Soldadura 7018 y Su Aplicacion en Estructuras de Edificios

Soldadura 7018 y Su Aplicacion En Estructuras De EdificiosCAPITULO 1

ANTECEDENTES

1.1- Historia de la soldadura

Es difícil obtener una relación exacta del perfeccionamiento de la soldadura y de las personas que participaron, porque se estaban efectuando muchos experimentos similares con técnicas de soldadura en diferentes países al mismo tiempo. Quienes hacían experimentos en un país también tenían dificultades, en aquellos lejanos tiempos, en comunicarse con los de otros países. Aunque el trabajo con metales y las formas de unirlos datan de hace siglos, tal parece que la soldadura, como la conocemos en la actualidad, se comenzó a utilizar desde el año 1900. Sin embargo es interesante tener en cuenta, a las personas de diferentes nacionalidades y las fechas que están relacionadas en alguna forma con el desarrollo y perfeccionamiento de los procesos de soldadura. Sir Humphrey Davy demuestra en 1808 que es posible conducir electricidad en el aire entre dos electrodos. Hibernados, oriundo de Rusia pero radicado en Inglaterra, demuestra en 1885 que con un arco establecido entre un electrodo negativo de carbón y un ánodo metálico es posible producir una fusión localizada y utilizarla para unir piezas metálicas.

Slavianoff en 1892 reemplaza el electrodo de carbón por una varilla metálica introduciendo el concepto de electrodo consumible. Kjellberg, un sueco, obtiene en 1907 la primera patente de un electrodo revestido manual. Sería el fundador de la firma ESAB.

Pender James A. (1993). Soldadura. México D.F.: Mc GRAW-HILL pp26.

En 1919 inmediatamente después de la guerra en 1919, veinte miembros del comité de la soldadura del tiempo de guerra de la Emergencia Fleta Corporación bajo dirección de la comodidad Avery Adams, fundaron la sociedad americana de la soldadura como organización no lucrativa dedicada al adelanto de la soldadura y de los procesos aliados. 1920 la soldadura automática fue introducida. Utilizó el alambre pelado del electrodo funcionado en corriente directa y utilizó voltaje del arco como la base de regular el nivel de entrada. La soldadura automática fue inventada por P.O. Nobel de la compañía de general electric. Fue utilizado para acumular los ejes usados del motor y las ruedas gastadas de la grúa. También fue utilizado por la industria de automóvil para producir las cubiertas con eje trasero. Durante los años 20, los varios tipos de electrodos de soldadura fueron desarrollados. Había controversia considerable durante los años 20 sobre la ventaja de las barras pesado-revestidas contra las barras luz-revestidas.

Los electrodos pesado-revestidos, fueron desarrollados por Langstroth y Wunder del A.o. A esa compañía utilizó a Smith Company en 1927. En 1929, Lincoln Electric Company produjo las barras sacadas del electrodo que fueron vendidas al público. La soldadura de pernos prisioneros fue desarrollada en 1930 en la yarda de marina de guerra de Nueva York, específicamente para unir la madera decking sobre una superficie del metal. La soldadura del perno prisionero llegó a ser popular en las industrias de la construcción naval y de construcción. El proceso automático que llegó a ser popular era el proceso sumergido de la soldadura de arco. Esto “bajo polvo” o proceso sofocado de la soldadura de arco fue desarrollada por los National Tube Company para un molino de pipa en McKeesport, Pennsylvania. Fue diseñado para hacer las costuras longitudinales en la pipa. El proceso fue patentado por Robinoff en 1930 y vendido más adelante a Linde Air Products Company, donde fue retitulado soldadura de Unionmelt®. La soldadura de arco sumergida fue utilizada durante la acumulación de la defensa en 1938 en astilleros y en fábricas de la artillería. Es uno de los procesos más productivos y de los restos de la soldadura populares hoy. 1940 La soldadura del arco de tungsteno de gases (GTAW) tenía sus principios de una idea por C.L. Ataúd, a soldar con autógena en una atmósfera nonoxidizing del gas, que él patentó en 1890. El concepto fue refinado más a fondo en los últimos años 20 por H.M.Hobart, que utilizó el helio para blindar, y P.K. Devers, que utilizó el argón. Este proceso era ideal para el magnesio de la soldadura y también para la soldadura inoxidable y de aluminio. De 1950 a 1953, Lyubavskii y Novoshilov anunciaron el uso de soldar con autógena con los electrodos consumibles en una atmósfera del gas del CO2. El proceso de la soldadura del CO2 ganó inmediatamente favor puesto que utilizó el equipo desarrollado para la soldadura de arco del metal del gas inerte, pero se podría ahora utilizar para económicamente soldar con autógena los aceros. El arco del CO2 es un arco caliente y las corrientes bastante altas requeridas alambres más grandes del electrodo. El proceso llegó a ser ampliamente utilizado con la introducción de los alambres del electrodo del pequeño-diámetro y refinó fuentes de alimentación. Este desarrollo era la variación del arco del cortocircuito que era conocida como Micro-wire®, corto-arco, y la soldadura de la transferencia de la inmersión, que apareció tarde adentro 1958 y temprano en 1959. Esta variación no prohibía a la soldadura de la todo-posición en los materiales finos, y pronto se convirtió en la más popular de las variaciones del proceso de la soldadura de arco del metal del gas. 1960 otras variaciones eran el uso del gas inerte con las cantidades pequeñas de oxígeno que proporcionaron la transferencia spray-type del arco. Llegó a ser popular en los años 60 tempranos. Una variación reciente es el uso de la corriente pulsada. La corriente se cambia de un colmo a un valor bajo en un índice de una vez o dos veces la línea frecuencia. Pronto después de la introducción de la soldadura del CO2, una variación que utilizaba un alambre especial del electrodo fue desarrollada. Este alambre, descrito como electrodo del dentro-exterior, era tubular en la sección representativa con los agentes que fundían en el interior. El proceso fue llamado Dualshield®, que indicó que eso el gas que blindaba externo fue utilizado, tan bien como el gas producido por el flujo en la base del alambre, para blindar del arco. Este proceso, inventado por Bernard, fue anunciado en 1954, pero patentado en 1957,

