Landasalas

Manual de prácticas de soldadura

UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

“MANUAL DE PRACTICAS DE SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO MANUAL (TIG, MIG, SMAW) “

TRABAJO TEORICO PRÁCTICO

Que para obtener el título de: INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICISTA

PRESENTA: CARLOS AUGUSTO LANDA SALAS

DIRECTOR: ING. FRANCISCO RICAÑO HERRERA

XALAPA, VER. 2011

AGOSTO

1 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prรกcticas de soldadura

2 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura INTRODUCCIÓN

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CAPITULO I: GENERALIDADES DE LA SOLDADURA

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1.1 HISTORIA.

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1.2 DEFINICIÓN.

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1.3 FUNDAMENTOS.

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A. SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO CON ELECTRODO REVESTIDO. B. SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO CON GAS DE PROTECCIÓN (TIG, MIG).

1.4 EL CORDÓN DE SOLDADURA. 1.4.1 DEFECTOS EN SOLDADURAS

CAPITULO II: EQUIPO CON QUE CUENTA EL TALLER DE LA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA XALAPA.

12

21

2.1 EQUIPO BASICO PARA SOLDAR AL ARCO. 2.1.1ELECTRICIDAD. 2.1.2CALOR.

21

2.2 ELECTRICIDAD EN LAS MAQUINAS PARA SOLDAR 2.2.1 PROCESOS Y FUENTES DE POTENCIA. 2.2.2 MÁQUINAS DE SOLDAR CON ARCO. 2.2.3 MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA

22

2.3 EQUIPOS ELÉCTRICOS DE SOLDAR. 2.3.1 ARCO MANUAL CON ELECTRODO (SMAW).

24

.

2.3.2 ARCO MANUAL CON ELECTRODO NO CONSUMIBLE Y GAS INERTE DE PROTECCIÓN (TIG).

2.3.3 ARCO MANUAL CON ELECTRODO CONTINUO Y GAS INERTE DE PROTECCIÓN (MIG).

2.3 LISTA DEL EQUIPO.  SOLDADORA DE ARCO MI-250-CA/CD-AF.  SOLDADORA THUNDERBOLT 225 CA.  ARC WELDER 225 AC.  SOLDADORA MILLERMATIC-355 CD.  ECONO TWIN AF.  TRAS PULS SYNERGIC 2700 MIG.

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3 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura

CAPITULO III RECOMENDCIONES Y ESPECIFICACIONES (MEDIDAS DE SEGURIDAD).

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3.1 INTRODUCCION

34

3.2 RIESGOS Y FACTORES DE RIESGO

34

3.2.1 RIESGOS DE ACCIDENTE 3.2.2 RIESGOS HIGIENICOS 3.3 PROTECCION.

35

3.3.1 PROTECCION DEL EQUIPO DE TRABAJO 3.3.2 PROTECCION PARA EL OPERADOR

3.4 TECNICAS DE SOLDADURA

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3.5 TIPOS DE UNIONES a) PREPARACIÓN DE UNIONES b) UNIONES

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3.6 RECOMENDACIONES.

48

CAPITULO IV TIPOS DE SOLDADURA POR ARCO MANUAL (TIG,

53

MIG, SMAW).

4.1 SOLDADURA TIG.

53

4.2 SOLDADURA MIG.

60

4.3 SOLDADURA SMAW.

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CAPITULO V: MANUAL DE PRÁCTICAS DE SOLDADURA (TIG, MIG y SMAW).

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PRACTICA #1.

RECONOCIMIENTO DE EQUIPO Y MEDIDAS DE SEGURIDAD. PRACTICA#2.

SOLDADURA CON CORDON PLANO (UNION A TOPE).

PRACTICA#3.

SOLDADURA EN ANGULO HORIZONTAL (UNION TRASLAPE).

PRACTICA#4.

SOLDADURA VERTICAL (UNION A TOPE).

4 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prรกcticas de soldadura PRACTICA#5.

SOLDADURA HORIZONTAL (UNION A ESCUADRA).

CONCLUSIONE

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BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS

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5 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura INTRODUCCIÓN Este es un trabajo de investigación sobre el proceso de soldadura por arco eléctrico, contiene un poco de historia así como fundamentos del proceso. También se agrego información sobre uniones y defectos de soldaduras.

