UNIONES SOLDADAS

23
DISEムO MECANICO II UNSA – Ingeniería Mecánica 2 JDC Ing. Jesús Donayre Cahua 1.- INTRODUCCION. La soldadura es un proceso en el que se unen partes metálicas mediante el calentamiento de sus superficies a un estado plástico, permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adición de otro metal fundido. Los procesos de soldadura actualmente han adquirido gran importancia en todos los campos de la técnica cons tructiva moderna y es indiscutible la ayuda que presta en el área de mantenimiento industrial, recuperando piezas, reduciendo el tiempo de parali zación de maquinarias, logrando reparaciones más rápidas y duraderas. Es por ello que se requiere cada vez con mas necesidad profesionales preparados en este campo industrial, tanto para su aplicación 2.- VENTAJAS DE UNIONES SOLDADAS. - Las estructuras soldadas permiten eliminar un gran porcentaje de las placas de unión y empalme, que son necesarias con uniones empernadas. En algunas estructuras es posible ahorrar hasta un 15% o más de peso de acero usando soldadura en lugar de pernos. - El proceso de fusionar las partes a unir, hace a las estructuras continuas, esto se traduce en que pueden ser consideradas como una sola pieza, puesto que las juntas soldadas son tan fuertes o más que el metal base. DESVENTAJA. Siendo las conexiones soldadas rígidas tiene poca capacidad de deformación, lo que las hace poca seguras ante cargas que produzcan fatiga o vibraciones (sismos) en las conexiones de miembros estructurales importantes. 3.- PROCESOS DE SOLDADURA . Hay numerosos procesos de unión y corte disponibles para el uso en la fabricación de productos metálicos. Estos on mostrados en el "Esquema principal de procesos de Soldadura y Afines" de la American Welding Society, que se muestra en la Figura 4.1. Este cuadro separa los métodos de unión y corte en distintas categorías, esto es, Procesos de Soldadura y Procesos Afines. Los Procesos de Soldadura luego se dividen en siete grupos, Soldadura por Arco, Soldadura en Estado Sólido, Soldadura por Resistencia, Soldadura por Oxigas, Soldering, Brazing, Otras Soldaduras. Los Procesos Afines incluyen Spraying Térmico, Bonding (Adhesivo), Corte Térmico (Oxígeno, Arco y Otros Cortes). UNIONES SOLDADAS

Transcript of UNIONES SOLDADAS

Page 1: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

2

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

1.- INTRO DUCCIO N.

La soldadura es un proceso en el que se unen partes metálicas mediante el calentamiento de sus superficies a

un estado plástico, permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adición de otro metal fundido.

Los procesos de soldadura actualmente han adquirido gran importancia en todos los cam pos de la técnica

constructiva moderna y es indiscutible la ayuda que presta en el área de mantenimiento industrial, recuperando

piezas, reduciendo el tiempo de paralización de maquinarias, logrando reparaciones más rápidas y duraderas.

Es por ello que se requiere cada vez con mas necesidad profesionales preparados en este campo industrial, tanto

para su aplicación

2.- VENTAJAS DE UNIO NES SOLDADAS.

- Las estructuras soldadas permiten elim inar un gran porcentaje de las placas de unión y empalme, que son

necesarias con uniones empernadas. En algunas estructuras es posible ahorrar hasta un 15% o más de peso de

acero usando soldadura en lugar de pernos.

- El proceso de fusionar las partes a unir, hace a las estructuras continuas, esto se traduce en que pueden ser

consideradas como una sola pieza, puesto que las juntas soldadas son tan fuertes o más que el metal base.

DESVENTAJA.

Siendo las conexiones soldadas rígidas tiene poca capacidad de deformación, lo que las hace poca seguras ante

cargas que produzcan fatiga o vibraciones (sismos) en las conexiones de miembros estructurales importantes.

3.- PRO CESO S DE SO LDADURA .