cuando los National Cylinder Gas Company lo reintrodujeron. En 1959, un electrodo del dentro-exterior fue producido que no requirió blindar externo del gas. La ausencia de blindar el gas dio el renombre de proceso para el trabajo no crítico. Este proceso fue nombrado Innershield®. El proceso de la soldadura del electroslag fue anunciado por el soviet en el mundo de Bruselas favorablemente en Bélgica en 1958. Había sido utilizado en la Unión Soviética desde 1951, pero fue basado en el trabajo hecho en los Estados Unidos por R.K. Hopkins, que fue concedido patentes en 1940. El proceso de Hopkins nunca fue utilizado a un grado muy grande para ensamblar. El proceso fue perfeccionado y el equipo fue desarrollado en el laboratorio del instituto de Paton en Kiev, Ucrania, y también en el laboratorio de investigación de la soldadura en Bratislava, Checoslovaquia. El primer uso de la producción en los E.E.U.U. estaba en la división electromotora de la corporación de General Motors en Chicago, en donde fue llamado el proceso del Electro-moldeado. Fue anunciado en diciembre de 1959 para la fabricación de los bloques soldados con autógena del motor diesel. El proceso y su variación, usando un tubo de guía consumible, se utiliza para materiales más gruesos de la soldadura. El Arcos Corporation introdujo otro método vertical de la soldadura, llamado Electro gas, en 1961. Utilizó el equipo desarrollado para la soldadura del electroslag, pero empleó un alambre flujo-quitado el corazón del electrodo y un protector externamente proveído del gas. Es un proceso abierto del arco puesto que un baño de la escoria no está implicado. Un más nuevo desarrollo utiliza uno mismo-blindar alambres del electrodo y un alambre sólido de las aplicaciones de la variación pero con blindar del gas. Estos métodos permiten la soldadura de materiales más finos que puede ser soldado con autógena con el proceso del electroslag. Roberto F. La galga inventó la soldadura de arco del plasma en 1957. Este proceso utiliza un arco estrecho o un arco a través de un orificio, que crea un plasma del arco que tenga una temperatura más alta que el arco de tungsteno. También se utiliza para el metal que rocía y para el corte. El proceso de la soldadura de haz electrónico, que utiliza una viga enfocada de electrones como fuente de calor en un compartimiento del vacío, fue desarrollado en Francia. J.A. Stohr de la Comisión francesa de energía atómica hizo el primer acceso público del proceso el 23 de noviembre de 1957. En los Estados Unidos, las industrias del motor automotor y de avión son los usuarios principales de la soldadura de haz electrónico. La mayoría de la soldadura reciente de la fricción, que utiliza la presión rotatoria de la velocidad y del trastorno de proporcionar calor de la fricción, fue desarrollada en la Unión Soviética. Está un proceso especializado y tiene usos solamente donde un suficiente volumen. (Welding 2000 ¶5)

CAPITULO 2

PROCESOS DE SOLDADURA

La Soldadura es un metal fundido que une dos piezas de metal, de la misma manera que realiza la operación de derretir una aleación para unir dos metales, pero diferente de cuando se soldán dos piezas de metal para que se unan entre sí formando una unión soldada.

Y consta de diferentes procesos que son: SMAW, GMAW, GTWA y SAW.

2.1- Proceso de soldadura por arco manual (SMAW)

*Proceso SMAW o también conocido como Soldadura de Arco Manual o MMA es también conocida como Soldadura de Electrodo Cubierto, Soldadura de Varilla o Soldadura de Arco Eléctrico, es la más antigua y más versátil de todos los diferentes procesos de soldadura de arco.

El proceso es principalmente usado para soldar aleaciones férricas en trabajos metálicos estructurales, fabricación de barcos e industrias en general. A pesar de lo relativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la remoción de la escoria, se mantiene como una de las técnicas más flexibles y sus ventajas en áreas de acceso restringido son notables.

FIG. 1-2.1 APLICACIÓN DEL PROCESO SMAG.

Fuente: google. http://www.welding.com

2.2- Proceso de soldadura por gas inerte (GMAW)

*Proceso GMAW; O soldadura MIG (metal inert gas) es también conocida como Gas Arco Metal o MAG, donde un arco eléctrico es mantenido entre un alambre sólido que funciona como electrodo continuo y la pieza de trabajo. El arco y la soldadura fundida son protegidos por un chorro de gas inerte o activo.

La soldadura Mig es inherentemente más productiva que la MMA (Soldadura de arco manual), donde las pérdidas de productividad ocurren cada vez que el soldador se detiene para reemplazar el electrodo consumido. Por cada Kilogramo de varilla de electrodo cubierto comprado, solamente alrededor del 65% es aprovechado como parte de la soldadura, el resto es tirado a la basura o solo en algunos casos reciclado. El uso de alambre sólido y el alambre tubular ha incrementado la eficiencia entre 80-95 % a los procesos de soldadura.

2.3- Proceso de soldadura por gas inerte de tungsteno (GTWA)

*Proceso GTAW; (gas tungsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas) es también conocida como soldadura Heliarc, es un proceso en el que se usa un electrodo no consumible de tungsteno sólido, el electrodo, el arco y el área al rededor de la soldadura fundida son protegidas de la atmósfera por un escudo de gas inerte, si algún metal de aporte es necesario es agregado a la soldadura desde el frente del borde de la soldadura que se va formando.