En él se describen los procesos de soldadura TIG, MIG y SMAW. También contiene la explicación de cómo funciona cada proceso y sus variantes así como el equipo necesario para realizar cada uno de ellos.

Se hizo un inventario sobre la maquinaria con que cuenta el taller de mecánica en la facultad de ingeniería mecánica eléctrica, Xalapa.

Aquí se mencionan las posibilidades de sufrir accidentes o lesiones que afecten al soldador y las formas de evitarlos, utilizando el equipo de seguridad adecuado y se menciona la forma correcta de usar la maquinaria para soldar.

Incluye un manual de prácticas de soldadura para el proceso SMAW, soldadura por arco manual con electrodo revestido.

Se ha hecho una serie de prácticas de soldadura con el fin de poder transmitir el conocimiento en la mayor cantidad posible que un ingeniero mecánico eléctrico necesita hoy en día a cerca de los procesos de soldadura.

Las prácticas están basadas en el equipo que se tiene en el taller de mecánica en la facultad de ingeniería mecánica eléctrica de Xalapa, a si como también se han incluido los diferentes tipos de uniones, diferentes tipos de soldadura según sea la clasificación del cordón a utilizar.

El manual de prácticas se ha dividido en dos partes una de prácticas resueltas y otra con prácticas para imprimir.

6 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura CAPITULO I GENERALIDADES DE LA SOLDADURA HISTORIA. La historia de la unión de metales se remonta a varios milenios, con los primeros ejemplos de soldadura desde la edad de bronce y la edad de hierro en Europa y el Oriente Medio. La soldadura fue usada en la construcción del Pilar de hierro de Delhi, en la India, erigido cerca del año 310 y pesando 5.4 toneladas métricas. La Edad Media trajo avances en la soldadura de fragua, con la que los herreros repetidamente golpeaban y calentaban el metal hasta que ocurría la unión. En 1540, Vannoccio Biringuccio publicó a De la pirotechnia, que incluye descripciones de la operación de forjado. Los artesanos del Renacimiento eran habilidosos en el proceso, y la industria continuó creciendo durante los siglos siguientes. Sin embargo, la soldadura fue transformada durante el el siglo XIX. En 1800, Sir Humphry Davy descubrió el arco eléctrico, y los avances en la soldadura por arco continuaron con las invenciones de los electrodos de metal por un ruso, Nikolai Slavyanov, y un americano, C. L. Coffin a finales de los años 1800, incluso como la soldadura por arco de carbón, que usaba un electrodo de carbón, ganó popularidad.

Alrededor de 1900, A. P. Strohmenger lanzó un electrodo de metal recubierto en Gran Bretaña, que dio un arco más estable, y en 1919, la soldadura de corriente alterna fue inventada por C. J. Holslag, pero no llegó a ser popular por otra década.

La soldadura por resistencia también fue desarrollada durante las décadas finales del siglo XIX, con las primeras patentes yendo a Elihu Thomson en 1885, quien produjo posteriores avances durante los siguientes 15 años. La soldadura de termita fue inventada en 1893, y alrededor de ese tiempo, se estableció otro proceso, la soldadura a gas. El acetileno fue descubierto en 1836 por Edmund Davy, pero su uso en la soldadura no fue práctico hasta cerca de 1900, cuando fue desarrollado un soplete conveniente.

Al principio, la soldadura de gas fue uno de los más populares métodos de soldadura debido a su portabilidad y costo relativamente bajo. Sin embargo, a medida que progresaba el siglo 20, bajó en las preferencias para las aplicaciones industriales. En gran parte fue sustituida por la soldadura de arco, en la medida que continuaron siendo desarrolladas las cubiertas de metal para el electrodo (conocidas como fundente), que estabilizan el arco y blindaban el material base de las impurezas.

La Primera Guerra Mundial causó un repunte importante en el uso de los procesos de soldadura, con las diferentes fuerzas militares procurando determinar cuáles de los varios procesos nuevos de soldadura serían los mejores. Los británicos usaron primariamente la soldadura por arco, incluso construyendo una nave, el Fulagar, con un casco enteramente soldado. Los estadounidenses eran más vacilantes, pero comenzaron a reconocer los beneficios de la soldadura de arco cuando el proceso les permitió reparar rápidamente sus naves después de los ataques alemanes en el puerto de Nueva York al principio de la guerra. También la soldadura de arco fue aplicada

7 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura primero a los aviones durante la guerra, pues algunos fuselajes de aeroplanos alemanes fueron construidos usando el proceso.