Hay numerosos procesos de unión y corte disponibles para el uso en la fabricación de productos metálicos. Estos on

mostrados en el "Esquema principal de procesos de Soldadura y Afines" de la American Welding Society, que se

muestra en la Figura 4.1. Este cuadro separa los métodos de unión y corte en distintas categorías, esto es, Procesos

de Soldadura y Procesos Afines. Los Procesos de Soldadura luego se dividen en siete grupos, Soldadura por Arco,

Soldadura en Estado Sólido, Soldadura por Resistencia, Soldadura por Oxigas, Soldering, Brazing, Otras Soldaduras.

Los Procesos Afines incluyen Spraying Térmico, Bonding (Adhesivo), Corte Térmico (Oxígeno, Arco y Otros

Cortes).

UNIONES SOLDADAS

Page 2: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

3

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Sobre estas bases, se podrá describir los siguientes procesos:

Procesos de Soldadura

Soldadura por Arco con electrodo revestido

Soldadura por Arco con Alambre y Protección Gaseosa

Soldadura por Arco con Alambre Tubular

Soldadura por Arco con Electrodo de Tungsteno y Protección Gaseosa

Soldadura por Arco Sumergido

Soldadura por Plasma

Soldadura por Electro escoria

Soldadura por Oxiacetileno

Soldadura de Espárrago

Soldadura por Haz de Electrones

Soldadura por Láser

Page 3: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

4

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

4.- SO LDADURA POR ARCO CO N ELECTRO DO REVESTIDO . (SM AW )

Esta ilustración muestra que el arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo debido al flujo de electricidad.

Este arco provee calor, o energía, para fundir el metal base, metal de aporte y recubrim iento del electrodo. A medida

que el arco de soldadura avanza hacia la derecha o izquierda según sea el caso, deja detrás metal de soldadura

solidificado cubierto por una capa de fundente convertido como escoria. Esta escoria tiende a flotar fuera del metal

debido a que solidifica después que el metal fundido haya solidificado, entonces hay menos posibilidad que sea

atrapada dentro de la zona de soldadura resultando una inclusión de escoria.

Otra característica es la presencia de gas de protección, el que es producido cuando el recubrim iento del electrodo

es calentado y se descompone. Estos gases ayudan al fundente en la protección del metal fundido en la región del

arco.

Como se observara un elemento principal en el proceso de soldadura por arco con electrodo revestido es el electrodo

mismo. Está hecho de un núcleo de metal sólido, alambre, cubierto con una capa de fundente granular que se

mantiene en el lugar por algún tipo de agente aglutinante

El recubrim iento del electrodo es la característica que clasifica a los distintos tipos de electrodos. Realmente sirven

para cinco funciones diversas.

a. Protección : el recubrim iento se descompone para formar una protección gaseosa para el metal fundido.

b. Desoxidación : el recubrim iento provee una acción de flujo para remover el oxígeno y otros gases atmosféricos.

c. Aleante : el recubrim iento provee elementos aleantes adicionales para el depósito de soldadura.

d. Ionización : el recubrim iento mejora las características eléctricas para incrementar la estabilidad del arco.

e. Aislación : la escoria solidificada provee una cobertura de aislación para disminuir la velocidad de enfriamiento

del metal.

Page 4: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

5

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

4.1.- DESIG NACIO N DE ELECTRO DO S DE SOLDADURA.

Debido a que el electrodo es un elemento importante del proceso de soldadura por arco con electrodo

revestido, es necesario entender cómo se clasifican e identifica los distintos tipos. La American Welding Society

(A5.1 y A5.5) ha desarrollado un sistema para la identificación de los electrodos de soldadura por arco con

electrodo revestido

E XX XXX

CIFRA SIGNIFICADO EJEM P LOLas 2 ó 3Prim eras

Penúltim a

Ultim a

Mínima resistencia a la tracción

Posición deSoldadura

Tipo de corrienteTipo de escoria Tipo de arcoPenetración Presencia decompuestos quím icos en elrevestimiento

E 60 XX = 60 000 lb/pulg2 (mínimo).

