Soldadura por Arco Sumergido

SAW(Submerged Arc Welding)

En el proceso de Soldadura por

Arco Sumergido "SAW", el arco es iniciado entre el material base a ser soldado y la punta de un electrodo consumible, los cuales son cubiertos por una capa de fundente granulado, denominado FLUX.

El arco es, por consiguiente, escondido en esta capa densa de FLUX el cual, una parte se funde para formar una cubierta protectora sobre el cordón de soldadura logrado, y sus remanentes pueden ser recuperados para ser usados nuevamente.

Cuando la soldadura comienza, un arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo, en ese momento el fundente que es derramado sobre la soldadura, o puede ser previamente servido, se derrite produciendo una costra protectora..

El material fundente restante es recuperado, y reciclado para ser usado nuevamente en un proceso futuro o en el mismo proceso, dependiendo del tipo de fundente que se este usando o de los materiales envueltos en el proceso

Entre las ventajas de este método, se incluyen:

Alta productividad

Bajo costo en la etapa de preparación.

El hecho de que se puede ejecutar en un solo pase, hasta en materiales de gran espesor.

Es muy confiable si los parámetros de operación son los correctos..

Muy poca tensión transversal.

Muy bajo riesgo de grietas por Hidrogeno.

Grandes velocidades de ejecución obtenidas por el empleo de altas intensidades de corriente

Elevadas tasas de deposición con varios hilos-electrodos.

Procedimientos de soldadura económico, la cantidad de metal a aportar es a menudo mucho más escaso que con los otros procedimientos de soldadura.

Poder de penetración elevado que permite reducir considerablemente o suprimir en ciertos casos el chaflanado.

Débiles deformaciones, con soldaduras de muy bello aspecto.

Arco invisible permitiendo al operador trabajar sin careta y sin molestar el entorno.

Dominio muy amplio del procedimiento permitiendo su aplicación en los casos más variados:

a. Soldadura de chapas delgadas

b. Soldadura de chapas gruesas

c. Soldadura de aceros dulces, aleaciones o inoxidables

d. Trabajos de recargue y mantenimiento.

Excelente compacidad de las soldaduras.

Posibilidad, con los productos apropiados, de obtener juntas con excelentes características mecánicas.

Mínima emisión de humos.

El arco de soldadura, sumergido bajo una capa de flux, funde el electrodo (alambre desnudo), el metal base y parte del flux, quedando el cordón protegido de oxidaciones y nitruraciones por una capa de escoria.

El alambre o electrodo desnudo se alimenta a través de unos rodillos de arrastre controlando la velocidad con un motor, dependiendo de la intensidad de la velocidad de alimentación.

El flux depositado en una tolva cae por gravedad sobre el arco eléctrico, pudiendo reciclar este mismo.

Fundentes

Clasificación según sus efectos operacionales.

Los fundentes también se clasifican según su efecto en los resultados finales de la operación de soldadura, existen dos categorías en este sentido y son los Activos y los Neutros:

Activos

Los fundentes activos son aquellos que causan un cambio sustancial en la composición química final del metal de soldadura cuando el voltaje de soldadura (y por consiguiente la cantidad de Fundente) es cambiado.

Los fundentes activos generalmente aportan grandes cantidades de Magnesio y Silicio al material de aporte, incrementando la resistencia, pero cuando se usa fundente activo para hacer soldaduras de multipases, puede ocurrir una excesiva acumulación de estos componentes resultando en una soldadura muy vulnerable a las grietas y las fracturas.

Los fundentes activos deben ser usados limitadamente en las soldaduras con pasos múltiples, especialmente sobre oxido y escamas metálicas, un cuidado especial en la regulación del voltaje es recomendado cuando se usa este tipo de fundentes en el procedimiento de soldadura con pasos múltiples para evitar la saturación de Magnesio y Silicio.

En líneas generales, no es recomendado el uso de fundentes activos en soldaduras de pasos múltiples en laminas de un diámetro superior a los 25 mm. (1").

Neutros

Como su clasificación misma lo dice este tipo de fundentes no causan cambios significativos en la composición química del metal de aporte, ni siquiera con variaciones de voltaje.

Los fundentes neutros no afectan la fuerza de la soldadura indiferentemente al voltaje o numero de pases de soldadura que se apliquen. Como regla general, los fundentes neutros deben ser parte de las especificaciones de las soldaduras con pases múltiples.

