160 milímetros, con unidades de plasma de hasta 1000 amperios.El corte por plasma también posibilita mecanizados en acero estructural con posibilidad de biselados hasta en 30 milímetros.Una de las características más reseñables es que se consiguen cortes de alta calidad y muy buen acabado.

Equipo necesarioEl equipo necesario para aportar esta energía consiste en un generador de alta frecuencia alimentado por energía eléctrica, gas para generar la llama de calentamiento, y que más tarde se ionizará (argón, hidrógeno, nitrógeno), un electrodo y porta electrodo que dependiendo del gas puede ser de tungsteno, hafnio o circonio, y por supuesto la pieza a mecanizarVariables del procesoLas variables del proceso son:

Gases empleados. El caudal y la presión de los mismos. Distancia boquilla pieza. Velocidad del corte. Energía empleada o intensidad del arco.

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Las variables como el caudal, la presión del gas-plasma, la distancia boquilla-pieza y la velocidad del corte se pueden ajustar en las maquinas de corte por plasma existentes en el mercado según cada pieza a cortar. Su calidad varia en función del control de esos parámetros para conseguir mejor acabado de las piezas y mayor productividad.

Gas-plasma

Los principales gases que se utilizan como gases plasmágenos son, argón, nitrógeno y aire, o mezcla de estos gases, en general se utiliza el nitrógeno por su mejor comportamiento respecto a la calidad del corte y garantiza una durabilidad de la boquilla. El chorro del gas–plasma utilizado en el proceso se compone de dos zonas:

Zona envolvente, que es una capa anular fría sin ionizar que envuelve la zona central. Al ser fría conseguimos refrigerar la boquilla, aislarla eléctricamente y confinar el arco de la región de la columna-plasma.

La zona central, que se compone por dos capas, una periférica constituida por un anillo de gas caliente no suficientemente conductor y la columna de plasma o el núcleo donde el gas-plasma presenta su más alta conductividad térmica, la mayor densidad de partículas ionizadas y las más altas temperaturas, entre 10.000 y 30.000 ºC.

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BIBLIOGRAFIA

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