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PROCESO FCAWTAMBIEN CONOCIDO COMO:SOLDADURA CON ALAMBRE

TUBULAR

AWS: 5.20ACERO AL CARBONO

AWS: 5.22Cr. Ni

INOXIDABLES

AWS: 5.29MEDIANA ALEACIÓN

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IntroducciónFCAW Es un proceso de soldadura por arco metálico. Este proceso de soldadura es una variante del proceso GMAW; a diferencia del aporte en alambre sólido y la protección de gas, el proceso FCAW presenta en el centro del alambre un fundente, de ahí su nombre: “soldadura con arco con núcleo de fundente”.Las aplicaciones se efectúan principalmente sobre aceros al carbono, aceros inoxidables y recientemente para protección contra el desgaste (revestimientos duros). Los métodos de operación pueden ser semiautomáticos o automáticos.

•1.- Fuente de poder.•2.- Sistema de impulsión.•3.- Antorcha •4.- Cilindro de gas.•5.- Bobina de alambre

GMAWMIGEquipo basico

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Este proceso se está volviendo cada vez mas popular. Se usa ampliamente en los trabajos Este proceso se está volviendo cada vez mas popular. Se usa ampliamente en los trabajos

De fabricación en aceros de espezor mediano, en donde el proceso GMAW, no sería De fabricación en aceros de espezor mediano, en donde el proceso GMAW, no sería aplicable y donde el ajuste es tal que la soldadura por arco sumergido sería aplicable y donde el ajuste es tal que la soldadura por arco sumergido sería incomveniente.incomveniente.

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Principios del proceso FCAW.Principios del proceso FCAW.El proceso de soldadura con alambre tubular utiliza el calor de un arco eléctricoEl proceso de soldadura con alambre tubular utiliza el calor de un arco eléctricoQue se forma entre un electrodo consumible con núcleo de fundente, alimentadoQue se forma entre un electrodo consumible con núcleo de fundente, alimentadoContinuamente. Y el material de base.Continuamente. Y el material de base.

El calor del arco funde la superficie del metal de base y el extremo del electrodo.El calor del arco funde la superficie del metal de base y el extremo del electrodo.El metal que se funde y se desprende del electrodo es transferido a través del El metal que se funde y se desprende del electrodo es transferido a través del arco a la pieza de trabajo donde se comvierte en el metal depósitado.arco a la pieza de trabajo donde se comvierte en el metal depósitado.

La protección gaseosa se obtiene a partir de la desintegración de los ingredientes La protección gaseosa se obtiene a partir de la desintegración de los ingredientes contenidos dentro del electrodocon núcleo de fundente.contenidos dentro del electrodocon núcleo de fundente.

• 1.-TOBERA DE LA ANTORCHA• 2.- TUBO DE CONTACTO• 3.- GAS DE PROTECCIÓN• 4.- TUBO DE ALAMBRE • 5.- RELLENO DEL NUCLEO• 6.- STICK OUT 15-25 mm• 7.- TRANSFERENCIA DE GOTA DENTRO DEL CHARCO• 8.-SOLDADURA METAL SOLIDIFICADO• 9.-ESCORIA FUNDIDA PARA CUBRIR METAL SOLDADO• 10.-METAL SOLIDIFICADO• 11.-ESCORIA SOLIDIFICADA• 12.-SOLDADURA LIMPIA SIN ESCORIA

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El proceso FCAW, A diferencia de los alambres sólidos se puede comparar basicamente por las características de los ingredientes contenidos en el nucleo del alambre de aporte, estos ingredientes son quienes determinan su campo de aplicación, de acuerdo al tipo de relleno y a la formulación de la aleación.

Los ingredientes dentro del electrodo producen gas para protección y también proporciónan Los ingredientes dentro del electrodo producen gas para protección y también proporciónan desoxidantes, ionizadores, agentes purificadores y en algúnos casos elementos de aleación. desoxidantes, ionizadores, agentes purificadores y en algúnos casos elementos de aleación.

Estos ingredientes forman una escoria, que tiene un peso más ligero que el metal de Estos ingredientes forman una escoria, que tiene un peso más ligero que el metal de soldadura depósitadosoldadura depósitado..

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• DESOXIDA EL METAL DE SOLDADURA.