Otra forma de clasificar los fundentes es de acuerdo a su proceso de fabricación, desde este punto de vista reconocemos 2 tipos de fundentes:

- Fundentes Granulados Aglomerados

- Fundentes Fundidos

Fundentes Granulados Aglomerados

Se fabrican mezclando en seco los ingredientes del fundente y luego aglomerándolos en una mezcla con silicato liquido, entonces los gránulos del fundente son horneados a una temperatura relativamente baja para eliminar el agua del silicato liquido. Este tipo de fundente puede contener partículas metálicas desoxidantes las cuales pueden favorecer a la buena operación sobre oxido y escamas metálicas.

Una desventaja notable de este tipo de fundente es su alta capacidad higroscópica, mientras están almacenados son capaces de absorber altas cantidades de humedad si no están apropiadamente aislados y acondicionados.

Un procedimiento eficaz para eliminar la humedad, si se sospechara de su existencia, es el de hornear los paquetes de fundente sin abrir en hornos para electrodos a una temperatura de entre 260 Grados Centígrados (500 F) y 427 Grados Centígrados (800 F) durante un tiempo no mayor de 6 horas, lo que debería remover toda la humedad existente.

Muchos operadores prefieren hacer este procedimiento con todos los paquetes de fundente, incluyendo los nuevos, como una forma de asegurar el resultado de sus soldaduras y garantizando así que estén libres de contaminación.

Fundentes Fundidos

Como su nombre lo indica, son fabricados mezclando los ingredientes para luego fundirlos en un horno eléctrico de alta temperatura hasta formar un liquido homogéneo. Este fundente liquido al enfriarse vuelve a su estado sólido para luego ser triturado en un molino hasta lograr la granulometría adecuada al formato requerido.

Su ventaja principal es que debido a su alta dureza, producto del proceso de fundición a alta temperatura de 1614 Grados Centígrados (3000 F), es que el grado de hidroscopia es casi nulo.

Es muy difícil que este material absorba humedad, no obstante alguna humedad podría condensarse en las superficies de los granos, la cual es de fácil manejo pudiéndose eliminar a una muy baja temperatura, 145 Grados Centígrados (300 F) por una hora.

El proceso de fundición también logra que los componentes se mezclen químicamente uniforme, esto proporciona un rendimiento estable de la soldadura, incluso a altos niveles de corriente, también permiten una velocidad de avance mas alta durante el proceso de soldadura.

Entre las principales funciones del fundente para la soldadura de arco sumergido podríamos enumerar las siguientes:

Protege la soldadura fundida de la interacción con la atmósfera.

Limpia y desoxida la soldadura fundida.

Ayuda a controlar las propiedades químicas y mecánicas del metal de aporte en la soldadura.

Proporcionar protección evitando que los gases atmosféricos contaminen el baño de soldadura.

Estabilizar el arco

Controlar las propiedades mecánicas del depósito de soldadura

Permitir añadir elementos de aleación

Una vez terminado el deposito se recoge el flux sobrante y se recicla para un nuevo uso.

Parámetros del Proceso

Para obtener buenas uniones soldadas es fundamental una correcta regulación de los parámetros de soldadura, entre los que destacan:

Intensidad de Corriente:

Es el parámetro de mayor influencia ya que determina la tasa de deposición e influye en la forma y penetración del cordón.

Un aumento de la Intensidad sin variar otros parámetros, da lugar a:

Aumento de la Penetración

Aumento de la Densidad de Corriente

Aumento de la Velocidad de Alimentación del

Hilo

Aumento de la Tasa de Deposición

Una intensidad excesiva de la corriente produce un cordón estrecho con sobre espesor o exceso de penetración. Por el contrario una Intensidad demasiado baja produce arcos inestables y falta de penetración.

Tensión de Soldeo: Los valores de tensión mas habituales pueden oscilar entre los 25 y 35 voltios. El aumento de la tensión sin alterar otros parámetros, da lugar a:

Aumento de la Longitud del Arco

Aumento de la Anchura del Cordón

Disminución de la Penetración

Aumenta la cantidad de Escoria Fundida

Si la tensión es demasiado alta, produce:

Cordones demasiado anchos, favoreciendo la formación de grietas.

Soldaduras cóncavas con tendencia a agrietarse.

Un aumento en el consumo de fundente

Aumento del número de elementos de aleación procedentes del fundente, que pasan a formar parte del baño de fusión

Aumento de las Mordeduras

Velocidad de Soldeo: Después de la Intensidad es la variable que más afecta al proceso.

