Seguridad e Higiene en Corte Soldadura

8/20/2019 Seguridad e Higiene en Corte Soldadura

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

SEGURIDAD E HIGIENE EN LOS PROCESOS DE SOLDADURA Y CORTE

I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O N A C I O N A L

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

SEGURIDAD E HIGIENE EN LOS PROCESOS

DE SOLDADURA Y CORTE

T E S I SQUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

I N G E N I E R O M E C Á N I C O

P R E S E N T A :

ANDRES ALMAZÁN DE DIOS

MEXICO, D.F. MARZO

DEL 2011


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GR DECIMIENTOS

Primeramente agradecerle a Dios por darme la salud y fortaleza paraafrontar gran parte de los retos que me trazo y que la vida me pone a

prueba.

Agradecer a mis padres Rosita y Guillermo, hermanos Guillermo, Claudia yOmar; a Janeth y amigos por el apoyo incondicional que me dan.

A mi alma mater I.P.N y E.S.I.M.E por abrirme las puertas.

A mis profesores por sus conocimientos impartidos en el aula de clases.

Gracias a mi asesora Ing. Marina Espita Badillo y asesores Ing. José LuisCornejo Castañeda, Ing. Roberto Reyes García, Ing. Vladimir AguirreBuitrón por darme parte de su tiempo y sus atinadas observaciones para

que pudiera salir este trabajo.

Y un muy especial agradecimiento a mi hermano Armando que me dejoestas palabras escritas….

CONTENIDO


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INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................ 1

OBJETIVO ....................................................................................................................................................... 3 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................................. 3

CAPITULO 1

IMPORTANCIA DE LA SOLDADURA Y CORTE...................................................................................................... 4

1.1 ANTECEDENTES DE SOLDADURA Y CORTE.. ............................................................................................................... 4

1.2 CLASIFICACION EN LOS PROCESOS ............................................................................................................................. 7 1.2.1 SOLDADURA PARA LA PRODUCCION ..................................................................................................................7 1.2.2 SOLDADURA PARA MANTENIMIENTO ................................................................................................................ 7

1.3 ESPECIALIDADES EN LA SOLDADURA ......................................................................................................................... 7

1.3.1 CONSTRUCCION Y REPARACION ......................................................................................................................... 8 1.3.2 ESTRUCTURAS .................................................................................................................................................... 8

1.3.3 RECIPIENTES. ...................................................................................................................................................... 8 1.3.4 TUBERIAS Y DUCTOS ........................................................................................................................................... 8 1.3.5 PRUEBAS DESCTRUCTIVAS Y NO DESTRUCTIVAS ................................................................................................ 8 1.3.6 DOCENCIA E INVESTIGACION ............................................................................................................................. 81.3.7 TRABAJOS ESPECIALES ........................................................................................................................................ 8 1.3.8 SERVICIOS AUXILIARES ....................................................................................................................................... 9

1.4 INDENTIFICACION DE LOS METALES PARA SOLDAR. ................................................................................................... 9

1.4.1 CRITERIOS DE IDENTIFICACION ........................................................................................................................ 10 1.4.2 PRUEBA DE APARIENCIA ................................................................................................................................... 10 1.4.3 PRUEBA DE FRACTURA ..................................................................................................................................... 11 1.4.4 PRUEBA DE LA VIRUTA ..................................................................................................................................... 11 1.4.5 PRUEBA MAGNETICA ........................................................................................................................................ 11 1.4.6 PRUEBA DE DUREZA ......................................................................................................................................... 11 1.4.7 PRUEBA QUIMICA ............................................................................................................................................ 13 1.4.8 PRUEBA DE LA CHISPA ...................................................................................................................................... 13

1.5 PROPIEDADES DE LOS METALES PARA SOLDAR. ....................................................................................................... 13

1.5.1 PROPIEDADES MECANICAS ............................................................................................................................... 13 1.5.2 PROPIEDADES QUIMICAS ................................................................................................................................. 14 1.5.3 PROPIEDADES FISICAS ...................................................................................................................................... 15

1.5.3.1 Propiedades electricas ............................................................................................................................. 15 1.5.3.2 Propiedades termicas. .............................................................................................................................. 16

1.6 DEFECTOS DE LA SOLDADURA .................................................................................................................................. 17 1.7 POSICIONES BASICAS PARA SOLDAR ......................................................................................................................... 18

1.7.1 SOLDADURA EN TECHO .................................................................................................................................... 19 1.7.2 SOLDADURA DE CORNISA ................................................................................................................................. 191.7.3 SOLDADURA EN VERTICAL ................................................................................................................................ 20 1.7.4 SOLDADURA HORIZONTAL O PLANA ................................................................................................................ 20

1.8 SIMBOLO DE SOLDADURA ........................................................................................................................................ 20

1.8.1 DIFERENCIA ENTRE SIMBOLOS ......................................................................................................................... 201.9 APLICACIÓN DE CORDONES EN SOLDADURA ............................................................................................................ 23

1.9.1 SOLDADURA DE RECARGUE .............................................................................................................................. 24 1.9.2 SOLDADURA DE CORDONES EN ANGULO ......................................................................................................... 24 1.9.3 SOLDADURA A TOPE ......................................................................................................................................... 25 1.9.4 SOLDADURA DE ENTALLA O DE TAPON ........................................................................................................... 25

1.10 TIPO DE UNIONES EN LA SOLDADURA .................................................................................................................... 26

1.10.1 UNIONES A TOPE ............................................................................................................................................ 27 1.10.1.1 Uniones a tope con bordes rectos ......................................................................................................... 271.10.1.2 Uniones a tope con bordes en “V” ......................................................................................................... 27


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1.10.1.3 Uniones a tope con bordes en “X” ......................................................................................................... 281.10.1.4 Uniones a tope con bordes en “U” ......................................................................................................... 28

1.10.1.5 Uniones a tope con bordes en doble “U” ............................................................................................... 28 1.10.2 UNIONES EN ANGULO O EN “T” ..................................................................................................................... 281.10.2.1 Unión en “T” con bordes rectos ............................................................................................................. 291.10.2.2 Unión en “T” con simple chaflán ............................................................................................................ 291.10.2.3 Unión en “T” con doble chaflán ............................................................................................................ 291.10.2.4 Unión en “T” simple “J” .......................................................................................................................... 301.10.2.5 Unión en “T”, doble “J” ......................................................................................................................... 30

1.10.3 UNIONES EN ANGULO EXTERIOR (EN ESQUINA) ............................................................................................ 301.10.3.1 Uniones en esquina, cerrada .................................................................................................................. 301.10.3.2 Uniones en esquina, semiabierta ........................................................................................................... 311.10.3.3 Uniones en esquina, abierta .................................................................................................................. 31

1.10.4 UNIONES A SOLAPE ........................................................................................................................................ 311.10.4.1 Unión a solape con un cordón ............................................................................................................... 311.10.4.2 Unión a solape con dos cordones .......................................................................................................... 32

1.10.5 UNIONES SOBRE CANTOS ............................................................................................................................... 32 1.10.6 CONSIDERACIONES GENERALES PARA UNIONES Y CORTES ........................................................................... 32 1.11 CALIDAD EN LA SOLDADURA .................................................................................................................................. 33

1.11.1 ASEGURAMIENTO DE CALIDAD EN SOLDADURA Y CORTE ............................................................................. 341.11.2 PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS PARA LA SOLDADURA ..................................................................................... 35

CAPITULO 2

PROCESOS DE SOLDAURA Y CORTE ............................................................................................................ 36

2.1 PROCESOS DE SOLDADURA.. ..................................................................................................................................... 36