Durante los años 1920, importantes avances fueron hechos en la tecnología de la soldadura, incluyendo la introducción de la soldadura automática en 1920, en la que el alambre del electrodo era alimentado continuamente. El gas de protección se convirtió en un tema recibiendo mucha atención, mientras que los científicos procuraban proteger las soldaduras contra los efectos del oxígeno y el nitrógeno en la atmósfera. La porosidad y la fragilidad eran los problemas primarios, y las soluciones que desarrollaron incluyeron el uso del hidrógeno, argón, y helio como atmósferas de soldadura.

Durante la siguiente década, posteriores avances permitieron la soldadura de metales reactivos como el aluminio y el magnesio. Esto, conjuntamente con desarrollos en la soldadura automática, la corriente alterna, y los fundentes alimentaron una importante extensión de la soldadura de arco durante los años 1930 y entonces durante la Segunda Guerra Mundial.

A mediados del siglo XX, fueron inventados muchos métodos nuevos de soldadura. 1930 vio el lanzamiento de la soldadura de perno, que pronto llegó a ser popular en la fabricación de naves y la construcción. La soldadura de arco sumergido fue inventada el mismo año, y continúa siendo popular hoy en día.

En 1941, después de décadas de desarrollo, la soldadura de arco de gas tungsteno fue finalmente perfeccionada, seguida en 1948 por la soldadura por arco metálico con gas, permitiendo la soldadura rápida de materiales no ferrosos pero requiriendo costosos gases de blindaje. La soldadura de arco metálico blindado fue desarrollada durante los años 1950, usando un fundente de electrodo consumible cubierto, y se convirtió rápidamente en el más popular proceso de soldadura de arco metálico. En 1957, debutó el proceso de soldadura por arco con núcleo fundente, en el que el electrodo de alambre auto blindado podía ser usado con un equipo automático, resultando en velocidades de soldadura altamente incrementadas, y ése mismo año fue inventada la soldadura de arco de plasma. La soldadura por electro escoria fue introducida en 1958, y fue seguida en 1961 por su prima, la soldadura por electro gas.

Otros desarrollos recientes en la soldadura incluyen en 1958 el importante logro de la soldadura con rayo de electrones, haciendo posible la soldadura profunda y estrecha por medio de la fuente de calor concentrada.

Siguiendo la invención del láser en 1960, la soldadura por rayo láser debutó varias décadas más tarde, y ha demostrado ser especialmente útil en la soldadura automatizada de alta velocidad, Sin embargo, ambos procesos continúan siendo altamente costosos debido al alto costo del equipo necesario, y esto ha limitado sus aplicaciones.

Tomado de [8]

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Manual de prácticas de soldadura

DEFINICION: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

El objeto principal de la unión es el de asegurar la mejor continuidad de las piezas, continuidad que será más perfecta cuanto más uniforme sea la transmisión del esfuerzo.

La transmisión de esfuerzos en las uniones se hace en muchas ocasiones de modo indirecto, ya que para pasar el esfuerzo de una pieza a otra se la obliga previamente a desviarse de su trayectoria normal. Los procesos de soldadura son un proceso de unión permanente. Existe una gran variedad de procesos, desde los más sencillos y manuales hasta los más complejos y automatizados.

Existen cerca de cuarenta sistemas de soldar, pero el más importante para las estructuras metálicas es el sistema de soldadura por fusión. En las soldaduras por fusión el calor proporcionado funde los extremos de las piezas y al solidificar se produce la unión.

Existen diferentes tipos de soldadura por fusión, pero los más utilizados son dos: Soldadura autógena La Soldadura Autógena es un tipo de soldadura por fusión conocida también como soldadura oxi-combustible u oxiacetilénica. La soldadura oxiacetilénica es la forma más difundida de soldadura autógena. En este tipo de soldadura, la combustión se realiza por la mezcla de acetileno y oxígeno que arden a la salida de una boquilla (soplete). La soldadura autógena no requiere de aporte de material.

