Tecnología de La Soldadura p2
of 69
description
Tecnología de La Soldadura p2
Transcript of Tecnología de La Soldadura p2
-
TECNOLOGA DE LA SOLDADURA
PROFESOR: IGNACIO POZAS OPAZO
CORREO : [email protected]
UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA
SEDE CONCEPCIN
-
Soldadura con Gas Inerte de Metal (MIG)
El mtodo MIG (Metal Inert Gas) es definido por la AWS como un proceso de
soldadura al arco, donde la fusin se produce por calentamiento con un arco
entre un electrodo de metal de aporte continuo y la pieza, donde la proteccin
del arco se obtiene de un gas suministrado en forma externa, el cual protege el
metal lquido de la contaminacin atmosfrica y ayuda a estabilizar el arco
(puede ser Argn, Helio o una mezcla de ambos).
ste proceso de soldadura se emplea sobre todo para soldar aceros inoxidables,
aluminio, chapas galvanizadas y aleaciones ligeras
-
Diagrama del Proceso
-
Equipo Bsico
-
EL TRANSFORMADOR reduce la
tensin de la red modificando su
intensidad.
El RECTIFICADOR transforma la
corriente alterna de la red en
corriente continua.
Fuente de Poder
-
Carrete de hilo
Montado sobre un eje permite regular sufrenado.
Motor de arrastre con dos rodillos
Uno dispone de ranura de gua del hilo yotro por friccin motiva el avance delhilo.
Su seleccin va en funcin del dimetrodel hilo y material a fundar.
Unidad de alimentacin del hilo
-
Interruptor de soldadura
Boquilla exterior:
Canaliza el gas
Boquilla interior:
Contacto elctrico que necesita el hilo desdela fuente de alimentacin
Pistola para soldadura
-
Sistemas de refrigeracin
Cableado para la transmisin de la
corriente elctrica
Camisas por donde escurre el
material de aportacin
Sistema de transparencia del gas
de proteccin hasta la pistola.
Debe permanecer siempre
estirada para facilitar la salida del
hilo.
Mangueras y cables.
-
Estos instrumentos se utilizan para controlarcorrectamente la salida de gas protector, sufuncin es la de disminuir la alta presin de gas quesale del cilindro y suministrar a la pistola el flujonecesario de gas, de acuerdo con el trabajo quese vaya a realizar.
Manorreductor: Encargado de reducir la presindel gas de la botella
Manmetro: Controla el caudal de gas aportado.Este caudal se regula medido en un valor de lt/min.De unas 10 veces el diamentro en milmetros de laboquilla de contacto.
Electrovlvula: Regula la salida del gas,protegiendo de manera mas eficiente el bao defusin.
Sistema de alimentacin de gas.
-
Si el gas usado para crear la atmosfera protectora
es Argn con Oxigeno o Dixido de Carbono, los
desoxidantes del alambre de aportacin son
esenciales para proteger la soldadura de
oxidacin por el gas.
Los rollos de alambre electrodo se encuentran de
1, 2, 5, 10, 20, 25 y 50 libras y se fabrican de los
siguiente materiales:
Aceros al carbono desoxidados.Aceros de baja aleacin.Aleaciones para recargues duros.Aceros para herramientas.Aceros inoxidables.Aluminio.Aleacin de cobre.Nquel.
Alambre electrodo
-
Panel de control
Es el elemento en el que se
encuentran situados los mandos de
control de los parmetros de
soldadura como la intensidad, la
tensin, la velocidad de alimentacin
del hilo, temporizadores de la
soldadura y tiempos de enfriamiento.
-
Gases inertes y activos se emplean en el sistema
MIG. Cuando se desea soldar metales no ferrosos,
se emplean gases inertes debido a que ellos no
reaccionan con los metales. Los gases inertes
usados en sistema MIG son: argn, helio y
mezclas de argn-helio.
En la soldadura de metales ferrosos se pueden
emplear gases inertes o activos. Gases activos
como: Dixido de carbono, mezclas de dixido
de carbono, o gases protectores que contienen
algn porcentaje de oxgeno. Estos gases no son
qumicamente inertes y pueden formar
compuestos con los metales.
Gases de proteccin
-
La eleccin del gas de proteccin
influye en la forma del cordn,
penetracin de la soldadura, aspecto
de la soldadura y tendencia a
producir salpicaduras.