2.1.1 SOLDADURAS POR FUSIÓN ............................................................................................................................... 382.1.1.1 Soldadura de arco (AW) ........................................................................................................................... 38

2.1.1.1.1 Parametros operacionales en la soldadura por arco. ..................................................................... 39

2.1.1.1.2 Funcionamiento del circuito de la soldadura por arco. ................................................................... 402.1.1.1.3 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 41 2.1.1.2 Soldadura con arco de carbón ................................................................................................................. 47

2.1.1.2.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 472.1.1.3 Soldadura con arco con carbones gemelos .............................................................................................. 48

2.1.1.3.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 482.1.1.4 Soldadura con arco metálico protegido ................................................................................................... 50

2.1.1.4.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 502.1.1.5 Soldadura de arco metálico con núcleo de fundente .............................................................................. 50

2.1.1.5.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 502.1.1.6 Soldadura con arco metálico y gas (MIG) ................................................................................................. 50

2.1.1.6.1 Funcionamiento del arco con gas metálico ..................................................................................... 512.1.1.6.2 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 53

2.1.1.7 Soldadura con arco de tungsteno y gas (TIG) ........................................................................................... 55

2.1.1.7.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 552.1.1.8 Soldadura de arco sumergido (SAW) ....................................................................................................... 58

2.1.1.8.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 592.1.1.9 Soldadura por arco-plasma (PAW) ........................................................................................................... 60

2.1.1.9.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 612.1.1.10 Soldadura con gas combustible ó con llama .......................................................................................... 62

2.1.1.10.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso ............................................................................ 632.1.1.11 Soldadura oxiacetilénica (OAW) ............................................................................................................. 68

2.1.1.11.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso ............................................................................ 692.1.1.12 Soldadura por resistencia (RW) .............................................................................................................. 72


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2.1.1.12.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso ............................................................................ 722.1.1.13 Soldadura por puntos (RSW) .................................................................................................................. 73

2.1.1.13.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso ............................................................................ 742.1.1.14 Soldadura de costura por rodamiento (ROW)........................................................................................ 75

2.1.1.14.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso ............................................................................ 75 2.1.1.15 Soldadura por arco con presión (Flash Welding) ................................................................................... 76

2.1.1.15.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso ............................................................................ 762.1.1.16 Soldadura a tope con recalcado ............................................................................................................. 76

2.1.1.16.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso ............................................................................ 772.1.2 SOLDADURAS SIN FUSIÓN ............................................................................................................................... 77

2.1.2.1 Soldadura fuerte (Brazing) ....................................................................................................................... 772.1.2.1.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 78

2.1.2.2 Soldadura blanda (Soft)............................................................................................................................ 822.1.2.2.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 83

2.1.2.3 Unión por adhesión .................................................................................................................................. 852.1.3 OTROS PROCESOS DE SOLDADURA .................................................................................................................. 86

2.1.3.1 Soldadura con rayo laser .......................................................................................................................... 862.1.3.1.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 87

2.1.3.2 Soldadura con oxihidrogeno .................................................................................................................... 882.1.3.2.1 Equipo y materiales requeridos en el prcoceso .............................................................................. 88

2.1.3.3 Soldadura oxipropánica ........................................................................................................................... 882.1.3.4 Soldadura de plásticos ............................................................................................................................. 89

2.1.3.4.1 Clasificación de plásticos por contenido de monómero ................................................................. 902.1.3.5 Soldadura térmica en plásticos ................................................................................................................ 90

2.1.3.5.1 Soldadura con gas caliente en plásticos .......................................................................................... 912.1.3.5.2 Soldadura por fricción en plásticos ................................................................................................. 912.1.3.5.3 Soldadura por impulsos ó herramienta caliente en plásticos ......................................................... 912.1.3.5.4 Soldadura dieléctrica en plásticos ................................................................................................... 91

2.2 PROCESOS DE CORTE ................................................................................................................................................ 93 2.2.1. CORTE TERMICO .............................................................................................................................................. 93

2.2.1.1 Corte con oxigeno .................................................................................................................................... 942.2.1.1.1 Requerimientos del proceso ........................................................................................................... 942.2.1.1.2 Equipo y materiales requeridos en el proceso ................................................................................ 95

2.2.1.2 Oxicorte con polvo ................................................................................................................................... 972.2.1.3 Corte con arco .......................................................................................................................................... 972.2.1.4 Corte por arco con electrodos de cabón .................................................................................................. 982.2.1.5 Corte con carbón y aire ( método arco-aire) ............................................................................................ 982.2.1.6 Corte por arco con electrodos revestidos ................................................................................................ 992.2.1.7 Corte por arco-plasma ........................................................................................................................... 100

2.2.1.7.1 Equipo y materiales requeridos en el proceso .............................................................................. 1012.2.2. OTROS PROCESOS DE CORTE ......................................................................................................................... 103

2.2.2.1 Corte con rayos laser .............................................................................................................................. 1032.2.2.1.1 Equipo y materiales requeridos en el proceso .............................................................................. 104

2.2.2.1 Corte con haz de electrones ................................................................................................................... 105

CAPITULO 3

FACTORES DE RIESGO EN LOS PROCESOS ...................................................................................................... 106

3.1 FACTORES ADVERSOS.. ........................................................................................................................................... 1063.1.1 AGENTES QUIMICOS ....................................................................................................................................... 106

3.1.1.1 Humos .................................................................................................................................................... 1063.1.1.2 Metales alcalinos y alcalinotérreos ........................................................................................................ 1073.1.1.3 Aluminio… .............................................................................................................................................. 1073.1.1.4 Berilio ..................................................................................................................................................... 108


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3.1.1.5 Cadmio… ................................................................................................................................................ 1083.1.1.6 Carbono .................................................................................................................................................. 108

3.1.1.7 Cromo .................................................................................................................................................... 1093.1.1.8 Fluoruros ................................................................................................................................................ 1093.1.1.9 Hierro….. ................................................................................................................................................ 1103.1.1.10 Manganeso........................................................................................................................................... 1103.1.1.11 Níquel ................................................................................................................................................... 1113.1.1.12 Sílice ..................................................................................................................................................... 1113.1.1.13 Titanio .................................................................................................................................................. 1123.1.1.14 Zinc ....................................................................................................................................................... 1133.1.1.15 Gases tóxicos ........................................................................................................................................ 1133.1.1.16 Polvos ................................................................................................................................................... 119

3.1.2 AGENTES FISICOS ............................................................................................................................................ 1193.1.2.1 Asbestos ................................................................................................................................................. 1203.1.2.2 Emanaciones .......................................................................................................................................... 1203.1.2.3 Electricidad… .......................................................................................................................................... 120

3.1.2.4 Ruido ...................................................................................................................................................... 1203.1.2.5 Radiación electromagnética (RE) ........................................................................................................... 1213.1.2.6 Radiación por ionización (RI) .................................................................................................................. 1223.1.2.7 Radiación por radiofrecuencia (RF) ........................................................................................................ 1233.1.2.8 Salpicaduras y chispas de la soldadura .................................................................................................. 1233.1.2.9 Solventes….. ........................................................................................................................................... 1243.1.2.10 Vibraciones........................................................................................................................................... 124

3.1.3 AGENTES BIOLÓGICOS .................................................................................................................................... 1253.1.4 AGENTES PSICOLÓGICOS ................................................................................................................................ 1263.1.5 AGENTES ERGONÓMICOS .............................................................................................................................. 1283.1.6 AGENTES AMBIENTALES ................................................................................................................................. 131

3.1.6.1 Impacto ambiental por la soldadura ...................................................................................................... 1313.2 RIESGOS OCUPACIONALES ...................................................................................................................................... 133