E XX1X = toda posiciónE XX2X = plana y horizontalE XX4X = P, H, VD, Sobre Cabeza

Page 5: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

6

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Para escoger el electrodo adecuado es necesario analizar las condiciones de trabajo en particular y luego determinar

el tipo y diámetro de electrodo que más se adapte a estas condiciones considerando sobretodo los siguientes

factores:

a. Naturaleza del metal base.

b. Dimensiones de la sección a soldar.

c. Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora.

d. En qué posición o posiciones se soldará.

e. Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza

f. Si el depósito debe poseer alguna característica especial, como son: resistencia a la corrosión,

gran resistencia a la tracción, ductilidad, etc.

5.- SO LDADURA POR ARCO CO N ALAM BRE Y PROTECCIO N G ASEO SA . (G M AW )

También conocida como Proceso MIG/MAG, la fusión es producida por un arco que se establece entre el extremo del

alambre aportado continuamente y la pieza a soldar. La protección se obtiene íntegramente de los gases

suministrados simultáneamente con el metal de aporte.

Una característica importante para GMAW es que toda la protección para la soldadura es provista por una atmósfera

de gas protector que también es suministrado a través de la pistola de soldadura desde alguna fuente externa. Los

gases usados incluyen los del tipo inerte y los reactivos.

Existen dos clasificaciones en este proceso, las cuales son en función del tipo de gas protector:

• MIG: El cual emplea protección de un gas puro, inerte (helio, argón, etc.). Para soldar metal no ferroso (aluminio-

cobre- magnesio, etc.)

MAG: El cual hace uso de dióxido de carbono, CO2, como gas protector. Para soldar metal ferroso (aceros al

carbono y aceros de baja aleación).

Page 6: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

7

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Los electrodos usados en este proceso son alambres sólidos que se proveen en bobinas o rollos de distintos

tamaños .para identificarlos se usa la siguiente designación.

Es más comúnmente usado como un proceso semiautomático; sin embargo, es usado también en aplicaciones

mecanizadas y aplicaciones automáticas. En consecuencia, es muy adecuado a aplicaciones de soldaduras

robotizadas.

Características del proceso MIG: Este proceso permite:

Excelente calidad de soldadura en casi todos los metales y aleaciones empleados por la industria.

Mínima lim pieza después de soldar.

Arco y baño fundido claramente visibles para el soldador.

Fácil trabajo en todas las posiciones, lo que depende del diámetro del alambre y de la variación del proceso.

Alta velocidad de trabajo.

Exentó de escoria.

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

7

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Los electrodos usados en este proceso son alambres sólidos que se proveen en bobinas o rollos de distintos

tamaños .para identificarlos se usa la siguiente designación.

Es más comúnmente usado como un proceso semiautomático; sin embargo, es usado también en aplicaciones

mecanizadas y aplicaciones automáticas. En consecuencia, es muy adecuado a aplicaciones de soldaduras

robotizadas.

Características del proceso MIG: Este proceso permite:

Excelente calidad de soldadura en casi todos los metales y aleaciones empleados por la industria.

Mínima lim pieza después de soldar.

Arco y baño fundido claramente visibles para el soldador.

Fácil trabajo en todas las posiciones, lo que depende del diámetro del alambre y de la variación del proceso.

Alta velocidad de trabajo.

Exentó de escoria.

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

7

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Los electrodos usados en este proceso son alambres sólidos que se proveen en bobinas o rollos de distintos

tamaños .para identifica rlos se usa la siguiente designación .

Es más comúnmente usado como un proceso semiautomático; sin embargo, es usado también en aplicaciones

mecanizadas y aplicaciones automáticas. En consecuencia, es muy adecuado a aplicaciones de soldaduras

robotizadas.

Características del proceso MIG: Este proceso permite:

Excelente calidad de soldadura en casi todos los metales y aleaciones empleados por la industria.

Mínima lim pieza después de soldar.

Arco y baño fundido claramente visibles para el soldador.

Fácil trabajo en todas las posiciones, lo que depende del diámetro del alambre y de la variación del proceso.

Alta velocidad de trabajo.

Exentó de escoria.