La Soldadura TIG fue desarrollada inicialmente con el propósito de soldar metales anticorrosivos y otros metales difíciles de soldar, no obstante al pasar del tiempo, su aplicación se ha expandido incluyendo tanto soldaduras como revestimientos endurecedores (hardfacing) en prácticamente todos los metales usados comercialmente.

FIG. 1-2.3 APLICACIÓN DEL PROCESO GTAW.


2.4- Proceso de soldadura por arco sumergido (SAW)

*Proceso SAW; En el proceso de Arco Sumergido, el arco es iniciado entre el material base a ser soldado y la punta de un electrodo consumible, los cuales son cubiertos por una capa de un fundente granulado. El arco es, por consiguiente, escondido en esta capa densa de fundente granulado el cual parte se funde para formar una cubierta protectora sobre el cordón de soldadura fundido, en donde sus remanentes pueden ser recuperados para ser usado nuevamente.

El proceso de arco sumergido es, principalmente llevado a cabo con equipo totalmente automático, aunque hay algunas pistolas de mano para el proceso. Para incrementar la productividad un arreglo con varios electrodos o multi-alambre puede ser implementado. Por su alto poder de deposición de metal de aporte, es particularmente conveniente para las soldaduras rectas de gran longitud con excelente calidad en posición de piso, siendo muy usado en la fabricación de grandes tanques, plantas químicas, pesadas estructuras y en la industria de la fabricación y reparación de barcos. (Drweld 2005 ¶5,6)

FIG. 2-2.4 APLICACIÓN DEL PROCESO SAW.


CAPITULO 3

PROPIEDADES DEL ELECTRODO E7018

3.1- Descripción del electrodo E7018

Es un electrodo con revestimiento de bajo hidrogeno con polvo de hierro, de alto rendimiento (120%) para soldar con cualquier corriente y en toda posición. El arco es sumamente estable con muy poco chisporroteo, para un mejor resultado, limpie el área de la junta quitando la suciedad, las escamas, la grasa y los óxidos, espesores mayores de 3 mm (1/8") deben biselarse a 70°, usando corriente continua conecte el porta electrodo al polo positivo (polaridad invertida), lleve el arco lo más corto posible, una vez que la escoria empieza a enfriarse se desprenderá por sí sola. Utilizar solamente electrodos secos. Si estuvieran húmedos, deberán secarse durante 2 horas a una temperatura de 375° a 400°c.

3.2- Composición química

*Composición química: C: 0.08% Máx. Mn: (1.0 – 1.4) % Si: (0.3– 0.6) % *Resistencia a la tracción: (510 – 560) N/mm2 (73.9– 81.0 Ksi) *Alargamiento: (L = 5d): 30% *Resistencia al impacto: 80 N.m a – 29º C

ANALISIS QUIMICO DEL METAL DEPOSITADO % | MEDIDA | AMPERAJE | C | Mn | P | S | Si | 2.25 mm - 3/32" | 60-85 | 0.09 | 1.35 | 0.03 | 0.03 | 0.6 | 3.25 mm - 1/8" | 100-130 | | | | | | 4.0 mm - 5/32" | 140-180 | | | | | | 5.0 mm - 3/16" | 200-250 |

3.3- Propiedades mecánicas del material depositado

3.4- Clasificación de los electrodos según la AWS

La especificación AWS A5.1 la cual se refiere a los electrodos para soldadura de aceros al carbono, trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos:

E XXYY 1 HZR

Donde:

E: Indica electrodo para soldadura por arco, el cual por definición conduce la corriente por arco.

XX: Dos dígitos que designan la mínima resistencia a la tensión del metal depositado, en sí.

YY: Dos dígitos que designan las posiciones de soldadura en que puede trabajar el electrodo, el tipo de revestimiento y el tipo de corriente adecuado para el electrodo. El primer dígito indica la posición (1=todas, 2=plana y horizontal, 4 todas pero especialmente para vertical descendente), la combinación de los dos dígitos indica las otras características.

Los designadores después del guión son opcionales:

1: Designa que el electrodo (E 7016, E 7018 ó E 7024) cumple con los requisitos de impacto mejorados E y de ductilidad mejorada en el caso E7024.

HZ: Indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 ó 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de bajo hidrógeno).

R: Indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad relativa (solo para electrodos de bajo hidrógeno).

La especificación AWS A5.5 que trae los requisitos de los electrodos para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma designación de la AWS A5.1. con excepción de los designadores opcionales. En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un número, (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc. los cuales indican la composición química.

La especificación AWS A5.4 que trata de los electrodos para soldadura de aceros inoxidables trabaja con la siguiente designación:

E XXX N

Donde:

E: Indica electrodo para soldadura de arco.

XXX: Indica la composición química del depósito de soldadura puro, la cual se basa en la designación AISI.

N: Indica el tipo de corriente con la que puede operarse el electrodo.

3.4.1- Sistema de clasificación de electrodos

La especificación AWS A 5.15 de electrodos para soldadura de hierro fundido utiliza el prefijo E, seguido de los elementos considerados significativos y finalmente las letras CI que indican que el electrodo es para hierro fundido. (Ejemplos: Eni-CI, EniFe-CI, etc.)

La especificación AWS A5.17 de materiales de aporte por proceso de arco sumergido para aceros al carbono, identifica los alambres con el prefijo E (Electrodo), seguido de la letra que indica el contenido de manganeso y que puede ser L (bajo), M (medio), ó H (alto). A continuación sigue uno o dos dígitos que dan el contenido nominal de carbono en centésima de porcentaje. Finalmente, algunos alambres traerán una letra K, para significar que son aceros calmados. Las propiedades mecánicas del depósito dependen del fundente que se use con cada alambre.