3.2.1 ACCIDENTES ................................................................................................................................................... 133

3.2.1.1 Causa de accidente ................................................................................................................................ 1343.2.1.2 Definición de causa ................................................................................................................................ 1343.2.1.3 Análisis de accidente .............................................................................................................................. 134

3.2.2 SALUD OCUPACIONAL Y SUS EFECTOS ............................................................................................................ 1363.2.2.1 Salud en el trabajo ................................................................................................................................. 1373.2.2.2 Efectos perjudiciales en la salud ............................................................................................................ 138

3.2.2.2.1 Efectos respiratorios ...................................................................................................................... 1393.2.2.2.2 Daños auditivos.............................................................................................................................. 1393.2.2.2.3 Efectos dermales............................................................................................................................ 1403.2.2.2.4 Daños en los ojos ........................................................................................................................... 1403.2.2.2.5 Efectos reproductivos .................................................................................................................... 1403.2.2.2.6 Desordenes gastrointestinales ....................................................................................................... 1403.2.2.2.7 Efectos musculo-esqueléticos ........................................................................................................ 1413.2.2.2.8 Enfermedades cardiovasculares .................................................................................................... 141

3.2.2.2.9 Enfermedades crónicas respiratorias............................................................................................. 1413.3 RECOMENDACIONES PARA LOS FACTORES DE RIESGO ........................................................................................... 142

3.3.1 CAUSAS PRÓXIMAS ........................................................................................................................................ 1423.3.2 CAUSAS REMOTAS ......................................................................................................................................... 1423.3.3 CONTROL DE RIESGOS ................................................................................................................................... 143

CAPITULO 4

SEGURIDAD E HIGIENE EN LOS PROCESOS .................................................................................................... 147


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4.1 ANTECEDENTES DE LA SALUD Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO.. ............................................................................... 147

4.1.1 REQUERIMIENTOS PARA UNA PRÁCTICA SEGURA ......................................................................................... 151

4.2 LA SEGURIDAD EN LOS PROCESOS .......................................................................................................................... 1524.2.1 SEGURIDAD EN LA SOLDADURA POR ARCO ................................................................................................... 1534.2.2 SEGURIDAD EN LA SOLDADURA CON LLAMA ................................................................................................. 1554.2.3 SEGURIDAD EN EL CORTE TÉRMICO ............................................................................................................... 158

4.3 SEGURIDAD EN EL ÁREA DE TRABAJO ..................................................................................................................... 160

4.3.1 CONDICIONES DEL ÁREA ................................................................................................................................ 1604.3.1.1 Espacio o estación de trabajo ................................................................................................................ 1604.3.1.2 Ventilación ............................................................................................................................................. 160

4.3.2 COLORES DE SEGURIDAD ............................................................................................................................... 1634.3.2.1 Señalamientos y etiquetas de advertencia ............................................................................................ 165

4.3.3 CONTROL DE MATERIALES PELIGROSOS ........................................................................................................ 1664.3.4 SEÑALES SONORAS DE ADVERTENCIA ............................................................................................................ 1674.3.5 LIMITACIONES ................................................................................................................................................ 1684.3.6 LIMPIEZA DEL LUGAR ..................................................................................................................................... 169

4.4 ESTUDIO DE LA ATMÓSFERA EN EL ÁREA DE TRABAJO .......................................................................................... 1704.4.1 MONITOPREO DEL ÁREA ................................................................................................................................ 170

4.4.1.1 Contaminación del aire .......................................................................................................................... 1704.4.1.2 Determinación de la exposición ............................................................................................................. 1714.4.1.3 Estrategias de muestreo ........................................................................................................................ 171

4.4.2 DISPONIBILIDAD DE SUPLENTES ..................................................................................................................... 1724.5 ESPACIOS CONFINADOS .......................................................................................................................................... 173

4.5.1 RECIPIENTES O LUGARES HUECOS .................................................................................................................. 1754.6 PREVENCIÓN EN SITUACIONES DE EMERGENCIA ................................................................................................... 176

4.6.1 PROTECCION CONTRA CHOQUES ELECTRICOS ............................................................................................... 1764.6.2 REGLAS PARA LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS .................................................................................................. 177

4.6.2.1 Clasificación de incendios ...................................................................................................................... 1784.6.2.2 Indicaciones para la protección contra incendios .................................................................................. 179

4.7 EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL ...................................................................................................................... 180

4.7.1 PROTECCIÓN PARA LA CABEZA Y EL ROSTRO ................................................................................................. 1804.7.2 PROTECCION PARA LOS OJOS ......................................................................................................................... 1834.7.3 PROTECCIÓN AUDITIVA .................................................................................................................................. 1884.7.4 PROTECCION DE LOS DEDOS, MANOS Y BRAZOS ........................................................................................... 1914.7.5 PROTECCIÓN PARA TOBILLOS Y PIES .............................................................................................................. 1944.7.6 PROTECCION DEL SISTEMA RESPIRATORIO .................................................................................................... 198

4.7.6.1 Selección de dispositivos protectores de la respiración ......................................................................... 1994.7.6.2 Adecuación del equipo respiratorio en varias aplicaciones ................................................................... 1994.7.6.3 Dispositivos protectores para respirar ................................................................................................... 2004.7.6.4 Elementos de un programa óptimo para el sistema respiratorio .......................................................... 204

4.8 ERGONOMíA EN LOS PROCESOS ............................................................................................................................. 2094.8.1 ERGONOMÍA VISUAL,SONORA Y AMBIENTAL ................................................................................................ 2094.8.2 TRABAJO REALIZADO POR TRABAJADORES DE PIE ......................................................................................... 2124.8.3 DISEÑO DE LOS PUESTOS DE TRABAJO ........................................................................................................... 213

4.8.4 LA FUNCIÓN DEL ENCARGADO DE ERGONOMIA ............................................................................................ 2144.8.5 ESTRATEGIAS PARA APLICAR MEJORAS ERGONÓMICAS ................................................................................ 215

CONCLUSIONES ........................................................................................................................................ 216

ANEXOS

ANEXO 1 .................................................................................................................................................................. 218 ANEXO 2 .................................................................................................................................................................. 219


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ANEXO 3 .................................................................................................................................................................. 226 ANEXO 4 .................................................................................................................................................................. 230

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................................... 232

INTRODUCCIÓN


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La presente tesis se refiere al tema de la seguridad e higiene en soldadura y cortedonde se aboca a conocer sus antecedentes, principios básicos, las características de cadaproceso y diferenciar en donde se aplican, así como los riesgos que se presentan en cadauno de ellos y como poder aplicar la seguridad en los mismos, para prevenir y salvo guardarla integridad del trabajador.

La característica principal surge porque no hay una homologación acerca de laseguridad e higiene en soldadura y corte en México, debido a que no todos los organismosgubernamentales pueden regir a nivel nacional.

El objetivo es tener los elementos operativos necesarios que intervienen en losprocesos de soldadura y corte para la aplicación de la seguridad e higiene en los centros de

trabajo.

Para el análisis de esta problemática se realizo de forma documental por medio demanuales, libros, recopilación de conferencias de expertos en el área de la soldadura, queen forma conjunta coadyuvaron al fortalecimiento vital para entender las causas que originanla falta de seguridad e higiene en donde se ocupa la soldadura y corte.

El profundizar la indagación desde la perspectiva de la seguridad e higiene fue en elinterés profesional; el interés verso en ayudar a conocer el motivo de las causas y riesgosque surgen en los procesos de soldadura y corte desde una perspectiva laboral.