Page 7: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

8

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

6.- SO LDADURA POR ARCO CO N ALAM BRE TUBULAR . (FCAW )

La soldadura al arco con núcleo de fundente (flux cored arc welding, FCAW), conocida como MIG tubular Es un

proceso de soldadura, en el que la fusión se logra mediante un arco producido entre un electrodo tub ular (alambre

consumible) y la pieza. La protección se obtiene de un fundente contenido dentro del alambre tubular. Protección

adicional de un gas suministrado externamente no es necesaria.

El proceso puede ser semiautomático o automático, siendo el método semiautomático el de mayor aplicación.

Características del proceso

Con la “protección exterior de gas”, las ventajas del proceso son:

Soldaduras suaves y sanas.

Penetración profunda.

Buenas propiedades para radiografía.

Sin la protección exterior del gas ofrece las siguientes ventajas:

Elim inación del gas externo de protección.

Penetración moderada.

Posibilidad de soldar en corriente de aire.

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

8

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

6.- SO LDADURA POR ARCO CO N ALAM BRE TUBULAR . (FCAW )

La soldadura al arco con núcleo de fundente (flux cored arc welding, FCAW), conocida como MIG tubular Es un

proceso de soldadura, en el que la fusión se logra mediante un arco producido entre un electrodo tub ular (alambre

consumible) y la pieza. La protección se obtiene de un fundente contenido dentro del alambre tubular. Protección

adicional de un gas suministrado externamente no es necesaria.

El proceso puede ser semiautomático o automático, siendo el método semiautomático el de mayor aplicación.

Características del proceso

Con la “protección exterior de gas”, las ventajas del proceso son:

Soldaduras suaves y sanas.

Penetración profunda.

Buenas propiedades para radiografía.

Sin la protección exterior del gas ofrece las siguientes ventajas:

Elim inación del gas externo de protección.

Penetración moderada.

Posibilidad de soldar en corriente de aire.

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

8

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

6.- SO LDADURA POR ARCO CO N ALAM BRE TUBULAR . (FCAW )

La soldadura al arco con núcleo de fundente (flux cored arc welding, FCAW) , conocida como MIG tubular Es un

proceso de soldadura, en el que la fusión se logra mediante un arco producido entre un electrodo tub ular (alambre

consumible) y la pieza. La protección se obtiene de un fundente contenido dentro del alambre tubular. Pr otección

adicional de un gas suministrado externamente no es necesaria.

El proceso puede ser semiautomático o automático, siendo el método semiautomático el de mayor aplicación.

Características del proceso

Con la “protección exterior de gas”, las ventajas del proceso son:

Soldaduras suaves y sanas.

Penetración profunda.

Buenas propiedades para radiografía.

Sin la protección exterior del gas ofrece las siguientes ventajas:

Elim inación del gas externo de protección.

Penetración moderada.

Posibilidad de soldar en corriente de aire.

Page 8: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

9

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Metal depositado de alta calidad.

El operador puede ver el arco.

La soldadura es posible en todas las posiciones lo que depende del diámetro del alambre empleado.

Se puede hacer cualquier tipo de junta en función al espesor de plancha.

El proceso tubular tiene amplia aplicación en trabajos de fabricación en taller, m antenimiento y construcción en

terreno. Se ha usado para soldar ensambles que se ajustan al código de calderas y recipientes de presión de la

ASME, a las reglas del American Bureau of Shipping y a ANSI / AWS D1.1, código de soldadura estructural – acero.

El FCAW tiene categoría de proceso precalificado en ANSI/AWS D1.1. Se han usado electrodos de acero

inoxidable con núcleo fundente, auto protegidos y con protección gaseosa, para trabajos de fabricación en general,

recubrim iento, unión de metales disímiles, mantenimiento y reparación.

El sistema de identificación del material de aporte para este sistema es el siguiente.

7.- SO LDADURA POR ARCO CO N ELECTRO DO DE TUNSGTENO Y PROTECCION GASEO SA ALAM BRETUBULAR . (GT AW )

La soldadura por arco de tungsteno con gas (TIG) es un proceso, en que la fusión es producida por el calor de un

arco que se establece entre un electrodo de tungsteno no-consumible y la pieza. La protección se obtiene de un gas

inerte (argón o helio).