La denominación completa fundente alambre puede ser por ejemplo:

F6A2 EM12K la cual significa:

F: Fundente.

6: 60.000 Psi de resistencia a la tracción mínima.

A: Propiedades mecánicas obtenidas sin tratamiento post soldadura (as Welded).

2: Resistencia al impacto de 27 mínimo a 20°F.

E: Electrodo.

M: Contenido medio de manganeso.

12: 0.12% de carbono (nominal).

K: Acero calmado.

Finalmente, la especificación AWS A5.18, la cual trae los requisitos del material de aporte para procesos con protección gaseosa (MIG/MAG, TIG y plasma) denomina los alambres de la siguiente forma:

ER70-SX

Donde:

E: Indica electrodo para soldadura por arco (para MIG/MAG).

R: Indica aporte que funde por un medio diferente que el conducir la corriente del arco eléctrico (para TIG y plasma)

70: La resistencia a la tracción nominal del depósito de soldadura la cual es igual para todas las referencias.

S: Indica el alambre sólido.

X: Es un número que indica la composición química del alambre

3.5- Aplicación de la soldadura

3.5.1- Transferencia de metal

La transferencia de metal en soldadura con electrodo revestido es espectacular. No se parece en nada a la transferencia que se produce en soldadura de arco metálico con protección de gas. En ésta, el electrodo se funde en una forma dispareja. Los materiales del revestimiento tienen un efecto muy marcado en la tensión superficial del metal fundido. Unas veces las gotas son grandes y otras veces, chicas. Cuando el revestimiento del electrodo está bien elaborado y mezclado, las gotas son más uniformes. El núcleo metálico del electrodo revestido se funde más que la mayoría de los revestimientos.

FIG. 1-3.5.1 TRANSFERENCIA ESPECTACULAR DE LA SOLDADURA.

Fuente: google: http//www.soldadura.com

FIG. 2-3.5.1 CORTE SECCIONADO DEL ELECTRODO.

Fuente: google: http://www.soldadura.com 3.5.2- Las fuerzas del arco

Al soldar, la presión que ejerce el gas aumenta en el interior de la cavidad del electrodo.

Los gases provenientes del metal caliente y del revestimiento ejercen un efecto de chorro sobre el núcleo de metal fundido. Los gases empujan el metal fundido del electrodo hacia fuera, en dirección de la pieza de trabajo. El hueco no es completamente uniforme por lo que es posible que los gases se formen más rápidamente de un lado que del otro. Por lo tanto, los efectos del chorro actúan sobre el metal en direcciones diferente. En ocasiones, la acción es directa sobre el charco, pero otras veces el metal puede brincar hacia los lados.

FIG. 1-3.5.2 FUERZAS QUE EJERCE EL ARCO ELECTRICO EN EL PROCESO.

Fuente: google: http://www.soldadura.com

3.5.3- Factores relacionados con el avance Puesto que el revestimiento del electrodo aísla eléctricamente la varilla metálica del núcleo, es posible arrastrar muchos electrodos sobre la pieza de trabajo. La parte externa del revestimiento mantiene el núcleo metálico alejado del objeto, por lo que no hay peligro de hacer corto circuito y apagar el arco. Con algunos electrodos se obtienen mejores resultados cuando se mantienen alejados del objeto a soldar, que cuando se aplica la técnica de arrastre. Hay que tratar de que la distancia entre la punta del electrodo y el objeto sea siempre la misma. La soldadura presenta un mejor aspecto cuando se avanza a una velocidad constante y se mantiene en un arco de longitud uniforme. Cada vez que se hace una pausa en algún sitio, el cordón se hace más ancho. Por el contrario, siempre que uno se brinca un espacio, el cordón se adelgaza. Cuando el metal depositado solidifica, se notan con claridad los lugares en que varió la velocidad de avance. La transferencia de metal da como resultado un cordón bien formado cuando la velocidad de avance es constante. No se debe variar la velocidad del electrodo al soldar. 3.5.4- Factores eléctricos La energía del arco y la transferencia de metal varían junto con la dirección del flujo de la corriente. Cuando se utilice corriente directa, hay que asegurarse de que la polaridad sea la correcta. Es necesario utilizar el tipo de corriente correcto, es decir, no hay que usar corriente directa en lugar de corriente alterna, o viceversa. Los electrodos están diseñados para trabajar con una determinada cantidad de corriente y polaridad. Si se emplea la corriente equivocada, el arco puede resultar inestable e imposible de manejar. El que las salpicaduras aumenten es un síntoma de que la polaridad no es correcta. Otros síntomas son las variaciones en la forma que se espera que tenga el arco, una penetración insuficiente, demasiada turbulencia del charco y una cantidad considerable de salpicadura. Puede llegar a ser imposible encender el arco. Cuando se observe que algo raro sucede con éste o con la transferencia de metal, hay que revisar las conexiones de la fuente de poder. 3.5.5- Control de la penetración La transferencia de metal y la fuerza del arco se controlan con la longitud de éste y con la corriente. Cuando hay poca corriente, el arco pierde fuerza y disminuye la penetración. El cordón se adelgaza y el metal se empieza a acumular. También puede suceder que el electrodo se pegue a la pieza de trabajo. Cuando hay demasiada corriente, el arco tiene mucha fuerza; penetra demasiado en el objeto y produce demasiada salpicadura. Un exceso de corriente produce rebajos a lo largo de la orilla de la soldadura y puede llegar a perforar el objeto. Cuando el arco es demasiado corto, excava en el objeto. Un arco corto puede hacer que la transferencia de metal sea dispareja y que las ondulaciones del cordón sean