El interés de hacer un modelo de intervención es, no sólo para conocer las causales

de esta problemática, si no también intervenir en acciones preventivas para evitar el aumentode los riesgos laborares. Dichas acciones encierran condiciones ó requerimientos óptimos deuna práctica segura de trabajo. En este caso se realizaron cuatro capítulos para poderentender y aplicar la seguridad e higiene en dichos procesos.

En el primer capitulo se enfoca a lo antecedentes básicos de la soldadura y cortedonde se va describiendo una breve clasificación de los procesos, la especialidades de losprocesos, el como identificar los materiales para soldar, sus propiedades de los materialesbase, los defectos que se pueden encontrar, las posiciones básicas, así como la aplicaciónde cordones y uniones de la soldadura, también se mencionan generalidades de la calidadde la soldadura para terminación y entrega del producto; ya que todo está directamenterelacionado con la seguridad en los procesos.

En el segundo capitulo se ven los procesos en la soldadura y corte mas comúnmenteutilizados en la industria, describiendo cada uno de ellos con sus característicascorrespondientes en forma general para saber como aplicar la seguridad en ellos.

En el tercer capitulo se mencionan los factores de riesgo que se producen en losprocesos de soldadura y corte, entre ellos se mencionan los agentes químicos, físicos,biológicos, psicológicos y ergonómicos, que se verán envueltos los trabajadores que laborenen dichos procesos, afectando su persona y su salud.


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En el cuarto y ultimo capítulo se mencionan una serie de reglamentaciones para

aplicar la seguridad e higiene en los proceso soldadura y corte, contemplando entre estos,las condiciones del área de trabajo, el monitoreo de la atmosfera, el trabajo en espaciosconfinados, la prevención en situaciones de emergencia y la descripción del equipo deprotección personal para el trabajador, donde se menciona la protección para cabeza yrostro, protección para los oídos, los ojos, los dedos, manos, brazos, pies y en particular elsistema respiratorio, así como la mejoría de estrategias ergonómicas en los centros detrabajo donde se use la soldadura y corte.

Al final de este contenido se agregan una serie de anexos para complementar loscapítulos en algunos puntos importantes, que se consideran básicos para el entendimientodel tema de seguridad e higiene en la soldadura.

Todo esto es con la finalidad de que el lector tome conciencia de la importancia quetiene la seguridad e higiene cuando realice cualquier trabajo o actividad de soldadura o corte,protegiendo su vida y la de los demás. Y dando siempre la aportación de mejorías ycontinuidad de que se aplique la seguridad e higiene en los procesos de soldadura y corte.


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OBJETIVOSObjetivo general:

Mantener un alto grado de bienestar, físico, mental y laboral de los trabajadores,previniendo perdidas de la salud y protegerlos contra los factores de riesgoresultantes de los procesos de soldadura y corte.

Objetivos específicos:

Identificar las principales características de los equipos de protección personalpara que puedan ser utilizados en condiciones óptimas y seguras, obteniendo unmejor uso.

Reducir y prevenir los accidentes lo más posible, a través de requerimientos,inspecciones ó reglamentos, conociendo los riesgos en que están expuestos lostrabajadores.

Apoyar los requerimientos de seguridad que se deben considerar para trabajar encondiciones óptimas en los procesos de soldadura y corte, manteniendo siemprela salud del trabajador.

Controlar que el trabajador y el patrón, entiendan y sigan los alineamientos deseguridad, responsabilizándose de sus labores y considerando los riesgos queimplica trabajar en los procesos de soldadura y corte.

JUSTIFICACIÓN

Tener condiciones óptimas de seguridad e higiene en los centros de trabajodonde se realicen procesos de soldadura y corte, con el fin de proteger al

trabajador en sus actividades correspondientes.


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CAPITULO 1

IMPORTANCIA DE LA SOLDADURA Y CORTE

1.1 ANTECEDENTES DE SOLDADURA Y CORTE.

Para introducirnos al tema de la seguridad en soldadura y corte debemos conocersus antecedentes, principios básicos, las características de cada proceso y diferenciar endonde se aplican, así como las ventajas y desventajas que se presentan en cada uno de

ellos.

Para iniciar hablamos de la soldadura que ha experimentado un gran avance en losúltimos años, pues desde sus inicios solo se contaba con la soldadura por forja;considerando que este fue uno de los primeros métodos que tuvo el hombre para unirmetalúrgicamente a los metales y que se cree fue inventado por un griego llamado Glaukos.

El principio consistía en poner a calentar dos metales en una fragua ó en un lugarcerrado para hacerlos más flexibles, después se les fusionaban por medio del martilleoconformando una sola unidad y posteriormente eran utilizados (Fig. 1.1). En ese tipo desoldadura se tuvo que requerir de una gran labor de equipo y habilidad, pues eraindispensable que el fuego estuviera lo más intenso posible alrededor de las piezas para

alcanzar una temperatura lo suficientemente apropiada que permitiera su fusión.

Ese proceso se siguió empleando durante varios años sin tener cambios notables,resultando ser uno de los procesos básicos en soldadura. La prueba de ello fueron algunaspiezas forjadas encontradas en Grecia, que al haber sido analizadas mostraron resistir elpaso de los años conservando las características de unión y solidez (actualmente esemétodo se sigue practicando).

Cabe aclarar que en la unión de metales, ya varias culturas antiguas de otroscontinentes habían desarrollado otros procesos similares pero de forma distinta que nofueron difundidos por la incipiente comunicación que existía en esos tiempos, anteriormentese creía que a los metales se les unía por remachado u otro tipo de método parecido en

donde no se involucraba tanto la fusión de metales.

Fue por tal razón que se siguió utilizando la soldadura por forja, pues en aquellasépocas era la más práctica y conocida en su momento, la única desventaja que presentabael proceso era que no podían ser bien manipulados los materiales, debido a que eransometidos a temperaturas muy elevadas y que por lo regular les llegaba a provocar grandesdeformaciones.


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A finales del siglo XIX y principios del siglo XX se empiezan a crear nuevos procesosde soldadura con menos inconvenientes; uno de los primeros en desarrollarse fueron la

soldadura por arco, le siguió la soldadura por oxígas y luego la soldadura por resistencia, losdos primeros eran utilizados principalmente para reparar partes metálicas dañadas ódesgastadas y el tercero para producciones en serie. Así sucesivamente fueron apareciendouna gran variedad de soldaduras hasta tener hoy en día varios procesos, de los cuales severán los mas comunes en el capitulo 2.

Con respecto a los procesos de corte ya existían en el siglo XIX, se utilizabanmáquinas como son: la fresadora, el cepillo y el torno en metales con grandes espesores. Seempiezan a diseñar distintas adaptaciones a las sierras mecánicas para realizar cortes enserie, las cuales presentaban la problemática de que las piezas grandes y complejas setenían que mandar a fundición y después se trabajaban para obtener tamaños menores, elinconveniente que existía es que eran métodos lentos y se requería de mucho personal.

Y se dieron cuenta que con los procesos de soldadura (si se les incrementaba másintensidad de calor) se podían cortar metales con más rapidez y con menos personal; lo quefue de gran ventaja para las piezas complicadas y grandes, a finales de ese siglo seemprenden y se dan a conocer distintas formas para la realización de nuevos tipos.

En el siglo XIX se empieza a revolucionar los procesos de corte, que basándose enlos métodos básicos y convencionales empezaron a emplear el método del oxicorte,consecutivamente empezaron a surgir los demás procesos como el corte por arco, el cortecon plasma y el corte por haz de electrones.

Fig. 1.1 Unión de metales por forja


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De ese modo se fueron mejorando las formas de cortar los metales conociendo losprocesos de corte que hoy en día son empleados, donde el más destacado por su precisióny su alta tecnología es el proceso de corte por láser.