• FORMA UNA ESCORIA QUE PROTEJE EL EL BAÑO DE FUSIÓN

• PROTEJE EL MATERIAL DEPOSITADO DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN

• ESTABILIZA EL ARCO

• ADICIÓN DE FERROALEACIONES

• FACILITA LA LIMPIEZA Y LA FLUIDÉZ DEL BAÑO DE FUSIÓN DURANTE APLICACIÓN.

• FACILITA LA SOLDASDURA SEGÚN LA POSICIÓN.

• DETERMINA EL ACABADO FINAL

• EVITA EL CHISPORROTEO EN EXCESO

• MEJOREA LAS PROPIEDADES MECÁNICAS E INCREMENTA LA VELOCIDAD DE DEPÓSITO

Funciónes del nucleo del alambreInfluenciaFunción

7

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

18

40

100 150 200 250 300

VOLT

Aje

( V )

Am per a je ( A )

Formación de proyecciónes

Hilo sólido de 1.2 mm

Hilo tubular de 0.9

Hilo sólido de 1.0 mm

Mala apariencia del cordón

Hilo tubular de 1.2 mm

EL proceso (FCAW ) ofrece una gran tolerancia para la fijación de los parámetros de soldadura.A partir de 125 amp. 22 voltios, el alambre llega a modo de transferencia de arco spray ( para alambre de 1.2 mm y con mézcla Ar CO2 y 100 A, 23 V. Para alambre de 0.9 mm) produciendo un potente arco de penetración que deposita suavemente el metal de soldadura sin proyecciónes.Los parámetros de soleo son fáciles de establecer.

Cambios accidentales en los parámetros por parte del operario pueden ser tolerados normalmente sin pérdida por ello de calidad alguna.

El proceso FCAW tiene una columna de arco mucho mas ancha Que el proceso MIG sólido. Por eso, éstos alambres funcionan con una penetración muy segura . El riesgo de falta de fusión en los bordes se minimiza en comparación con los alambres sólidos. Aún cuando por distracción del soldador la antorcha sea desviada ligeramente.

Confiable y fácil de usar

Argon/MezclaCO2/ARGON

CO2 100%CO2/ Mézcla

CO2/Mézcla

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El proceso FCAW ofrece gran seguridad Defectos comunes en los proceso

SMAW GMAW 98 % causado por el soldador.

Debido al mal manejo y falta de concentración

60% mala penetración de la raíz e inclusiónes de escoria

2% defectos metalurgicos fallas en el análisis quimico, fallas en propiedades

mecánicas y grietas

FCAW OFRECE Penetración segura en

superficies,la escoria emerge por si sola y no deja residuos,

menos porosidad y nula inclusión de escoria en

cualquier posición

Evita:Faltas de fusión en los bordes del bisel, fallas en radiografia y retrabajos por falla de proceso u

operador; además de menor riesgo de porosidad.

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V

A

Punto de trabajo

Zona de trabajo

50 100 150

40

30

20

10

0

Variables esenciales del procesoLos parametros que regula la fuente de poder son :

- LA TENSION DEL ARCO (VOLTAJE)

--LA VELOCIDAD DEL ALAMBRE (proporcional al AMPERAJE)

- Y LA INDUCTANCIA

1.- Punto de trabajo.

2.- Zona de trabajo

3.- Energía térmica del arco

La tensión del arco (voltaje) varia de acuerdo al stick-out , que se seleccione al momento de soldar .

Vel.alambre

3

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TIPOS DE TRANSFERENCIAUn hecho importante del proceso de soldadura FCAW , es como el material de aporte fundido se transfiere al baño de fusión .

Esta transferencia del metal esta sometida a la influencia de los factores siguientes:

•LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE (A)

•LA TENSION DEL ARCO (v)

•EL DIAMETRO DEL ALAMBRE

•LA POSICIÓN A SOLDAR

•Y LA COMPOSICION QUIMICA DEL METAL DE APORTE.