grandes. Hay una tendencia a que se formen agujeros de escoria y porosidad. Si el arco es largo, las fuerzas de penetración disminuyen. Puede ser que el arco se aparte de su trayectoria normal y que los bordes del cordón resulten irregulares. 3.5.6- Angulo del electrodo El ángulo que forma el electrodo con el charco también afecta la transferencia de metal, puesto que este ángulo dirige la fuerza del arco. Al acercar el ángulo hacia la vertical, aumenta la penetración. A medida que se disminuye el ángulo, se reduce la penetración. Cuando el arco apunta hacia el charco, puede suceder que el cordón se acumule y se solidifique en forma de grandes ondulaciones. Cuando se inclina el electrodo hacia la izquierda o hacia la derecha, que es lo que se conoce como ángulo de trabajo, el cordón se desplaza del centro. Hay que manejar el electrodo como si de su punta emergiera un chorro imaginario de aire. El aire puede empujar el metal fundido, en cualquier punto que se dirija el electrodo. Una vez que se aprenda a controlar la fuerza del arco (fuerza del chorro), se logra mover el metal fundido hacia donde se desea. (E magíster 2004 ¶2, 6,8)

FIG. 1-3.5.6 ANGULOS DE AVANCE DEL ELECTRODO.

Fuente: google: http://www.soldadura.com FIG. 2-3.5.6 DIFERENTES ANGULOS DE AVANCE.


3.6- Tipos de fundentes 3.6.1- Clasificación según sus efectos operacionales Los fundentes también se clasifican según su efecto en los resultados finales de la operación de soldadura, existen dos categorías en este sentido y son los Activos y los Neutros: Activos Los fundentes activos son aquellos que causan un cambio sustancial en la composición química final del metal de soldadura cuando el voltaje de soldadura (y por consiguiente la cantidad de Fundente) es cambiado. Los fundentes fundidos generalmente aportan grandes cantidades de Magnesio y Silicio al material de aporte, incrementando la resistencia, pero cuando se usa fundente activo para hacer soldaduras de multí pases, puede ocurrir una excesiva acumulación de estos componentes resultando en una soldadura muy vulnerable a las grietas y las fracturas, los fundentes activos deben ser usados limitadamente en las soldaduras con pasos múltiples, especialmente sobre oxido y escamas metálicas, un cuidado especial en la regulación del voltaje es recomendado cuando se usa este tipo de fundentes en el procedimiento de soldadura con pasos múltiples para evitar la saturación de Magnesio y Silicio, en líneas generales, no es recomendado el uso de fundentes activos en soldaduras de pasos múltiples en laminas de un diámetro superior a los 25 Mm. (1").

Neutros Como su clasificación misma lo dice este tipo de fundentes no causan cambios significativos en la composición química del metal de aporte, ni siquiera con variaciones de voltaje. Los fundentes neutros no afectan la fuerza de la soldadura indiferentemente al voltaje o

numero de pases de soldadura que se apliquen. Como regla general, los fundentes neutros deben ser parte de las especificaciones de las soldaduras con pases múltiples. 3.6.2- Usos de los fundentes El uso de estos es para fundir diferentes metales, entre ellos el plomo, el cobre, es muy utilizado en los sistemas de soldaduras, El éxito de la soldadura depende en gran parte del fundente. El mismo evita la oxidación durante el proceso de soldadura, reduce los óxidos ya formados y disminuye la tensión superficial del material de aporte. Los fundentes aglomerados se hacen mezclando los constituyentes, finamente pulverizados, con una solución acuosa de un aglomerante tal como silicato sódico; la finalidad es producir partículas de unos pocos milímetros de diámetro formados por una masa de partículas más finas de los componentes minerales. Después de la aglomeración el fundente se seca a temperatura de hasta 800 °C. Los fundentes sinterizados se hacen calentando pellets componentes pulverizados a temperaturas justo por debajo del punto de fusión de algunos de los componentes. Las temperaturas alcanzadas durante la fabricación limitan los componentes de los fundentes. Para fundir un fundente las temperaturas deben ser tan altas que los carbonatos y muchos otros minerales se descomponen, por lo cual los fundentes básicos que llevan carbonatos deben hacerse por alguno de los otros procedimientos, tales como aglomeración. Se ha sabido durante años que la baja tenacidad se favorece con el uso de fundentes ácidos y que los fundentes de elevado contenido en silicio tienden a comunicar oxígeno al metal soldado. Inversamente los fundentes básicos dan un metal soldado limpio, con poca pocas inclusiones no metálicas, y, consecuentemente, de elevada tenacidad. Tanto la composición del fundente como su estado de división influyen en el control de la porosidad. El proceso de arco sumergido es generalmente más susceptible a la porosidad causada por superficies herrumbrosas y sucias que el proceso de arco abierto. Ello es debido a que con el proceso de arco abierto el vapor de agua y los productos gaseosos, que abandonan la plancha por el calor de la soldadura, pueden escapar; mientras que en el arco sumergido tienden a ser retenidos bajo el cojín de fundente. Por esta razón es por lo que fundentes que tienen la mayor tolerancia a la oxidación y suciedad son también los que tienen mayor permeabilidad, lograda usando un grado grueso de gran regularidad. Sin embargo, cuando es necesario soldar utilizando intensidades elevadas se requiere un fundente que cubra más estrechamente, para dar un buen cierre al arco; esto se logra utilizando un tamaño de partículas lo más fino posible y una mayor variedad en tamaños, para aumentar el cierre de recubrimiento. 3.6.3- Tabla de componentes de los fundentes MATERIALES UTILIZADOS COMO COMPONENTES DE LOS FUNDENTES | MINERAL | FÓRMULA | Calcita | CaCO3 | Cordindón | Al2O3 | Criolita | Na3AlF6 | Dolomita | CaMg(CO3)2 | Ferosilicio | FeSi2 | Fluorita | CaF2 | Hausmanita | Mn3O4 | Hierro | Fe | Óxido cálcico | CaO |