Con el transcurrir del tiempo se han ido mejorando las técnicas y los equipos paraambos procesos, tomando como parte fundamental las características de los materiales, delos cuales se basan en su composición, su estructura y sus propiedades mecánicasprincipalmente. Para esto se sabe que no existen reglas sencillas y precisas que determinenel tipo de soldadura ó corte que se utiliza para cada trabajo en particular ya que en generallos factores determinantes para su elección es: el tipo de metal a soldar, el costo, lanaturaleza de los productos a fabricar, las condiciones del ambiente de trabajo y las técnicasutilizadas.

Por mencionar algunos casos, en la soldadura por llama ó flama se utilizaprácticamente en todas las industrias pero principalmente en trabajos de mantenimiento,aunque gracias a su flexibilidad y movilidad también es ampliamente utilizada para trabajosde reparación, pues el equipo puede ser montado sobre una carretilla y transportarse alpunto donde se produce la avería. La adaptación del procedimiento permite con másfacilidad la aplicación de la soldadura por fusión; y la soldadura heterogénea es útil en cortey tratamientos térmicos. En algunos trabajos se realizan más fácilmente mediante lasoldadura oxiacetilénica, otros por el contrario son más adecuados para la soldadura porarco.

En el proceso de la soldadura por arco eléctrico estriba en la gran rapidez con que se

realiza el trabajo, su principal ventaja es su gran calidad a un costo relativamente bajo,comparado con otros procesos. Y sus aplicaciones específicas se encuentran en lafabricación de estructuras para edificación, puentes y maquinaría básicamente.

En el soldeo por arco eléctrico protegido se considera ideal para la fabricación derecipientes y aparatos a presión, así como para la producción de metales comerciales. Eldesarrollo de la soldadura por arco con protección gaseosa, amplia el campo de aplicaciónde este procedimiento para todo tipo de metales férreos y no férreos, y en toda la gama deespesores desde los más finos hasta los más gruesos.

En la soldadura por resistencia es principalmente un procedimiento de fabricación enserie, es decir se destina específicamente para la producción masiva en electrodomésticos,

automóviles y equipo eléctrico; probablemente la principal característica de este proceso seencuentra en su gran rapidez para la realización de las costuras, pero su desventaja es queno es conveniente para trabajos unitarios.

Y en el proceso por rayo láser, es uno de los que vino a innovar la tecnología en lasoldadura y el corte, por su gran precisión y exactitud con que realiza los trabajos.

La ventaja de la soldadura por rayo láser, es que todos los metales son soldables,siempre que se aplique el procedimiento y la técnica adecuada controlando acabados


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exactos y dando excelentes uniones en el trabajo realizado, estos son algunos antecedentesque se consideran en la soldadura y corte.

1.2 CLASIFICACIÓN EN LOS PROCESOS

En la vida diaria nos encontramos rodeados de artículos que utilizamoscontinuamente con mayor ó menor porcentaje en donde se aplica la soldadura ó el corte. Laimportancia de la soldadura queda establecida por lo antes mencionado, pues actualmenteno existe ninguna empresa que no utilice la soldadura ó corte, ya sea dentro de sus procesosde producción, ó bien para la conservación ó reparación de equipos e instalaciones. Parapoder estudiar de una forma comprensible y a fondo la seguridad en la soldadura se dividede la manera siguiente, de acuerdo a la industria.

1.2.1 SOLDADURA PARA LA PRODUCCIÓN.

La soldadura para la producción ó de unión.- Se emplea para unir diversos componentesde artículos metálicos, fundamentalmente los fabricados en serie.

La soldadura de revestimiento.- Sirve para depositar un metal de ciertas característicassobre otro de propiedades diferentes. Por citar algún ejemplo, esta el de los metales dealta dureza que se les aplica el revestimiento sobre los dientes de acero al carbón detrascabos ó también el revestimiento que se aplica en las palas mecánicas paramovimientos de tierras.

1.2.2 SOLDADURA PARA MANTENIMIENTO.

La soldadura para mantenimiento ó reparación.- Se aplica cuando es necesarioreconstruir piezas que se hayan roto ó desgastado excesivamente.

La soldadura para la conservación.- Es utilizada cuando se necesita recuperar una piezaaveriada que aún pudiera servir ó que sea difícil de encontrar un sustituto, siendonecesaria su reparación para hacer que vuelva a funcionar eficientemente y así mismoevitar que provoque algún tipo de accidente.

1.3 ESPECIALIDADES EN LA SOLDADURA.

Independientemente de las clasificaciones de los procesos, los fabricantes tienen un

organismo responsable para cada agente calificador de acuerdo a su aplicación (ver anexo1). En este caso clasifican a los soldadores de la siguiente manera describiendo la actividadde cada uno:

Construcción y reparación.Estructuras.Recipientes.Tuberías y ductos.Pruebas destructivas y no destructivas.


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Docencia e investigación.Trabajos especiales.Servicios auxiliares.

1.3.1 CONSTRUCCIÓN Y REPARACIÓN.

En la construcción y reparación de bienes el perito se encarga de revisar laproducción, en uniones soldadas, equipos, materiales ó insumos, utilizando el mejordesempeño de los procesos industriales, debiendo satisfacer las normas, códigos,especificaciones, pruebas, inspecciones, calificaciones y reglamentos vigentes para asegurarla calidad y el buen funcionamiento.

1.3.2 ESTRUCTURAS.

Se encargan de las estructuras construidas, armadas y/o montadas metálicamentecon piezas unidas y reforzadas que son básicamente a las que más se abocan.

1.3.3 RECIPIENTES.

En este se encargan de todo tipo de recipientes abiertos ó cerrados para contenertodo tipo de fluidos con presión y sin presión, construidos y/o montados con soldadura.

1.3.4 TUBERÍAS Y DUCTOS.

En esta se detallan el tipo de tuberías y ductos construidos y/o montados por uniones

soldadas para la construcción de redes para toda clase de fluidos con ó sin presión, sinimportar el tamaño del diámetro ó de su longitud.

1.3.5 PRUEBAS DESTRUCTIVAS Y NO DESTRUCTIVAS.

Estas se les realizan a todas las uniones soldadas, asegurando la calidad, eficiencia yseguridad de la soldadura, evaluando cada uno por los métodos de prueba conocidos, entreellas se encuentran las pruebas destructivas y no destructivas. Dentro de las pruebasdestructivas tenemos los ensayos de tracción, de doblez, los análisis químicos, de dureza,de impacto, microscópicos y macroscópicos. Y dentro de las no destructivas tenemos losmétodos de inspección donde se incluyen las técnicas de partículas magnéticas, depenetración de líquidos, radiográficas, de ultrasonido, de corrientes parásitas, de servicio y

de fugas.1.3.6 DOCENCIA E INVESTIGACIÓN.

Esta especialidad se aplica a la formación de recursos humanos, investigación denuevas técnicas en el campo de la soldadura ó corte, y a su desarrollo tecnológico, como esla revisión, la creación, la adaptación de normas, códigos y especificaciones.


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1.3.7 TRABAJOS ESPECIALES.

Son los que por su contenido ó especificaciones no están contempladas en lasespecialidades de la 1.3.1 a la 1.3.6, ó que se deban adecuarse de común acuerdo con elusuario y el perito, no importando su magnitud; pues ya sean pequeñas ó de gran tamañoellos deben de solventar el problema.

1.3.8 SERVICIOS AUXILIARES.

Por último los servicios auxiliares se consideran a los peritos que dan apoyo a larealización de pruebas de verificación, en servicios profesionales, pruebas técnicas y delaboratorio que permitan respaldar su dictamen.