Seleccin del gas de proteccin
-
Factores a considerar
1. Tipo de metal base.
2. Caractersticas del arco y tipo de transferencia metlica.
3. Velocidad de soldadura.
4. Tendencia a provocar socavaciones.
5. Penetracin, ancho y forma del depsito de soldadura.
6. Disponibilidad.
7. Costo del gas.
8. Requerimientos de propiedades mecnicas.
-
CLASIFICACION DEL ALAMBRE PARA ACEROS AL CARBONO
ER XXS-X
Alambre slido
Composicin Qumica de los electrodos
Indica la resistencia mnima a la traccin, expresada en miles de libras por pulg2
E: electrodoR: varilla
-
ALAMBRE PARA MAG
ER-70S-6
E:electrodo
R:varilla
70: resistencia a la traccin del depsito en libras/pulgada
S: alambre slido
6:composicin qumica particular del electrodo
-
CLASIFICACION DEL ALAMBRE PARA ACEROS INOXIDABLES
ER XXX(X)-X
Composicin Qumica de los electrodos
Tipo de inoxidable
E: electrodoR: varilla
Nivel de carbono
-
Caractersticas
El arco siempre es visible para el operador
El cable y la pistola son ligeros, haciendo muy fcil su manipulacin
No produce escoria, por lo cual reduce el tiempo de soldadura y acabado
Tiene uno de los ms altos rendimientos en deposicin
Se puede emplear para soldar diversos materiales. Aceros al carbono,
metales inoxidables, aluminio, etc.
La productividad por este tipo de soldadura, es eficiente. Dado la
capacidad de rendimiento por un electrodo continuo, que no necesita ser
cambiado y con una tasa de deposicin mayor las dems.
Se puede soldar en todas posiciones y se puede automatizar.
-
Desventajas
Los equipos son ms costosos, complejos y menos porttiles
Debe protegerse en el momento de soldar de corrientes deaire
Las velocidades de enfriamiento del cordn son mayores quelos procesos con generacin de escoria
Las pistolas son grandes evitando la fcil accesibilidad alugares estrechos
El metal base debe ser limpiado muy bien por que el procesono tolera contaminacin como en arco manual
-
Demasiada separacin entre
chapas
Poca velocidad de
desplazamiento
Poca distancia de la boquilla
a la chapa
Excesiva intensidad
PENETRACIN EXCESIVA
-
Proteccin gaseosa
insuficiente
Unin sucia
Grandes corrientes de aire
Gas hmedo
POROSIDAD SUPERFICIAL
Defectos de soldadura
-
Corriente demasiado baja
Demasiada distancia de la
boquilla a la pieza
Desplazamiento demasiado
rpido
PENETRACIN INSUFICIENTE
Defectos de soldadura
-
Voltaje excesivo
Poca velocidad de
desplazamiento
Ancho de raz excesivo
CAVIDADES
Defectos de soldadura
-
Corriente excesiva
Poca velocidad de
desplazamiento
Demasiada anchura de
raz
PERFORACIN
Defectos de soldadura
-
Corriente excesiva, voltaje
insuficiente.
Demasiada distancia al
extremo activo del bao.
FUSIN INCOMPLETA
Defectos de soldadura
-
Corriente excesiva,
voltaje insuficiente.
Inclinacin incorrecta
de la pistola.
MALA CONTINUIDAD
Defectos de soldadura
-
Corriente excesiva.
Mala preparacin de la
unin.
Falta de prctica.
MAL ASPECTO
Defectos de soldadura
-
Proceso GTAW (TIG)
El proceso GTAW, TIG Heliarco es por fusin, en el cual se
genera calor al establecerse un arco elctrico entre un
electrodo de tungsteno no consumible y el metal de base o
pieza a soldar. Como en este proceso el electrodo no
aporta metal ni se consume, de ser necesario realizar
aportes metlicos se harn desde una varilla o alambre a la
zona de soldadura utilizando la misma tcnica que en la
soldadura oxiacetilnica.
-
Proceso GTAW
El calor necesario para la fusin se obtiene del arco formado entre
un electrodo de tungsteno NO consumible y la pieza de trabajo.
-
Proceso GTAW
La zona afectada por el calor, el metal lquido y el electrodo de
tungsteno estn protegidos por una atmsfera de gas inerte.
-
Proceso GTAW
El arco alcanza temperaturas de 35,000 oF (19,425 oC). El
electrodo de tungsteno solo sirve para formarlo y si se
requiere metal de aporte tiene que adicionarse
externamente.
-
Aplicacin
Actualmente el proceso TIG es ampliamente utilizado
para soldar aleaciones ferrosas y no ferrosas.