•DEPENDIENDO DE LA COMBINACION DE LOS FACTORES ANTERIORES SE DISTINGUEN TRES TIPOS DE TRANFERENCIA.40

30

20

10

0 100 200 300 I (A)

12

3

v

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Voltaje (V)Es una fuerza electromotríz necesaria para mover una corriente (A)

TIENE SU PRINCIPAL INFLUENCIA EN LO SIGUIENTE

•CALOR DE SOLDADURA

•ANCHO DE CORDÓN •ALTO DE CORDÓN •PENETRACIÓN

•TAMAÑO DE CHISPORROTEO

•LUMINOSIDAD DEL ARCO

10

20

15

25

30

3540

(V)ARCO LUMINOSOARCO CALIENTE

CHISPORROTEO GRANDEPOCA PENETRACIÓN.CORDÓN MUY ANCHO

CORDÓN BAJO

150 A

CORDON NORMAL

75A 300 A

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Amperaje (A)

Es la cantidad de corriente que fluye en un conductor

En este proceso sirve para fundir el alámbre que se alimenta a través del sistema de impulsión (rodillos)

Tiene su principal influencia en lo siguiente

75 150 300A90

10

20

30

15

25

35

40V

Penetración

Altura de cordon

Ancho de cordon

Chisporroteo

Cordon normalMucho chisporroteo

Cordon abultado

Cordon angosto

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Influencia del gas de protección en la transferenciaEl objetivo principal del gas es proteger el metal fundido, el electrodo y el arco del efecto nocivo del aire del medio ambiente.

El gas de protección actua sobre varios factores como son: la transferencia, la calidad de la soldadura, la penetración y la velocidad de soldeo.

Existen tres gases principales para proteger el arco

Argón Bioxido de carbono Helio (Ar) (CO2) (He)

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MEJOR FUNCIONAMIENTO Y SEGURIDAD EN COMPARACIÓN CON LOS ALAMBRES SÓLIDOS.

ALAMBRES CON NUCLEO DE ALEACIÓN ALAMBRE SOLIDOGAS ARGON + 18% DE CO2 GAS ARGÓN + 2.5% DE CO2EXCELENTE PENETRACIÓN PROFUNDA PENETRACIÓN AL CENTROBUENA CONFIGURACIÓN DE ÁNGULO. DEL ÁNGULO, SUPERFICIE INFERIOR LA

PENETRACIÓN ES MUY SUPERFICIAL

INFLUENCIA DEL GAS EN LA PENETRACIÓN

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PROTECCIÓN GASEOSAUN ASPECTO MUY IMPORTANTE CUANDO SE SUELDA CON ALAMBRES TUBULARES ES LA INFLUENCIA DEL GAS DE PROTECCIÓN.EL GAS A USAR INFLUYE Y MODIFICA DIFERENTES FACTORES COMO: CARACTERÍSTICAS DE SOLDABILIDAD, PENETRACIÓN, SEGURIDAD RADIOGRAFICA, FLUIDÉZ EN LOS BORDES, DESOXIDACIÓN, DUCTILIDAD Y DUREZA, ADEMÁS DE LA FORMACIÓN DE ESCORIA Y FORMACIÓN DE OXIDO. A CONTINUACIÓN SE MENCIONAN LOS GASES MAS COMUNES PARA ESTOS ALAMBRES

Un porcentaje más alto de CO2 aumentaría el carbono y el volumen de oxígeno en el metal de soldadura con la desventaja de baja ductilidad y disminución de los valores de impacto. También la escoria y formación del óxido aumentan considerablemente en la superficie del cordón. Las características de la soldadura sin embargo, permanecerían "buenas" con aprox. 20% Co2 en la MEZCLA.

El gas de protección actua sobre varios factores como son: la transferencia, la calidad de la soldadura, la penetración y la velocidad de soldeo.

Existen tres gases principales para proteger el arco

Argón Bioxido de carbono Mézclas (Ar) (CO2) Ar/ Co2

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0

0,01 0,02

0,03

0,04 0,05

0,06

0,07

0,08 0,09

0,1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

CO2 [%]

[%] C, O, N Metal De soldadura

C O N

Influencia del contenido de Co2 en el gas de protección y los contenidos residuales de carbono Oxigeno y nitrógeno en el metal de soldadura.

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En este proceso los materiales de aporte se clasifican según su uso por letras y numeros conforme las normas:

DIN :

Sistema de clasificación FCAW

AMERICAN WELDING SOCETY

DEUTCHES INSTITUT FÜR NORMUNGINSTITUTO ALEMAN DE NORMALIZACIÓN

AWS : SOCIEDAD AMERICANA DE SOLDADURA

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AWS : A 5.20

Especificación para electrodos de acero al carbono para el proceso FCAW

E X X T-X M J H Z

DESIGNA UN ELECTRODOINDICA LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN X ( 10,000)PSI