Si es demasiado alta produce:

Una disminución del calor aportado por unidad de longitud del cordón de soldadura.

Una disminución en la cantidad de metal de aportación depositado.

Por el contrario si es demasiado baja:

El cordón de soldadura tendrá un espesor excesivo, lo que favorece la formación de grietas.

Se forman baños de fusión demasiado grandes y es mas fácil la inclusión de escoria en el material depositado.

Tipo de Corriente:

Corriente Continua:

Con Polaridad Directa produce:

1. Mas penetración

2. Condiciones mas estables

3. Baños mas pequeños

Con Polaridad Inversa produce:

1. Menor penetración

2. Mayor velocidad de deposición

Corriente Alterna:

Da lugar a condiciones intermedias entre las propias de la polaridad inversa y directa.

Evita el soplado del arco.

Profundidad y anchura de la capa de Flux:

Influye sobre la apariencia y ausencia de defectos en el cordón.

Diámetro del electrodo

El aumento del diámetro del hilo sin alterar los otros parámetros, da lugar a:

Menor penetración

Arcos inestables

Difícil cebado del arco

Se hace mas aceptable usar Intensidades de corrientes mayores.

SOLDADURA AUTOMÁTICA

PROCEDIMIENTO ARCO SUMERGIDO

Ventajas del Proceso SAW

El arco actua bajo una capa de Flux, evitando proyecciones y aumentando su estabilidad.

Al ser un proceso automático, permite ajustar perfectamente los parámetros de soldeo.

El proceso puede utilizarse bajo altas velocidades de soldeo y elevadas tasas de deposición.

El Flux actua como desoxidante, agente limpiador y si se desea, puede aportar elementos de aleación.

Puede utilizarse en zonas expuestas al viento

Se obtienen cordones con bajo contenido de Hidrogeno ( elemento importante en el proceso de fisuración)

Se obtienen soldaduras de buena calidad

Con este procedimiento se consigue buena productividad y calidad en el resultado con:

- La excelente compacidad de las juntas.

- Las buenas características mecánicas.

Penetración elevada.

Gran velocidad de ejecución.

Bello aspecto del cordón.

Ausencia de proyecciones y de humos.

Factor de marcha elevada.

Limitaciones

Es necesario un dispositivo para el almacenamiento, alimentación y recogida del Flux.

Es necesario extraer y eliminar la escoria.

El Flux esta expuesto a posibles contaminaciones, que pueden producir discontinuidades en la soldadura.

El proceso no es adecuado para unir materiales de espesores inferiores a 5 mm.

Excepto en aplicaciones especiales, solo puede aplicarse a las posiciones sobremesa y cornisa.

Generalmente requiere el uso de anillos de respaldo.

El lado negativo del proceso es que los equipos son muy costosos, así como la instalación que se puede convertir en algo compleja, en donde grandes estructuras metálicas son fabricadas para poder instalar las cabezas de soldadura que tendrán que moverse transversal, horizontal, vertical, orbital, y a veces hasta diagonalmente. Aunque también hay casos en que el proceso solo se puede ejecutar si el movimiento de traslación esta en la pieza a ser soldada.

Puesta en marcha del procedimiento

Es necesario respetar:

La preparación de las piezas en función de los espesores, del tipo de junta y de las variantes del procedimiento utilizado. Un soporte en el reverso es a menudo necesario.

La elección del hilo así como del par hilo / flux en función de la composición del metal y del uso de la construcción, etc.

La regulación de las variables (diámetro del hilo, naturaleza de la corriente, intensidad del arco, velocidad de devanado, etc.) que influyen en la forma y la penetración de las juntas, las tasas de depósito, las velocidades de soldadura, etc..

Higiene y precaución

El arco está oculto, no tiene irradiación U.V. ni humos. Sin embargo respetar escrupulosamente las reglas de seguridad respecto de las corrientes eléctricas.

GENERADORES DE CORRIENTE

DESCRIPCIÓN:

Robustos, ventilados, protegidos contra las agresiones medio ambientales industriales.

Disponibles cuatro potencias para dos tipos de funcionamiento distintos:

Dentro del proceso existen diferentes combinaciones, como por ejemplo:

TANDEM

- Dos o más alambres y dos o más fuentes de corriente.

TWIN (BIFIL)

- Dos alambres y una fuente de corriente.

Este procedimiento se caracteriza por los altos regímenes de deposición que podemos obtener.

Un solo alambre 7 Kg./h

Tandem 14 Kg./h

Twin 14 Kg./h.