Soldadura por arco eléctrico, que es la que se utiliza en estructuras metálicas. Estos procesos usan una fuente de alimentación para soldadura para crear y mantener un arco eléctrico entre un electrodo y el material base para derretir los metales en el punto de la soldadura. Pueden usar tanto corriente continua (DC) como alterna (AC), y electrodos consumibles o no consumibles. A veces, la región de la soldadura es protegida por un cierto tipo de gas inerte o semi inerte, conocido como gas de protección, y el material de relleno a veces es usado también.

Este segundo tipo de soldadura es en el que fijaremos nuestra atención pues en base a él se ha realizado este trabajo.

Tomado de [8]

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Manual de prácticas de soldadura

FUNDAMENTOS: La Soldadura por Arco manual o eléctrico, es un sistema que utiliza una fuente de calor (arco eléctrico) y un medio gaseoso generado por la combustión del revestimiento del electrodo y en otros casos por la utilización de un gas inerte, mediante el cual es posible la fusión del metal de aporte y la pieza, generando con esto una unión metálica resistente a todos los esfuerzos mecánicos.

• Para soldar efectivamente se requiere a) Un buen control del proceso: Regular los parámetros de la maquina soldadora, tener estabilidad en la velocidad del desplazamiento del arco de protección, asegurar que el tipo de soldadura es el adecuado para el tipo de material y la unión. b) Una buena preparación de la unión y la superficie: Se debe limpiar las piezas a unir para evitar materiales no deseados en la soldadura que puedan provocar imperfecciones, según el tipo de unión puede necesitar o no un bisel con un ángulo adecuado y una separación entre piezas según sea el material. c) Seleccionar apropiadamente el proceso y sus parámetros de operación: Antes de seleccionar un proceso tenemos que ver el material y el tipo de unión, una vez que hemos identificado estos entonces procedemos a seleccionar un proceso, una vez definido el proceso procedemos a regular los parámetros de la maquina soldadora a utilizar.

1.- Soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido o recubierto: La Soldadura por Arco manual o eléctrico con electrodo revestido, es un sistema que utiliza una fuente de calor y un medio gaseoso generado por la combustión del revestimiento del electrodo, mediante el cual es posible la fusión del metal de aporte y la pieza.

Este tipo de arco puede llevarse a cabo mediante corriente alterna (CA) y corriente continua también (CD). El flujo de electrones va del polo positivo al negativo.

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[1] fig. 1 soldadura por arco con electrodo recubierto.

2.- Soldadura por arco manual con electrodo de tungsteno no consumible y gas de protección: El sistema TIG es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa que utiliza el intenso calor del arco eléctrico, generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar, donde puede utilizarse o no metal de aporte.

Se utiliza un gas de protección cuyo objetivo es desplazar el aire, para eliminar la posibilidad de contaminación de la soldadura por él oxigeno y nitrógeno presente en la atmósfera. Como gas protector se puede emplear helio y argón o una mezcla de ambos.

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Manual de prácticas de soldadura 3.- Soldadura por arco manual con electrodo continuo y gas de protección: El sistema MIG es un proceso de soldadura al arco, donde la fusión se produce por calentamiento con un arco entre un electrodo de metal de aporte continuo y la pieza, donde la protección del arco se obtiene de un gas suministrado en forma externa, el cual protege de la contaminación atmosférica y ayuda a estabilizar el arco. Como gas protector se puede emplear argón o helio o una mezcla de ambos.

Tomado de [2]

EL CORDON DE SOLDADURA: El cordón de soldadura tiene tres partes bien diferenciadas que se denominan Partes del cordón de soldadura. a). Zona de soldadura: Es la zona central, que está formada fundamentalmente por el metal de aportación. b). Zona de penetración. Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los electrodos. La mayor o menor profundidad de esta zona define la penetración de la soldadura. Una soldadura de poca penetración es una soldadura generalmente defectuosa. c). Zona de transición. Es la más próxima a la zona de penetración.

Esta zona, aunque no ha sufrido la fusión, sí ha soportado altas temperaturas, que la han proporcionado un tratamiento térmico con posibles consecuencias desfavorables, provocando tensiones internas.

12 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Las dimensiones fundamentales que sirven para determinar un cordón de soldadura son la garganta y la longitud.

La garganta (a): Es la altura del máximo triángulo isósceles cuyos lados iguales están contenidos en las caras de las dos piezas a unir y es inscribible en la sección transversal de la soldadura.