Magnesita | MgCO3 | Periclasa | MgO | Cuarzo | SiO2 | Rhodenita | MnSiO3 | Rutilo | TiO2 | Wellastonita | CaSiO3 | Zircón | ZrSiO4 | Zirconia | ZrO2 |

Houldcroft, P.T. (1986) “Tecnología de los procesos de Soldadura”, Ceac., pp365. 3.7- Equipos y herramientas para soldar 3.7.1- Definición del equipo En función del tipo de corriente del circuito de soldeo el equipo consta de partes diferentes. En equipos de corriente alterna, transformador y convertidor de frecuencia; en equipos de corriente continua, rectificador (de lámparas o seco) y convertidor (conmutatrices o grupos eléctricos). Los equipos eléctricos de soldar más importantes son los convertidores de corriente alterna-continua y corriente continua-continua, los transformadores de corriente alterna-corriente alterna, los rectificadores y los transformadores convertidores de frecuencia. Además de tales elementos existen los cables de pinza y masa, el porta electrodos y la pinza-masa, a una tensión de 40 a 100 V, que constituyen el circuito de soldeo.

3.7.2- Elementos auxiliares Los principales son los electrodos, la pinza porta electrodos, la pinza de tierra y los útiles. 3.7.2.1- Electrodo El electrodo es una varilla con un alma de carbón, hierro o metal de base para soldeo y de un revestimiento que lo rodea. Forma uno de los polos del arco que engendra el calor de fusión y que en el caso de ser metálico suministra asimismo el material de aporte. Existen diversos tipos pero los más utilizados son los electrodos de revestimiento grueso o recubierto en los que la relación entre el diámetro exterior del revestimiento y el del alma es superior a 1:3. El revestimiento está compuesto por diversos productos como pueden ser: óxidos de hierro o manganeso, ferro manganeso, rutilo, etc.; como aglutinantes se suelen utilizar silicatos alcalinos solubles. FIG. 1-3.7.2.1 ELECTRODO

Fuente: google. http://infra.com 3.7.2.2- Porta electrodo Este porta electrodo es utilizado para agarrar el electrodo y guiarlo sobre la costura por soldar. Un buen porta electrodo deberá ser liviano para reducir fatiga excesiva durante la soldadura, para fácilmente recibir y eyectar los electrodos, y tener la aislación apropiada. Algunos de los porta electrodos son completamente aislados, mientras que otros tienen aislación en el mango, solamente. Al usar una porta electrodo con quijadas no aisladas, nunca coloque éste en la plancha del banco con la máquina operando, pues esto causará un destello. Siempre conecte la porta electrodos firmemente al cable. Una conexión floja donde el cable se une con la porta electrodo puede sobrecalentar el mismo.

FIG. 2-3.7.2.2 PINZA PORTAELECTRODO


3.7.2.3- Pinza de tierra

La grapa para puesta a tierra es vital en un equipo soldador eléctrico. Sin tener la conexión correcta a tierra, el pleno potencial del circuito no producirá el calor requerido para soldar FIG. 3-3.7.2.3 PINZAS DE TIERRA


3.7.2.4- Cables El uso de cables de tamaño suficiente es necesario para la soldadura correcta. Un cable conductor de 9 metros de un tamaño determinado puede ser satisfactorio para llevar la corriente requerida, pero sí de agregue otros 9 metros de cable, la resistencia combinada de los dos conductores reducirá la salida de corriente de la máquina. Si la máquina entonces se ajuste para mayor salida, la carga adicional puede que cause que se sobrecaliente la fuente de fuerza y también aumente su consumo de potencia. FIG. 4-3.7.2.4 CABLE PARA SOLDAR


El cable primario que conecta la máquina soldadora a la fuente de electricidad también es significante. La longitud de este cable ha sido determinada por el fabricante de la unidad de fuerza eléctrica, y representa una longitud que permitirá operación eficiente de la máquina sin una caída apreciable en el voltaje. FIG. 5-3.7.2.4 TABLA DE ELECCION DE CABLE


3.7.2.5- Casco para soldar Un casco soldador o escudo de mano adecuado es necesario para toda soldadura por arco. Un arco eléctrico produce una luz brillante y también emite rayos ultravioleta e infrarrojos invisibles, los cuales pueden quemar los ojos y la piel. Nunca vea el arco con los ojos descubiertos dentro de una distancia de 16 metros. Ambos, el casco y el escudo de mano están equipados con lentes teñidos especiales que reducen la intensidad de la luz y filtran los rayos infrarrojos y ultravioleta. Los lentes vienen en diferentes colores para varios tipos de soldadura. En general, la práctica recomendada es la siguiente: * Color No 5 para soldadura liviana por puntos. * Colores No 6 y 7 para soldar con hasta 30 amperios. * Color No. 8 para soldar con entre 30 y 75 amperios. * Color No. 10 para soldar con entre 75 y 200 amperios. * Color No. 12 para soldar con entre 200 y 400 amperios. * Color No. 14 para soldar con más de 400 amperios. FIG. 6-3.7.2.5 CASCO PARA SOLDAR