Todas estas clasificaciones se involucran en la seguridad para la protección de vidashumanas y garantizar que los productos fabricados por soldadura tengan un comportamientoseguro y eficiente; pues es necesario establecer una serie de condiciones de control decalidad en las soldaduras a realizar. Estas condiciones se estipulan en una serie dedocumentos que definen claramente la naturaleza y los requisitos de los trabajos.

En algunas de estas clasificaciones existen normas que especifican con gran detalletodas las condiciones a satisfacer, parte de esas especificaciones es la habilidad requeridadel soldador para realizar el trabajo, en donde el soldador tiene que pasar por varios gradosque están establecidos mediante códigos, normas y especificaciones. Esos códigosconsisten en un conjunto de reglas relativas a materiales, limitaciones de servicio,fabricación, inspección, etc.

Las normas son regulaciones específicas que cubren la calidad de un determinadoproducto y las especificaciones son descripciones concretas del procedimiento de fabricacióny no hay normas generales que permitan homologar a un soldador para cada tipo de lasespecialidades de soldadura. Para esto se debe tener en cuenta que existen peritos queclasifican a la soldadura por especialidades para su mejor control y seguridad, con el fin desatisfacer las exigencias de las normas ó del cliente así como la fabricación de determinadosproductos (ver anexo 2).

1.4 IDENTIFICACIÓN DE LOS METALES PARA SOLDAR.

Después de tener un correcto procedimiento de operación y un especialista, esindispensable identificar el metal antes de soldarlo ó cortarlo, pues es importante conocer eltipo de material que se ha de manejar para cualquier operación de soldadura (ó corte), yaque el material de aporte y el material base por lo general deben concordar.

En la industria de la construcción y en la manufactura no se presentan muchasoportunidades para aplicar los procedimientos de identificación de materiales, ya que elnúmero de tipos de metales que se usan es restringido y sus propiedades se conocen, por loque es extraño que se presente el problema de identificación.


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Pero por lo regular en las industrias grandes, la labor de identificación de metales lorealizan normalmente inspectores ó técnicos, sin embargo, a veces el soldador finalmente es

quien tiene que efectuar la identificación del metal; por ejemplo cuando se tiene que haceruna soldadura de mantenimiento en este tipo de soldaduras representa un problema másgrande para el soldador, pues generalmente se ignora la identidad del metal y no se cuentacon una ficha técnica de la fabricación con que esta hecha la pieza a reparar ó a unir, por loque puede presentar un riesgo para el trabajador.

Por consiguiente, antes de intentar hacer una reparación, hay que identificar el metalpara tener una seguridad del proceso a realizar, después de eso se debe escoger elprocedimiento de soldadura y el metal de aporte adecuados.

Para ello hay que tomar en cuenta el tipo de metal y su accesibilidad, la disponibilidad

del equipo y la habilidad del soldador, todos estos factores tienen un gran peso en laseguridad y en la hora de seleccionar el proceso de soldadura.

1.4.1 CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN.

Existen una serie de métodos que se usan para identificar un metal, pero no siempreestán a disposición del soldador. Muchos de ellos requieren equipo y de entrenamientosespeciales. Se tiene, por ejemplo, el espectrógrafo, que es un instrumento capaz de medircon precisión el porcentaje de los elementos que constituyen un metal y otro ejemplo, es elequipo de análisis químico.

Además existen otros métodos de prueba que pueden proporcionar información útil

para identificar un metal, los cuales están basados en factores del aspecto del metal, sudureza, su reacción en presencia de la flama ó del arco, el patrón de dispersión de laschispas que generan al esmerilarse, su reacción ante un imán, su peso, su color y aspectocuando sufre una fractura, la facilidad con que se agrieta y la reacción frente a determinadassubstancias químicas (ver tabla 1.1).

1.4.2 PRUEBA DE APARIENCIA.

Con la práctica y la experiencia se llega muchas veces a ser capaz de identificar unmetal por su color, apariencia, forma ó por el uso que se le va a dar. Algunas piezasfundidas, como la carcasa de una bomba hidráulica, los monobloques y múltiples de unmotor y otras partes son fácilmente reconocibles.

Pero en otros casos hay piezas que tienen marcas en los lugares donde se borraronla huella de los moldes. Por ejemplo, las vigas y apoyos estructurales son fácilmentereconocibles por la forma de sus secciones transversales y porque están hechos de acerolaminado en caliente.

Para su reconocimiento del acero laminado en caliente es que este tiene un color grisoscuro y está cubierto de un óxido, producto del procedimiento de laminación; puede


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también adquirir una apariencia oxida si queda expuesto a la atmósfera durante algúntiempo.

Y para el acero laminado en frío tiene un color más brillante, no esta cubierto deóxido, su superficie es lisa, las orillas son cuadradas y generalmente no esta oxidado amenos que haya perdido su cubierta protectora.

Otros metales como el aluminio, el estaño, el cobre y el acero inoxidable tienencolores característicos que se pueden apreciar a la hora de limpiarlos.

1.4.3 PRUEBA DE FRACTURA.

Si una pieza que se ha de soldar está rota ó tiene una fractura, hay que revisar laparte que queda expuesta del metal, pues el aspecto que tiene puede ayudar a su

identificación. Un metal recientemente roto muestra su verdadero color y para que este seoxide, necesita quedar expuesto a la atmósfera durante cierto tiempo. Como una ayuda parala identificación del metal, se debe comparar los resultados individuales de la prueba defractura con los que se muestran en la tabla 1.1 la mayoría de las veces cuando uno seencuentra con un metal desconocido, es posible quitarle un pequeño fragmento para realizarcon este la prueba de la fractura.

1.4.4 PRUEBA DE LA VIRUTA.

Para realizar esta prueba, se requiere un cincel afiliado y un martillo. Con ayuda deestas herramientas, se trata de obtener una viruta de una arista de la muestra. La naturalezade la viruta continua, indica si el metal es dúctil ó frágil. Por ejemplo, la viruta continua indica

que el metal es considerablemente suave y dúctil. A este grupo pertenecen el acero dulce, elaluminio y el hierro maleable. Pero si el metal resultará quebradizo ó frágil, las virutas serompen. El hierro colado es un buen ejemplo de este tipo de metal.

1.4.5 PRUEBA MAGNÉTICA.

Con excepción del cobalto y el níquel, los metales no ferrosos, es decir, los que nocontengan hierro, son no magnéticos. El aluminio, el zinc, el magnesio y las aleaciones decobre son metales no magnéticos. El hierro es altamente ferromagnético, le sigue el cobaltoy el níquel que es el menos magnético de los tres. Comercialmente, el hierro es el másimportante debido a su menor costo. La mayoría de los metales ferrosos se encuentran entrelos muy magnéticos como el acero, y los no magnéticos como ciertas aleaciones de acero

inoxidable, pasando por los que son ligeramente magnéticos como otros aceros inoxidables.Se puede comprobar las propiedades magnéticas de los metales con ayuda de un imánpermanente, mientras más fuerte sea la atracción, mayor será el magnetismo. La prácticacon un pequeño imán puede dar al soldador la experiencia suficiente para realizar estaprueba con eficacia.

1.4.6 PRUEBA DE DUREZA.


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Para efectuar pruebas de dureza precisas, hay que usar equipo de laboratorio, comoel durómetro Rockwell ó el Brinell. Sin embargo, el soldador puede realizar dos pruebas de

dureza sencillas, la prueba de ralladura y la de la lima, así comparará un metal patrón conuno desconocido. Para el primer caso hay que rayar una muestra del metal desconocido conotro metal, si la muestra no queda marcada, hay que usarla para rayar el metal conocido,esta prueba es sólo comparativa, pues sirve para saber cual de los dos metales es él másduro (sí se cuenta con un muestrario de metales de distintas durezas es posible hacerloconcordar con un metal desconocido). En el segundo hay que pasar la lima por una arista delmetal y observar los resultados, después hay que compararla con los resultados que semuestran en la tabla 1.1.

IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES PARA SOLDAR

METAL ó ALEACIÓN MAGNÉTICO

COLOR

SUPERFICIAL

COLOR EN UN

CORTERECIENTE

PRODUCE

CHISPAS

PRUEBA DE

LA VIRUTA

COLOR AL

FUNDIR

VELOCIDADDECALENTAMI-

ENTODESDE QUEESTA FRÍO

Aluminio y aleaciones No Gris claro Blanco No Fácil No cambia Se funde derepente

Latón No De amarillo a rojo De amarillo arojo

No Fácil Rojo Moderada

Cobre, desoxidado No Rojizo Rojizo No Fácil Rojo intenso Lenta

Cobre, níquel No Blanco níquel Blanco-níquel No Fácil _______ ________

Oro No Amarillo Amarillo No Fácil _______ ________

Hierro colado Sí Blanco gris Gris claro Sí Frágil Rojo mate Moderada

Hierro conformadomecánicamente

Sí Blanco ó gris Gris claro Sí Fácil Rojo mate Rápida

Plomo No De blanco a gris Blanco No Muy fácil Sin cambio Rápida

Magnesio No Plateado Plateado No Fácil Se quema enel aire

________

Monel Ligeramente Gris Gris claro No Fácil Rojo brillante Más lenta queel acero

Níquel Sí Blanco Blanco Sí Fácil Se vuelverojo

Más lenta queel acero

Plata No Blanco Blanco No Fácil _______ ________

Acero de alto carbono Sí Gris oscuro Gris brillante Sí Depende dela aleación

Rojo brillante Rápida

Acero de aleación baja Sí Gris Gris brillante Sí Depende dela aleación

Rojo brillante Varía con laaleación

Acero de bajo carbono Sí Gris oscuro Gris brillante Sí Depende dela aleación


Acero al manganeso No Gris mate Falta Sí Difícil Rojo brillante Moderada

Acero con contenidomedio de carbono

Sí Gris oscuro Gris brillante Sí Depende deltipo de viruta



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Acero inoxidable ______ Gris plateado Falta Sí Difícil Rojo brillante Moderada

Tantalio No Gris Gris ______ Difícil ______ ______

Estaño No Plateado Plateado No Fácil ______ Rápida

Titanio No Gris acero Acero Sí Fácil ______ _______

Tungsteno No Gris acero No se corta No Nodesprende

Blanco Lenta

Zinc No Gris oscuro Gris No Fácil ______ Rápida

Nota: Esta se puede considerar de ayuda rápida en el caso de que se requiera identificar algún metal.

Tabla 1.1 Lista de algunos de los metales base y sus reacciones frente a algunas pruebas mencionadas

1.4.7 PRUEBA QUÍMICA.Por lo regular un taller de soldadura común no cuenta normalmente con las

substancias que se requiere para efectuar el análisis químico de un metal. Aun así, existenen el mercado equipos comerciales de prueba, pero la persona que los utilice debe estarcompletamente capacitada para ello, pues este tipo de prueba es muy útil en la identificaciónde los metales.

1.4.8 PRUEBA DE LA CHISPA.

Esta consiste en observar el patrón de las chispas que se producen con una rueda deesmerilar pues es muy conocida, ya que con ella es fácil separar los metales ferrosos de los

no ferrosos. El aluminio, el cobre y otras aleaciones no ferrosas, no emiten las cascadas dechispas como las que se obtienen al esmerilar los metales ferrosos. Por ejemplo, es difícildistinguir a simple vista el monel (Ni-Cu) del acero inoxidable. Sin embargo, a diferencia deeste último, el monel no emite chispas.

La prueba de la chispa se efectúa presionando la muestra suavemente sobre la ruedade esmerilar; lo más recomendable es ver las chispas contra un fondo oscuro, como puedeser en una superficie negra ó en un asbesto del mismo color. La intensidad, el color y laforma de la configuración de las chispas, permiten identificar el metal.

Esta prueba se debe realizar en un lugar donde la luz sea de poca intensidad, pues elcolor de las chispas es muy importante de no confundirse. La rueda del esmeril, ya sea fija ó

portátil, debe tener una velocidad en la superficie de por lo menos 1524 mts/min (5000pies/min). Para hacer este cálculo, se multiplica la circunferencia de la rueda en pies, por elnúmero de revoluciones por minuto. Cuando se realiza esta prueba, es necesario tomar lasmedidas de seguridad adecuadas, especialmente si se usa una esmeriladora de pedestal,tendiendo siempre el equipo de protección personal y el cuidado con las personas que esténalrededor.

1.5 PROPIEDADES DE LOS METALES PARA SOLDAR.


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Los metales a parte de identificarlos tienen que tener ciertas propiedades para sersoldados, pues dependen mucho para que el soldador trabaje adecuadamente, porque los

metales pueden romperse, doblarse, torcerse y dañarse de diferentes formas. Por lo cual lascaracterísticas mecánicas, químicas y físicas de los materiales tienen una influencia muysignificativa en cualquier operación de soldadura ó corte para que no ocurra algún tipo deincidente.

1.5.1 PROPIEDADES MECÁNICAS.

Las propiedades mecánicas de los metales son las cualidades que determinan sucomportamiento cuando se les aplica una carga; indicando si el metal se dobla fácilmente ósi es duro, quebradizo, etc. Los ingenieros en diseño tienen que tomar en cuenta todosestos factores para determinar qué metal es capaz de resistir la carga a la que se ha desometer el producto cuando se ponga en uso.

A veces es útil usar un metal difícil de doblar pero en otras, uno que sea dúctil; y enconsecuencia que se pueda forjar con facilidad en frío.

Para ello es necesario describir cada propiedad mecánica de los metales ómateriales, en donde se incluyen las siguientes:

a) Resistencia.- La resistencia mecánica, es la capacidad con que un metal se opone a sudestrucción bajo la acción de cargas externas (principalmente tensión y compresión).

b) Elasticidad.- Es una característica que poseen algunos materiales para recuperar suforma original después de haber sido sometidos a una fuerza externa durante un período

corto que le provoque como tensión, flexión, compresión, torsión ó una combinación de todasellas.

c) -Ductilidad.- Un material dúctil es aquel donde se puede deformar permanentemente sinllegar a romperse ó fallar.

d)- Fragilidad.- Los materiales frágiles son los que fallan sin deformación permanenteapreciable.

e) Tenacidad.- Es la propiedad de un metal que le permite soportar un esfuerzoconsiderable, aplicado lento ó súbitamente, en una forma continua ó intermitente y llegar adeformarse antes de fallar.

f) Dureza.- En este caso se refiere a la dureza de material de aporte ó el material de base,con que pueden cambiar su dureza con la aplicación de calor ó la variación de temperaturasy como consecuencia llega a cambiar otras propiedades de las antes ya mencionadas.