Aceros al carbono
Aluminio y aleaciones Aleaciones de magnesio Cobre y aleaciones
Aceros inoxidables Aceros de baja aleacin
-
Titanio y aleaciones
Nquel y aleacionesZirconio y aleaciones
(Resistente a la corrosin y
a las altas Temperaturas)
(Ms ligero que el acero y
tiene alta resistencia a la
corrosin y mecnica)
(Alta resistencia a la
corrosin)
-
Efecto del tipo de corriente
Accin de
limpieza de
xidoNo Si
Si;
Cada mitad del
ciclo
Balance de
calor en el arco
(aprox)
70% en la pieza
30% en el
electrodo
30% en la pieza
70% en el
electrodo
50% en la pieza
50% en el
electrodo
PenetracinProfunda;
Angosta
Ligera;
AnchaMedia
Capacidad del
electrodo
Excelente
1/8 (3.2 mm) 400 A
Pobre
(6.4 mm)120 A
Buena
1/8 (3.2 mm) 225 A
-
Corriente necesarias para la
soldadura TIG de diversos metales
-
Equipo
Fuente de poder
Recirculador de agua
Control remoto
Antorcha
Cilindro de
Gas de
Proteccin
-
Fuente de poder
La gran mayora son de diseo transformadores-
rectificadores con salida de corriente constante.
-
Fuente de poder
Monofsicas, con alta frecuencia integrada para
soldadura AC.
Trifsicas, para soldadura DC.
-
Ventajas:
Control ms preciso del arco.
Mayor velocidad de respuesta para mejores encendidos de
arco.
Ms pequeos y ligeros.
Mayor eficiencia elctrica.
Inversores
-
Antorcha
Tiene la funcin de conducir:
La corriente elctrica.
El gas de proteccin.
-
Control remoto
Permiten modificar el amperaje desde una posicin externa al
panel de la fuente de poder, pueden ser controlados por la mano
el pie.
-
Clasificacin ANSI-AWS A5.12
Clasificacin AWS
Color(a)
Elemento
de Aleacin Oxido
Aleante % Nominal de Oxido
EWP Verde ----- ----- -----
EWCe-2 Naranja Cerio CeO2 2
EWLa-1 Negro Lantano La2O3 1
EWTh-1 Amarillo Torio ThO2 1
EWTh-2 Rojo Torio ThO2 2
EWZr-1 Caf Zirconio ZrO2 0.25
EWG Gris (b)
No especificado
----- -----
(a) El color puede ser aplicado en forma de bandas o punto sobre la
superficie del electrodo.
(b) El fabricante debe especificar el tipo y contenido nominal del xido
aleante.
-
Dimetro del electrodo
El dimetro determina la capacidad de conduccin de corriente.
Bajo nivel de corriente para el dimetro empleado causa inestabilidad
del arco.
-
Dimetro del electrodo
Un exceso de corriente para el dimetro empleado causa puede
causar:
Erosin y fusin de la punta del electrodo.
Inclusiones de tungsteno en el metal soldado.
-
Dimetro del electrodo
Con corriente directa electrodo negativo (DCEN) los electrodos
tienen su mxima capacidad de conduccin de corriente.
-
Dimetro del electrodo
Con corriente directa electrodo positivo (DCEP) slo se puede
conducir 10% de la cantidad que se tiene con DCEN.
-
Dimetro del electrodo
Con corriente alterna (AC) se tiene aproximadamente un 50% de la
capacidad mxima de conduccin de corriente.
-
Dimetro del electrodoDimetro
del Electrodo
Dimetro interior
de la Copa
Corriente Directa
Corriente Alterna
(pulgadas)
(pulgadas)
DCEN
DCEP
No Balanceada
Balanceada
0.010 15 15 15
0.020 5 - 20 5 - 15 10 - 20
0.040 3/8 15 - 80 10 - 60 20 - 30
1/16 3/8 70 - 150 10 - 20 50 - 100 30 - 80
3/32 150 - 250 15 - 30 100 - 160 60 - 130
1/8 250 - 400 25 - 40 150 - 210 100 - 180
5/32 400 - 500 40 - 55 200 - 275 160 - 240
3/16 5/8 500 - 750 55 - 80 250 - 350 190 - 300
750 - 1100 80 - 125 325 - 450 325 - 450
-
Electrodos EWP
Electrodos de tungsteno puro (99.5 % mnimo).
Sin elementos de aleacin adicionados intencionalmente.