Fuente: google: http://www.soldadura.com 3.7.2.6- Ropa para soldar El soldador tiene que estar completamente vestido para seguridad en la soldadura. Los guantes deberán ser de tipo para servicio pesado con puños largos. Hay disponibles guantes de soldador hechos de cuero. Use guantes de asbesto para trabajar en calor intenso. Sin embargo, use grapas – no los guantes – para recoger el metal caliente. Las mangas del soldador dan protección adicional contra chispas y calor intenso. Los delantales de cuero o asbesto son recomendados para soldadura pesada o para la cortadura. Vístase en zapatos gruesos y nunca enrolle las piernas de los pantalones, pues les puede caer el metal fundido. Si es posible, remueva o cubra los bolsillos delanteros de los pantalones y camisa. Cubra la cabeza con un gorro protector y siempre lleve el escudo protector colocado correctamente. FIG. 7-3.7.2.6 MANDIL DE CARNAZA

Fuente: google: http://www.soldadura.com 3.7.2.7- Herramientas de mano Entre los útiles, además de los martillos, tenazas, escoplos, guantes, etc. el soldador utiliza cepillos de alambre de acero para limpieza de superficies y martillos de punta para romper la cubierta de las escorias o residuos. Koch H. (1965) “Manual de soldadura”, Reverte, pp738. FIG. 8-3.7.2.7 TIPOS DE MARTILLOS

Fuente: google: http://www.soldadura.com FIG. 9-3.7.2.7 TENAZAZ

Fuente: google: http://www.soldadura.com FIG. 10-3.7.2.7 ESCOPLOS

Fuente: google: http://www.soldadura.com FIG. 11-3.7.2.7 GUANTES DE CARNAZA


FIG. 12-3.7.2.7 CEPILLO DE ALAMBRE


3.7.2.8- Máquinas de soldar Las soldadoras son máquinas de corriente eléctrica, o que también funcionan mediante gases como lo es la autógena, en el caso de las maquinas eléctricas funcionan mediante un trasformador que básicamente lo que hace es aumentar la corriente de entrada en el núcleo primario, para que al salir por el secundario genere la cantidad de corriente necesaria para activar la reacción del electrodo y convertirlo en material de aporte, lo cual se conoce como proceso de soldadura.

FIG. 13-3.7.2.7 EQUIPO PARA SOLDADURA AUTOGENA


FIG. 14-3.7.2.7 MAQUINA DE SOLDAR (ELECTRICA)


CAPITULO 4

EDIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS

4.1- Definición de construcción . El uso más habitual del término construcción se refiere al arte o técnica de fabricar edificios u obras públicas. En un sentido más amplio se denomina construcción a todo aquello que exige, antes de hacerse, tener o disponer de un proyecto o plan predeterminado, o que se hace uniendo diversos componentes según un orden determinado. Como ejemplos tenemos: las construcciones sintácticas o gramaticales, las construcciones musicales, las construcciones mentales, etc. Consecuentemente, la palabra construcción se usa en diversas disciplinas, tanto científicas, técnicas o aplicadas como en las humanidades: la gramática, la pedagogía, la psiquiatría, la teoría del arte, etc.

4.2- Construcción de edificios La construcción de edificios u obras públicas comprende el conjunto de técnicas, materiales, procesos, artes y oficios aplicados a llevar a cabo estas obras, para lo cual se tienen en cuenta las propiedades del terreno y de los materiales de construcción, los condicionantes de los diferentes procesos o técnicas aplicadas a cada parte de la obra, así como las acciones a que está sometido el edificio a lo largo de su vida útil como son: el peso de los materiales, el peso derivado del uso del edificio o sobrecarga, las acciones del viento o de los terremotos, la contaminación atmosférica, el riesgo de incendio, etc. FIG. 1-4.2 CONSTRUCCION DE UN EDIFICIO.

Fuente: google. http://www.wikipedia.com/construccion

4.2.1- Proceso de edificación El proceso de la construcción se realiza en fases diferentes que engloban múltiples oficios, que son dirigidos por la Dirección de obra. En este proceso participan tanto recursos materiales como humanos. La empresa que lleva a cabo una construcción de Obra se denomina Constructa y por lo general es contratada por una empresa Promotora que encarga o promueve la construcción de edificios u otras infraestructuras. Existen dos tipos de Empresa constructora: La constructora de Obra Pública, que debe ser certificada por la administración pública u ofrecer garantías para poder contratar con administración y por otra parte, la constructora de obras privadas contratadas por empresas Promotoras privadas. La construcción es una de las principales industrias, tanto por su peso económico como por su incidencia en el medio ambiente. FIG. 1-4.2.1 FOTOGRAFIA DE UNA CONSTRUCCION EN PROCESO.

Fuente: google. http://www.wikipedia.com/construccion 4.3- Edificios 4.3.1- Definición

Se conoce como edificio a la construcción hecha con materiales resistentes para albergar a personas, animales, cosas o actividades. En si se trata de una obra de fábrica, destinado a alojar distintas actividades humanas tales como templo, vivienda. etc. Estos cuerpos están formados por miembros principales que son los soportes o sostenes (muros y columnas) y los soportado o sostenido (entablamento, arcos, bóvedas). 4.3.2- Clasificación Los edificios se pueden clasificar según su uso en edificio residencial, edificio industrial, comercial, deportivo. etc. Según la propiedad en edificio público o privado. Y por último según su disposición en exento, adosado y entre medianeras. Los edificios reciben muchos nombres de acuerdo a sus pórticos y plantas como: cela (cuando la planta es rectangular y sencilla), rotonda (si es circular), polígono (si es poligonal), áptero (si no tiene columnas), prostico (tiene un pórtico de columna en su parte delantera), etc. 4.3.3- Cuerpos de los edificios Los cuerpos de un edificio se distinguen de la siguiente forma: * Ala. es el cuerpo que se extiende con relación al otro por un lateral * Peristilo. es el pórtico que se extiende alrededor del edificio. * Pórtico. es el cuerpo formado por varias columnas. * Atrio. situado en el interior del edificio * Transepto. nave menos que corta a las otras * Nave. toma la forma de inmediato de un barco invertido * Vestíbulo. estancia después de la puerta

4.4- Edificios y sus estructuras 4.4.1- Edificios de varias plantas La forma más frecuente de construcción de edificaciones es el entramado reticular metálico. Se trata en esencia de los elementos verticales combinados con una estructura horizontal. En los edificios altos ya no se emplean muros de carga con elementos horizontales de la estructura, sino que se utilizan generalmente muros-cortina, es decir, fachadas ligeras no portantes. FIG. 1-4.4.1 ENTREMADO RETICULAR METALICO.