1.5.2 PROPIEDADES QUÍMICAS.


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De las propiedades químicas de los metales y de mayor importancia en la soldaduraes la capacidad para resistir la corrosión. Para esto se proporciona algunos detalles

importantes que se emplean en el control de la corrosión; que son los siguientes:

a) Para iniciar se debe evitarse el contacto entre metales distintos, en particular entre unmetal noble como el cobre con el hierro. Si es obligatorio el empleo de metales diferentesdeben aislarse mediante espaciadores.

b) El uso mecánico excesivo de un producto metálico durante y después de su formaciónpuede causar corrosión. Por ejemplo están, los esfuerzos aplicados al metal desde adentro óafuera, la fatiga por flexión rozamiento y el remachado persistente, así como el rayado. Entodos los casos, un recubrimiento protector puede ser dañado y el metal subyacente actúaanódicamente haciendo que el daño produzca una cuarteadura.

c) La eliminación del oxígeno y del aire de soluciones nulifica las reacciones catódicasnaturales más probables, así como la tendencia de la aeración diferencial.

d) Cuando la humedad es alta, se absorbe una capa de agua sobre la superficie metálica,pero si es posible secar el aire, la corrosión puede reducirse bastante. Los contaminantes delaire como el bióxido de azufre, trióxido de azufre, cloro y óxidos de nitrógeno llegan aintensificar los efectos de la corrosión.

e) La selección de los metales y aleaciones deben hacerse para cubrir al máximo lascaracterísticas que se requieren contra un medio corrosivo. Por ejemplo, en condicionesoxidantes, los aceros inoxidables y el titanio son resistencias a las condiciones ácidas debido

a la formación de una capa de óxido; sin embargo, estos recubrimientos de óxido pueden seratacados en condiciones menos oxidantes, donde el metal Monel (aleación de Cu y Ni) seríala mejor opción.

f) Pueden aplicarse recubrimientos metálicos protectores para la corrosión ya sea, porrecubrimiento, inmersión, rociadura, chapeado y cementado. Los recubrimientos de losmetales más nobles deben ser completos, de otro modo el metal noble actuará como cátodoy promoverá el ataque anódico del metal.

g) El diseño de la estructura es importante para evitar la corrosión en hendiduras y sitiosrestringidos que actúan anódicamente, y en la planeación de acceso a soldadurasadecuadas y conexiones empernadas, bien espaciadas para ser pintadas y aisladas cuando

se requiera. Es importante un diseño de drenaje que no permita que el agua y el polvo seacumulen, por ejemplo, en los tanques a presión. También es importante la selección de losmateriales, de cómo deben colocarse, protegerse y ensamblarse, así también debe ser bienplaneada anticipadamente.

h) Las pinturas ordinarias pueden inhibir la corrosión debido a que actúan como noconductores y hacen lento el acceso del oxígeno, el agua y los electrólitos al metal, ya quealgunas pinturas contienen inhibidores anódicos (como el cromato de zinc), considerando ala limpieza y la preparación de la superficie antes de la aplicación de pintura. También


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pueden emplearse inhibidores anódicos para suprimir el proceso de la formación de óxidoque incluyen hidróxido, carbonato, silicato, borato y fosfatos de sodio.

1.5.3 PROPIEDADES FÍSICAS.

Son las que definen el comportamiento del metal cuando se somete al calornecesario para soldar ó cortar. Entre las más destacadas podemos citar la estructuramolecular. Los materiales deben tener otras propiedades las cuales deben considerarse enlos procesos de soldadura, en las que se mencionan las siguientes:

1.5.3.1 PROPIEDADES ELÉCTRICAS.

Las principales propiedades que deben ser consideradas son: la resistencia óconductividad eléctrica del metal, que es la capacidad de los metales para conducirelectricidad, (considerando que la resistividad aumenta al elevarse la temperatura). Losbuenos conductores se calientan menos que los malos, es de ahí que la mayoría de loscables se fabriquen con cobre ó aluminio y no con acero, ni de hierro, en la tabla siguiente semuestran algunos ejemplos de la conductividad eléctrica ver tabla 1.2-a.

Metal Conductividad eléctrica relativaHierroTungsteno

AluminioOroCobre

Plata

1.01.73.74.15.8

6.1

1.5.3.2 PROPIEDADES TÉRMICAS.

Las propiedades térmicas de mayor importancia en los procesos son: laconductividad térmica, el coeficiente de dilatación térmica, el magnetismo, la fusibilidad y elcalor de fusión. La conductividad térmica es una medida de la capacidad que tienen losmetales para transmitir calor.

Los metales que tienen una gran conductividad térmica requieren más calor para

soldar que los de menor conductividad, porque el calor del arco ó el de la flama escapa delcharco más rápidamente. Los charcos de metales con baja conductividad se calientan másrápido (pues no escapa tanto calor), ya que el charco se comporta como si fuera de un metalcon conductividad alta. En la tabla 1.2-b aparece una lista de las conductividades térmicasrelativas de algunos metales conocidos.

Metal Conductividad térmica relativaHierro Baja 1.0

Tabla 1.2-a Conductividades eléctricas a temperatura ambiente.


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Tungsteno Aluminio

OroCobrePlata

2.2Media 2.8

3.84.8 Alta 5.1

La dilatación térmica se presenta cuando los metales se calientan, y entonces susmoléculas se agrandan y cambian de forma. A esto se debe que los objetos metálicos seexpandan cuando reciben calor. La estructura molecular de algunos metales no recupera suforma original al enfriarse, lo que ocasiona un cambio permanente de forma. La expansióntérmica afecta a todas las estructuras soldadas, por eso todo soldador debe saber que amedida que asciende la temperatura de un metal, su tamaño aumenta en todas direccionesafectando a los metales.

El magnetismo lo consideramos cuando algunos metales pueden ser atraídos por unimán. La magnitud de esa fuerza depende de la permeabilidad magnética del metal, aunquealgunos metales no sean magnéticos. Las propiedades magnéticas de todas las aleacionesque tienen como base el hierro (aleaciones ferromagnéticas) dependerán de su composiciónquímica, de sus condiciones mecánicas y de sus tratamientos térmicos.

A veces es bueno saber si un metal es magnético ó no, pues el campo magnético deun metal puede provocar un soplo de arco. Así también es posible detectar ciertas fallas enla soldadura por medio de un análisis magnético. Por concluir la fusibilidad es la temperaturaa la cual el metal base pasa del estado sólido al estado líquido y en donde se forma elcharco; en tanto que a la temperatura que está ligeramente por encima de punto de fusión se

le conoce como temperatura de trabajo ó de vaciado.

1.6 DEFECTOS EN LA SOLDADURA.

Durante el proceso de soldeo de los diferentes metales deben tomarse una serie deprecauciones para evitar la aparición de defectos que podrían dañar seriamente laresistencia de la junta y de lo cual se citan algunos de los defectos más importantes que sepueden presentar en cualquier operación de soldadura.

a Crecimiento del tamaño de grano.- Ese se encuentra entre el baño de fusión y laszonas de metal no afectadas por el calor, existe una gran diferencia de temperaturas; esdecir, estas temperaturas varían desde valores muy por encima de la máxima (en las

proximidades del baño), hasta valores muy bajos en las zonas no afectadas. Para esto, eltamaño del grano será grande en la zona de fusión e irá disminuyendo gradualmente amedida que se aleje de ésta. El crecimiento del tamaño de grano puede reducirse al mínimomediante un control efectivo de precalentamiento y pos-calentamiento.

En la soldadura de secciones gruesas, que requieran diversas pasadas, puedeaprovecharse el calor de las sucesivas pasadas para poder afinar el grano de las anteriores.Este afinado del grano sólo es efectivo si entre pasadas se permite el enfriamiento hastatemperaturas inferiores a la crítica.

Tabla 1.2-b Conductividades térmicas a temperatura ambiente.


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UNIDAD AZCAPOTZALCO


Los aceros de alto contenido de carbono y los aceros aleados, son especialmente

sensibles al crecimiento del grano si se enfrían rápidamente; estos normalmente requi

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