Una instalación Arco Sumergido esta compuesta de una o más fuentes de corriente y de una cabeza de soldadura arco sumergido con su cofre de mando.

Este último está posicionado sobre una columna, sobre una viga o sobre un carro autónomo en función del tipo de trabajo a realizar.

Este procedimiento puede utilizarse para unión y recargue sobre diferentes tipos de aceros. Siempre buscaremos el par alambre/flux más adecuado al tipo de material.

DESCRIPCIÓN:

Procedimiento de soldadura o de recargue principalmente empleado en los sectores industriales donde se busca fuertes tasas de depósito.

Los ámbitos de aplicación más corrientes son: estructuras metálicas, astilleros,, calderería y en la construcción mecánico-soldada.

Corriente continua con tecnología tiristores:

- STARMATIC 650 DC (650 A

factor de marcha al 100%)- STARMATIC 1003 DC (1000 A

factor de marcha al 100%)- STARMATIC 1303 DC (1300 A

factor de marcha al 100%)

Corriente alterna con tecnología tiristores:

- STARMATIC 1003 AC/DC (1000 A

factor de marcha al 100%)

STARMATIC 650 DC (650 A factor de marcha al 100%)

STARMATIC 1003 DC (1000 A factor de marcha al 100%)

STARMATIC 1303 DC (1300 A factor de marcha al 100%)

STARMATIC 1003 AC/DC (1000 A factor de marcha al 100%)

Constitución de una instalación

Un generador de corriente (gama STARMATIC) continua o alterna (potencia disponible hasta 1300 A. al 100%).

Una instalación de soldadura autónoma (SUBARC 3 o 5) compuesta por:

· Una o más cabezas que dirigen el hilo y alimenta en corriente, con un tubo de llegada de flux.

· Una o más devanaderas de hilos.

· Una tolva con electroválvula para el aprovisionamiento del flux.

Eventualmente un mecanismo de recuperación del flux sobrante (por aspiración) para reciclaje.

SOLDADURA CON UN SOLO HILO

SOLDADURA CON UN SOLO HILO

Existen más variantes del arco sumergido.

La elección está en función de los objetivos particulares buscados. El procedimiento utiliza un hilo-electrodo único es el más empleado. Pero hay casos de aplicación o empleo simultáneo de dos electrodos o hasta más, presenta un gran interés.

Estos procedimientos con electrodos múltiples ofrecen las siguientes ventajas:

· Aumento de las velocidades de soldadura;

· Aumento de las tasas de depósito;

· Intensificación de la penetración;

· Posibilidades de soldar las juntas imperfectamente acostadas.

COLUMNAS

Las columnas permiten realizar soldaduras longitudinales horizontales y verticales.

Agrupados con viradores, pueden realizarse soldaduras circulares, uniones a tope de virolas y soldadura a fondo sobre virolas.

Algunos modelos están montados sobre carros. Los desplazamientos en vertical y horizontal de los brazos pueden ser según los modelos, manuales o motorizados.

Se dispone de tres gamas con numerosas versiones a elegir en función del recorrido necesario y de las instalaciones de soldadura existente.

Bancos

Los bancos permiten realizar soldaduras en horizontal, uniones a tope de chapas o soldaduras longitudinales (interior o exterior) según un generador de virolas.

CARROS AUTOMOTORES ARCO SUMERGIDO

MEGASAF 4

Se adapta a las numerosas aplicaciones de soldadura para arco sumergido, para chapas de medianos espesores.

Ciclo de soldadura automático mandado por el operador a partir de una consola SUBARC 3.

Aplicaciones: Soldadura en horizontal y en ángulo de chapas de todos matices y espesores medios. Trabajos de obras y de taller.

MEGASAF 4 + Subarc 3

MEGASAF 6

Se adapta a numerosas aplicaciones de soldadura para arco sumergido, para chapas de medianos y gruesos espesores en calderería. Fácil mantenimiento.

Ciclo de soldadura automático mandado por el operador a partir de una consola SUBARC 3 o 5.

Aplicaciones: Soldadura en horizontal y en ángulo de chapas de todos matices y espesores medios. Trabajos de obras y de taller.

MECASAF 7

Carro para la soldadura con arco sumergido o MIG/MAG de vigas con inercia variable, radiadores, perfiles, campanas.

Aplicaciones: Uniones de vigas con inercia variable o de radiadores de chapas.

Soldadura: MIG/MAG – Arco sumergido.

Peso del equipo: 186 Kg.

Equipos soldadura piezas circulares