4.4.2- Estructuras metálicas FIG. 2-4.4.2 IMAGEN DE UN MONTEN USADO EN LA CONSTRUCCION DE EDIFICIOS.


La estructura metálica más común consiste en múltiples elementos de construcción. Para estructuras de más de 40 plantas se emplean diversas formas de hormigón armado, acero o mezcla de estos dos. Los elementos básicos de la estructura metálica son los pilares verticales o pies derechos, las vigas horizontales que abarcan la luz en su mayor distancia entre los pilares y las viguetas que cubren la luz de distancias más cortas. La estructura se refuerza para evitar distorsiones y posibles derrumbes debidos a pesos desiguales o fuerzas vibratorias. La estabilidad lateral se consigue conectando entre sí los pilares, vigas y viguetas maestras,

por el soporte que proporcionan a la estructura los suelos y los muros interiores, y por las conexiones rígidas en diagonal entre pilares y entre vigas. El hormigón armado puede emplearse de un modo similar, pero en este caso se deben utilizar muros de hormigón en lugar de riostras, para dar una mayor estabilidad lateral. 4.5- Procesos de edificación Entre las nuevas técnicas de construcción de edificios de cierta altura se encuentran la inserción de paneles prefabricados dentro del entramado metálico, las estructuras suspendidas o colgantes y las estructuras estáticas compuestas. 4.5.1- Técnica de inserción En la técnica de inserción se construye una estructura metálica con un núcleo central que incluye escaleras de incendios, ascensores, fontanería, tuberías y cableado eléctrico. En los huecos entre las estructuras horizontales y verticales se insertan paneles prefabricados en forma de cajón. Éstos permitirán efectuar transformaciones posteriores en el edificio. 4.5.2- Técnica colgante En la técnica colgante, se construye un núcleo central vertical, y en su parte superior se fija una fuerte estructura horizontal de cubierta. Todos los pisos a excepción de la planta baja quedan sujetos al núcleo y a los elementos de tensión que cuelgan de la estructura de la cubierta. Una vez terminado el núcleo central, las plantas se van construyendo de arriba a abajo. 4.5.3- Técnica de apilamiento En la técnica de apilamiento o estructura estática compuesta se colocan paneles prefabricados en forma de cajón con la ayuda de grúas especiales, unos sobre otros, y posteriormente se fijan entre ellos. En edificios de más de 40 plantas el acero se considera el material más adecuado. Sin embargo, los últimos avances en el desarrollo de nuevos tipos de hormigón compiten con el acero. 4.6- Soluciones estructurales Los edificios de gran altura a menudo requieren soluciones estructurales más elaboradas para resistir la fuerza del viento y, en ciertos países, la fuerza de terremotos. Uno de los sistemas de estructura más habituales es el tubo exterior estructural, empleado en la construcción del World Trade Center (411 m) en Nueva York. En él, con pilares separados y conectados firmemente a vigas de carrera horizontales sobre el perímetro del edificio, se consigue la fuerza suficiente para soportar las cargas y la rigidez necesaria para reducir las desviaciones laterales. En este caso, para el tubo estructural se empleó una mezcla de hormigón y materiales de construcción compuestos, hechos de elementos estructurales de acero encofrados con hormigón armado. En los edificios de gran altura se suele utilizar una combinación de acero y hormigón armado. La elevada relación resistencia-peso del acero es excelente para los elementos de luz horizontal. Los hormigones de alta dureza pueden aportar de un modo económico la resistencia a la fuerza de compresión necesaria en los elementos verticales. Además, las propiedades de la masa interna y la humedad del hormigón ayudan a reducir los efectos de las vibraciones, uno de los problemas más usuales en los edificios de gran altura. Sahling-Latzin (1970) “La técnica de la soldadura en la ingeniería de la Construcción”, Blume, pp293.

CAPITULO 5

RESULTADOS Y CLONCLUSIONES 5.1- Conclusión En la actualidad en nuestro medio los procesos de soldadura se realizan en su mayoría en forma artesanal sin ayuda de máquinas semiautomáticas o automáticas que de ser utilizadas aumentarían las eficiencias de dichos procesos gracias a que se disminuirían los tiempos totales empleados en realizar las diversas operaciones que involucran dichos procesos y también debido a que las pérdidas del material de aporte se reducirían de manera considerable consiguiéndose con esto aminorar los costos totales de los procesos de soldadura puesto que se reducirían los gastos indirectos, los costos de mano de obra, del material de aporte (electrodos) y de energía eléctrica.

Por otra parte, los soldadores artesanales se basan en su experiencia para seleccionar los electrodos que más se adecúen a los diversos trabajos de soldadura que tengan que realizar, sin usar manuales técnicos elaborados por las empresas que se dediquen a la fabricación de éstos bajo las prescripciones dadas por entidades normativas, tales como la AWS, pudiendo traer como consecuencia el que no se obtengan las propiedades físicas y mecánicas deseadas en la soldadura propiamente dicha.

Soldadura 7018 y Su Aplicacion en Estructuras de Edificios

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