Page 9: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

10

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Las características sobresalientes de la soldadura TIG son:

Excelente calidad de la soldadura en casi todos los metales y aleaciones empleados por la industria

Prácticamente no se requiere ninguna limpieza posterior.

Arco y baño de fusión son claramente visibles para el soldador.

No hay metal de aporte que atraviese el arco, de modo que no se producen salpicaduras.

La soldadura es posible en todas las posiciones.

No se produce escoria que podría quedarse atrapada en la soldadura.

El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la pistola y/o el metal de aporte.

APLICACIONES

- Este sistema puede ser aplicado casi a cualquier tipo de metal, como: aluminio, acero inoxidable, acero al

carbono, magnesio, bronce, plata, hierro fundido, cobre, níquel, aceros dulces, aceros aleados, etc.

- Es especialmente apto para unión de metales de espesores delgados, desde 0,5 mm, debido al control

preciso del calor del arco y la facilidad de aplicación con o sin metal de aporte. Ej. : tuberías, tanques, etc.

- Se utiliza también en unión de espesores mayores, cuando se requiere calidad y buena terminación de la

soldadura.

Page 10: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

11

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Se puede utilizar para aplicaciones de recubrim ientos duros de superficie y para realizar cordones de raíz en cañerías

de acero al carbono, buscando la mayor eficiencia en primer pase. Para soldadura de cañería, es ventajosa la

combi- nación: - Cordón de raíz: TIG

- Resto de pases: MIG o Arco Manual

- En soldaduras por arco pulsado, suministra mayor control del calor generado por el arco con piezas de espesores

muy delgados y soldaduras en posición.

ELECTRODOS PARA SISTEMAS TIG

Los electrodos para sistema TIG, están fabricados con tungsteno o aleaciones de tungsteno, lo que los hacen

prácticamente no consumibles, ya que su punto de fusión es sobre los 3.800°C.Tipos de electrodos Identificación AWS

Electrodos de Tungsteno puro Electrodos de Tungsteno-Torio (0,8-1,2% Th) Electrodos de Tungsteno-Torio (1,7-2,2% Th) Electrodos de Tungsteno-Zirconio (0,15-0,4% Zr) Electrodos de Tungsteno-Lantano (1,0% La) Electrodos de Tungsteno-Lantano (1,5% La) Electrodos de Tungsteno-Lantano (2,0% La) Electrodos de Tungsteno-Cerio (1,8-2,2% Ce)

Punto verdePunto amarilloPunto rojoPunto caféPunto negroPunto doradoPunto azulPunto naranjo

EW PEWTh-1EWTh-2EWZrEW La-1EW La-1,5EW La-2EWCe-2

Para la selección de los electrodos del sistema TIG, se recomienda tomar en cuenta lo siguiente:

Material Tipo de corriente Penetración Gas Electrodo

AluminioAcero inox.Acero dulceCobreNíquelMagnesio

CAAFCCENCCENCCENCCENCAAF

MediaAltaAltaAltaAltaMedia

ArgónArgónArgón o HelioArgón o HelioArgónArgón

WW-ThW-ThW-ThW-ThW

8.- SO LDADURA POR ARCO SUM ERGIDO . (SAW )

En sus fundamentos físicos es sim ilar a la soldadura de arco eléctrico manual. En su operación, el electrodo es

reemplazado por un alambre desnudo que, a medida que se consume, es alimentado mediante un mecanismo auto -

mático. El arco es cubierto y protegido por un polvo granular y fusible, conocido como fundente o flujo, el m ismo que

es un compuesto de silicatos y minerales

El fundente cumple el m ismo papel que el revestim iento de los electrodos, desde el punto de vista físico y

metalúrgico. Físicamente, haciendo que la escoria proteja al baño de soldadura de la acción de los gases

atmosféricos, formando un cordón libre de poros e impidiendo una pérdida de calor demasiado rápida.

Metalúrgicamente, impidiendo pérdidas de elementos de aleación, compensando o agregándolos al metal depositado

Page 11: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

12

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

El arco eléctrico que se forma produce el calor necesario para fundir el metal base, el alambre y el flujo, que cae por

gravedad cubriendo la zona de soldadura.