INDICA LA POSICION DE SOLDADURA 1.- TODAS POSICIÓNES0.- POSICIÓN PLANA

INDICA ELECTRODO TUBULAR

INDICA GAS DE PROTECCION 1 CO2 3. 4 , 0, Auto protegido, G, usos no especificados del alambre

INDICA LA CANTIDAD DE HIDROGENO DIFUSIBLE PERMITIDO EN EL DEPÓSITO DE SOLDADURA

INDICA EL VALOR DE IMPACTO CUANDO ES REQUERIDO

Mézcla 80% Argon, resto CO2

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AWS : A 5.29

Especificación para electrodos de acero al carbono de baja aleación para el proceso FCAW

E X X TX - X

DESIGNA UN ELECTRODOINDICA LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN X ( 10,000)PSI

INDICA LA POSICION DE SOLDADURA 1.- TODAS POSICIÓNES0.- POSICIÓN PLANA

INDICA ELECTRODO TUBULAR

INDICA CARACTERISTICAS ESPECIFICAS COMO TIPO DE ESCORIA, RESISTENCIA A FISURACIÓN, POLARIDAD, TIPO DE

CORRIENTE ENTRE OTROS

INDICA EL ANÁLISIS QUÍMICO DEL METEL DEPOSITADO

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Sistema de clasificación de acuerdo al EN 12073• Por ejemplo Böhler EAS 4M-FD 12 3 L R M © 3

Tipos de alambre SIMBOLOS DE SOLDADURAS

1.- Todas posiciones 2.- Todas posiciones excepto Vertical hacía abajo 3.- Soldadura Plana ( 1G ) Plano y horizontal- vertical( 1F,2F) 4.- Soldadura Plana 5 .- Vetical-abajo y de acuerdo simbolo 3

DESIGNA ALAMBRE TUBULAR

Designa analisis del depósito de soldadura Designa tipo de escoria ( ver

tabla)Desigana el gas a utilizar

M= Mezcla de gases C = 100% CO²Desigana la posición recomendada (ver

tabla)

Simbolo

R

Caracteristicas

P

M

U

Z

Edurecimiento lento de escoriaRápido endurecimiento de

escoriaPolvo de Metal

Self- shielded

Otros tipos

E 316L R M © 3

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Ángulo de la antorcha para diferentes posiciones

22

     

Sobre cabeza      

 

Vertical ascendente   

    

Toda posición   

Se recomienda una delicada oscilación de la antorcha para todas las posiciónes de soldadura

Horizontal

23

Recuerde

Lo más importante :

Use su equipo de seguridad personal

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PARAMETROS DE APLICACIÓN: 

Ømm

Posición de soldadura

Espezores en mm

Tipo de junta Amperaje Voltage Velocidad de alambrem/min

0,9 Vertical ascendente

5-15 Junta en V 100-130 22-27 9-13

0,9  Posición

plana+

horizontal

1,5-5 Horizontal

plana

100-160 22-32 8,5-16

1,2   3-5 130-150 21-24 5-7

1,2   5-15 V con raíz 130-150 21-24 5-7

1,2   5-15 V con raíz 190-280 28-36 10-18

1,6   10-20 V con raíz 200-350 26-38 5-12

0,9  Posición

plana+

horizontal

1,5-5 filete 100-160 22-32 8,5-16

1,2   3-7 filete 130-220 21-32 5-12

1,2   7-15 filete 200-280 29-36 11-18

1,6   8-20  filete

200-350 26-38 5-12

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Glosario de términos

Amperaje La cantidad o flujo de corriente que pasa a través de un conductor, (flujo de electrones)

GMAW Soldadura con arco metalico y gas de protección

Gas de protección Gas que se usa para proteger la soldadura de los efectos nocivos del medio ambiente; como son el oxigeno y el nitrogeno principalmente.

Gas inerte Es aquel que durante el proceso de soldadura no se combina con el depósito de soldadura; por ejemplo: gas Argón o Helio.

Gas activo Es aquel que durante el proceso de soldadura si se combina con el depósito de soldadura; por ejemplo: gas CO2 (bioxido de carbono)

Intensidad de corriente Es el amperaje dentro de un circuito eléctrico

MIG Proceso de soldadura en gas inerte; por ejemplo: gas Argón o Helio.

MAG Proceso de soldadura en gas activo; por ejemplo: gas CO2 (bioxido de carbono)

Voltaje Es la fuerza necesaria para mover la corriente dentro de un conductor.