Menor capacidad de conduccin de corriente que los electrodos aleados.
Se emplean principalmente para la soldadura de aluminio y magnesio (AC).
-
Electrodos EWP
La punta se mantiene limpia, conserva la forma esfrica y tiene
una buena estabilidad de arco.
Se puede emplear con (DC), pero no proporciona la misma
calidad de encendido y estabilidad de arco de los electrodos
aleados.
-
Electrodos EWTh
La capacidad termoinica del tungsteno se incrementa con la
adicin de elementos de aleacin.
Por lo que se incrementa la capacidad de conduccin de corriente,
aproximadamente 20% ms que los EWP.
Mayor vida til del electrodo.
Mayor resistencia a la contaminacin del cordn de soldadura.
-
Electrodos EWTh
Mayor facilidad de encendido y mejor estabilidad de arco que loselectrodos EWP y EWZr.
Diseados para aplicaciones con DCEN, ya que mantienen el filode la punta.
No se recomienda su uso con AC, ya que es difcil que puedanconservar la forma esfrica.
El torio es un elemento radiactivo, pero el nivel empleado no causariesgos a la salud.
-
Electrodos EWCe
Los electrodos EWCe se introdujeron al mercado como posibles
substitutos de los EWTh.
El cerio no es un elemento radiactivo.
Los electrodos EWCe presentan menor rapidez de vaporizacin en
comparacin con los EWTh.
Se pueden emplear con DC AC.
-
Electrodos EWLa
Los electrodos EWLa se introdujeron al mercado como posibles
substitutos de los EWTh.
El lantano no es un elemento radiactivo.
Los electrodos EWLa presentan menor rapidez de vaporizacin en
comparacin con los EWTh.
Se pueden emplear con DC AC.
-
Electrodos EWZr
Los electrodos EWZr tienen caractersticas de soldadura que se pueden clasificar entre las proporcionadas por los EWP y los EWTh.
Se puede emplear con AC, ya que proporciona buena estabilidad de arco y conserva la forma esfrica de la punta.
Tienen la misma capacidad de conduccin de corriente y facilidad de encendido de arco de los electrodos EWTh.
Proporcionan una mayor resistencia a la contaminacin de los cordones por inclusiones de tungsteno.
-
Electrodos EWG
Dentro de los electrodos EWG se encuentran aquellos que
contienen elementos de aleacin que no estn cubiertos por las
especificaciones anteriores.
La funcin de elementos de aleacin es modificar las
caractersticas del arco.
El fabricante debe indicar el xido y la proporcin empleados en su
manufactura.
-
La configuracin geomtrica de la punta afecta:
La penetracin del cordn.
El perfil del cordn.
La dimensiones generales del cordn.
Es importante que est se conserve durante una operacin.
La configuracin de la punta debe ser parte del procedimiento de soldadura.
Punta del electrodo
-
Punta del electrodo
-
Para soldar con AC se prefiere un acabado de tipo esfrico.
Punta del electrodo
-
Punta del electrodo
Para soldar con DCEN se prefiere un
acabado cnico.
-
Gases Protectores
-
Argn
Potencial de ionizacin es de 15.7 V.
Accin de limpieza sobre materiales como aluminio y magnesio.
Baja conductividad trmica.
Produce un arco compacto de alta concentracin de energa.
Ms pesado que el aire.
-
Helio
Potencial de ionizacin 24.5 V, mayor dificultad para encender el
arco a bajos amperajes.
Alta conductividad trmica, cono de arco de mayor amplitud.
Ms sensible a la longitud de arco.
Ms ligero que el aire, de 2 a 3 veces mayor flujo que el argn.
-
Ventajas
Arco concentrado.
Control puntual del calor aplicado, efectivo para soldar metales
de alta conductividad trmica.
Zona afectada por el calor (HAZ) ms angosta.
-
Ventajas
Sin fundentes o escoria.
Excelente visibilidad del arco.
No requiere de limpieza.
Sin riesgo de escoria atrapada entre pasos.
-
Ventajas
Limpieza.
Al no existir transferencia de metal en el arco, no se produce
chisporroteo salpicadura.
El proceso por si mismo NO produce humos o vapores
-
Desventajas
Baja tasa de depsito del metal de aporte.
El soldador requiere de una excelente coordinacin visual y
manual.
-
Desventajas
Debido a la ausencia de humos el arco es ms brillante.
Por lo anterior, se tiene cantidad de rayos ultravioleta que
incrementan la formacin de ozono y xido nitroso.