Como el arco es invisible por estar cubierto, el proceso se denomina Soldadura por Arco Sumergido, no

observándose durante la operación de soldar ni el arco, ni chispas o gases esto constituye una ventaja, pues evita el

empleo de elementos de protección contra la radiación infrarroja y ultravioleta, que son impresc indibles en otros

casos. El alambre es alimentado desde un rollo.

Page 12: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

13

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

APLICACIONES

El sistema de soldadura automática por arco sumergido, permite la máxima velocidad de deposición de metal, entre

los sistemas utilizados en la industria, para producción de piezas de acero de mediano y alto espesor (desde 5 mm

aprox.) que puedan ser posicionadas para soldar en posición plana u horizontal: vigas y perfiles estructurale s,

tanques, cilindros de gas, bases de máquinas, fabricación de barcos, etc. También puede ser aplicado con grandes

ventajas en relleno de ejes, ruedas de ferrocarriles y polines, entre las características más relevantes tenemos:

Alta deposición de metal.

Penetración profunda.

Cordones de buen acabado.

Soldadura de calidad a prueba de rayos X.

Escoria de fácil remoción.

Aplicable a un amplio rango de espesores.

ALAMBRES

En el sistema de soldadura por arco sumergido, se utiliza un alambre sólido recubierto por una fina capa de cobrizado

para evitar su oxidación y mejorar el contacto eléctrico. Generalmente contiene elementos desoxidantes, que junto a

los que aporta el fundente, limpian las impurezas provenientes del metal base o de la atmósfera y ap ortan elementos

de aleación seleccionados según sean las características químicas y mecánicas del cordón de soldadura que se

desee.

Según la AWS, los alambres se clasifican por 2 letras y 2 números, que indican la composición química de éstos.

EX XXLetras dígitos

Page 13: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

14

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

1° letra, “E”: Significa electrodo para soldadura al arco.

2° letra, “X”: Significa el contenido máximo de manganeso:

Los 2 dígitos: Indican los porcentajes medios de car-bono.

CLASIFICACION DEL FUNDENTE según AWS

Según la AWS el fundente es clasificado en base a las propiedades mecánicas del depósito, al emplear una

determinada combinación fundente/alambre.

Esta clasificación es la siguiente dependiendo si se utiliza el Sistema Ingles o el Sistema Métrico

9.- PO SICIO NES DE SOLDADURA (ANSI/AW S A3.0:2001)

Page 14: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

15

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

10.- TIPO S DE SO LDADURA.Los tipos de soldadura más usados son por filete, de bisel, de relleno, y tipo tapón.

Los tipos de soldadura siempre están relacionados con la forma de unión de los materiales a unir, los cuales pueden

ser a tope, en esquina, traslape de dos planchas, unión por borde, y unión tipo “T”

Además de tener en cuenta la forma de unión se deberá considerar la preparación del bisel de los materiales a unir.

Page 15: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

16

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Algunas características de las formas de unión se detallan a continuación.

Junta a tope Satisfactoria para todas las cargas corrientes.

Requiere fusión completa y total.

Recomendable para espesores menores de 6 mm.

Preparación sencilla.

La separación de los bordes depende del espesor de las planchas.

El costo de preparación es bajo, sólo requiere el empareja - miento de los bordes de las planchas a soldar.

Junta a tope en "U" sim ple Apropiada para todas las condiciones de carga.

Sustituye a las juntas en V o X en la unión de planchas de un espesor entre 12 a 20 mm.

Esta junta consume menos electrodos que la junta en V o X, pero su costo de preparación es mucho más

elevado.

La soldadura se realiza por un solo lado, con excepción de un único cordón que se aplica al final por el lado opuesto.

Junta a tope en "V" Apropiada para todas las condiciones de carga.

Aplicable en planchas de 5 a 12 mm, no siendo muy corriente aplicarla en espesores menores.

El ángulo de la junta es de 60º.

La preparación de la junta es más cara que para la junta a tope simple.

Junta a tope en "Doble U" Satisfactoria para todas las cargas.

Para planchas de espesor superior a 20 mm, siempre y cuando sea posible soldar por ambos lados.

Esta junta consume menos electrodos que una junta en U simple.

El costo de su preparación es mucho más elevado que en todos los demás tipos de junta estudiados.

Page 16: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

17

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Junta en “T” con borde plano No requiere mecanizado alguno para la preparación de los bordes de las planchas. Se usa para todas las

planchas de espesores corrientes.

Especialmente para trabajos en que las cargas sometan a la soldadura a un esfuerzo cortante longitudinal.

Junta en "T" con bordes en doble "V" Usada para la unión de planchas gruesas, cuando las piezas pueden soldarse por ambos lados.

Apropiada para soportar grandes esfuerzos de corte, longitudinales o transversales.

El maquinado es más caro que para la junta en V, pero el consumo de electrodos es menor que en la junta de bordes

planos para iguales espesores de plancha.

IMPORTANTE: la mejor junta es la que, con un mínimo costo satisface todas las condiciones de servicio, para ello se

debe tener en cuenta tres factores:

- La carga y sus características, es decir si la carga es de tracción o compresión, y si existe alguna

combinación de esfuerzos de doblado, fatiga o choque.

- La forma en que la carga es aplicada, o sea si su acción es continua, variable o instantánea.

- El costo de preparación y de la ejecución, propia- mente dicha de la soldadura.

Otros aspectos, que deben tenerse en cuenta, son los efectos del alabeo, la comodidad para soldar y la uniformidad y

apariencia de la soldadura.

Page 17: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

18

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

11.- SIM BOLO S DE SO LDADURA.

Algunos ejemplos con aplicaciones de simbología se representan a continuación.

Page 18: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

19

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Soldadura de filete con cordón intermitente.

Soldadura de bisel con cordón variable

Page 19: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

20

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Soldadura de tapón y ranura.

Soldadura de tapón parcialmente rellenas (nótese que se indica longitud y luego el paso).

12.- INSPECCION Y PRUEBAS EN SOLDADURA.Para la inspección de soldaduras se aplica el método de inspección visual además de los ENSAYOS NO

DESTRUCTIVOS (NDT) como son

1. Líquidos penetrantes (PT)

2. Partículas magnetizables (MT)

3. Radiografías (RT)

4. Ultrasonido (UT)

5. Corrientes inducidas (ET)

Page 20: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

21

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

INSPECCIÓN VISUAL (VT)

Dado que las responsabilidades del inspector de soldadura pueden hacerse extensivas a todas las etapas de

fabricación de un producto, una ayuda útil es una lista de chequeo de inspección. Este documento va a ayudar al

inspector de soldadura a organizar el esfuerzo de inspección y a asegurar que cada tarea específica sea realizada.

Un ejemplo de esta lista puede ser.

Antes de la Soldadura Durante la Soldadura Después de la Soldadura–Revisar la DocumentaciónAplicable

–Verificar los procedimientos desoldadura

–Verificar las calificaciones de cadasoldador

–Establecer los puntos de espera

–Desarrollar el plan de inspección

–Desarrollar el plan para losregistros de inspección y elmantenimiento de esos registros

–Desarrollar el sistema deidentificación de rechazos

–Verificar el estado del equipo desoldadura

–Verificar la calidad y el estado delmetal base y los materiales deaporte a ser usados

–Verificar los preparativos para lasoldadura

–Verificar la limpieza de la junta

–Verificar precalentamiento si serequiere

–Verificar que las variables desoldadura estén de acuerdo con elprocedimiento de soldadura

–Verificar la calidad de cada pasadade soldadura

–Verificar la limpieza entre pasadas

–Verificar la temperatura entrepasadas

–Verificar la secuencia y ubicaciónde las pasadas de soldaduraindividuales

–Verificar las superficies repeladas

–Si se requiere, verificar los ensayosNDE durante el proceso

–Verificar el aspecto final de lasoldadura terminada

–Verificar el tamaño de la soldadura

–Verificar la longitud de la soldadura

–Verificar la precisión dimensionaldel componente soldado

–Si se requiere, verificar los ensayosNDE adicionales

–Si se requiere verificar eltratamiento térmico posterior a lasoldadura

–Preparar los reportes de inspección

Page 21: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

22

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

ENSAYO DE LIQUIDOS PENETRANTES (PT)

En términos generales, el ensayo de líquidos penetrantes revela discontinuidades superficiales mediante la afloración

de un medio penetrante contra un fondo de contrastante coloreado. Esto se logra mediante la aplicación de un

penetrante (generalmente un líquido) sobre la superficie limpia de la pieza a ensayar. Una vez que se deja

permanecer al penetrante sobre la superficie durante una cantidad de tiempo de penetración, este va a infiltrarse

adentro de cualquier abertura superficial. A continuación se remueve el exceso de penetrante y se aplica un revelador

que saca al penetrante que permanece en las discontinuidades. Las indicaciones resultantes son mostradas en

contraste y magnifican la presencia de la discontinuidad de manera que pueden ser interpretadas visualmente.

1. Superficie de ensayo limpia. 2.- Penetrante sobre la Superficie de Ensayo y en laFisura

3.-Se quita el exceso de Penetrante 4.-Indicación Visible luego de la Aplicación delRevelador

ENSAYO DE PARTICULAS MAGNETIZABLES (MT)

Este particular método de ensayo no destructivo es principalmente usado para descubrir discontinuidades

superficiales.

Page 22: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

23

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Para entender este ensayo consideremos la discontinuidad que está presente en la barra de acero; en la vecindad

de esa discontinuidad, hay campos magnéticos de signo opuesto creados en los extremos opuestos de la separación

de aire presente en la discontinuidad. Estos polos de signo opuesto tienen una fuerza atractiva entre ellos, y si el

área es rociada con partículas de hierro, estas partículas van a ser atraídas y sostenidas en el lugar de la

discontinuidad.

Por esto para realizar un ensayo de partículas magnetizables, debe haber algunas muestras de generación de un

campo magnético en la pieza a ensayar. Una vez que la parte ha sido magnetizada, las partículas de hierro son

rociadas sobre la superficie. Si las discontinuidades están presentes, estas partículas van a ser atraídas y sostenidas

en el lugar para proveer una indicación visual.

ENSAYO RADIOGRAFICO (RT)

La radiografía es un método de ensayos no destructivos basado en el principio de transmisión o absorción de

radiación preferencial. Las áreas de espesor reducido o menor densidad transmiten más, y en consecuencia

absorben menos radiación. La radiación que pasa a través del objeto de ensayo, formará una imagen contrastante en

una película que recibe la radiación.

Las áreas de alta transmisión de radiación, o baja absorción, en la película revelada aparecen como áreas negras.

Las áreas de baja transmisión de radiación, o alta absorción, en las películas reveladas aparecen como áreas claras

Page 23: UNIONES SOLDADAS

DISEÑO MECANICO IIUNSA – Ingeniería Mecánica

24

JDCIng. Jesús Donayre Cahua

Efecto del Espesor de la Pieza en la Transmisión deRadiación (Absorción)

Efecto de la Densidad del Material en la Transmisión deRadiación (Absorción)

ENSAYO POR ULTRASONIDO (UT)

Es un método de inspección que usa ondas sonoras de alta frecuencia, por encima del rango audible por el ser

humano, para medir propiedades geométricas y físicas en los materiales.

La onda sonora generada viaja a través del metal a una velocidad dada y retornará a un transductor cuando

encuentre algún reflector, tal como un cambio de densidad, y sea reflejado. Si este reflector está orientado

apropiadamente, rebotará el sonido de retorno hacia el transductor a la misma velocidad y contactará al transductor.

Cuando es impactado por dicha onda sonora que retorna, un cristal piezoeléctrico convertirá esta energía sonora

nuevamente en pulsos electrónicos que son amplificados y pueden ser mostrados por el tubo de rayos catódicos

[TCR (CRT)] como una indicación visual a ser interpretada por el operador.

Reflexión del Sonido desde una Discontinuidad