Longitud eficaz (l): Es la longitud real de la soldadura menos los cráteres extremos. Se admite que la longitud de cada cráter es igual a la garganta.

L eficaz = l geométrica - 2 × a

En la siguiente figura se muestran los puntos antes mencionados:

DEFECTOS EN SOLDADURAS: Como en cualquier proceso se pueden presentar defectos en las soldaduras, como pueden ser; A) Cordones defectuosos: La forma en que el soldador conduce el electrodo, así como el correcto ajuste de la corriente para el diámetro empleado, son decisivos para el aspecto y la calidad de la costura terminada.

En los catálogos de electrodos está indicado el amperaje máximo que de ninguna manera debe excederse. Los amperajes normales son inferiores a estos valores en aproximadamente 20%.

B) Porosidades en las soldaduras: a) Poros en los primeros centímetros de la costura: Son frecuentemente producidos por electrodos húmedos que debido al calentamiento del electrodo durante la operación del soldeo, la humedad en el revestimiento se vaporiza, produciéndose la formación de poros. Los electrodos básicos tienen tendencia a la formación de poros iniciales, en caso de soldar con arco demasiado largo.

También pueden presentarse poros al haber contacto con un electrodo de revestimiento básico en una base completamente fría. Es bastante fácil evitarlo.

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Manual de prácticas de soldadura El soldador debe encender el electrodo aproximadamente 1 cm. detrás del cráter final del cordón anterior, esperando hasta que adquiera buena fluidez para avanzar sobre el cráter final y continuar el cordón. Otra alternativa consiste en demorar un poco sobre el punto de partida, antes de iniciar el avance del electrodo. b) Poros al final del cordón: Se presentan, cuando se suelda el electrodo con sobrecarga de corriente, calentándose por esta razón hasta la temperatura de ebullición del alambre. Puede evitarse reduciendo el amperaje. c) Poros que se presentan en forma regular sobre toda la longitud del cordón: La causa reside generalmente en el material base. Por ejemplo, aceros con alto contenido de azufre o fósforos no pueden soldarse libres de poros cuando se usan electrodos con revestimiento ácido. En muchos casos el remedio es usar electrodos básicos. d) Nidos de poros no visibles en la superficie: Se deben, por lo general, a un manejo incorrecto del electrodo. Por una oscilación demasiado pronunciada o una separación excesiva entre los bordes de las planchas a soldar, el metal de aporte se solidifica por acceso del aire e insuficiente protección de la escoria, volviéndose poroso.

C) Fusión incompletas: Discontinuidad bidimensional causada por la falta de unión entre los cordones de soldadura y el metal base, o entre los cordones de la soldadura.

Es el resultado de técnica de soldadura, preparación del metal base, o diseño de la junta inapropiados.

Entre las deficiencias que causan la fusión incompleta se destacan el insuficiente aporte de calor de soldadura, falta de acceso a todas las superficies de fusión, o ambas. El óxido fuertemente adherido interferirá con una completa fusión, siempre que haya un correcto acceso a las superficies de fusión y un adecuado aporte de calor a la soldadura.

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Manual de prácticas de soldadura

D) Encogimiento: Se produce por el efecto térmico que produce el proceso de soldadura en algunas uniones en base a la composición del material de las piezas unidas, para evitar este efecto es necesario utilizar el amperaje óptimo y un electrodo adecuado según sea el material.

E) Distorsión: Debido a la soldadura implica muy localizados de calentamiento de bordes de la junta para fundir el material, no uniforme de tensiones se crean en el componente debido a la expansión y la contracción del material calentado.

Inicialmente, los esfuerzos de compresión se crean en el metal que rodea el frío durante el baño de fusión se forma debido a la expansión térmica del metal caliente (zona afectada por el calor) al lado del baño de fusión. Sin embargo, se producen tensiones de tracción en el enfriamiento cuando la contracción del metal de soldadura y la zona afectada por el calor inmediato es resistido por la mayor parte del metal frío.

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Manual de prácticas de soldadura

F) Falta de material: Discontinuidad cuyo tamaño, forma, orientación, ubicación o propiedades son inadmisibles para alguna norma específica.

En particular, al realizar un ensayo no destructivo (END) se cataloga como defecto a toda discontinuidad o grupo de discontinuidades cuyas indicaciones no se encuentran dentro de los criterios de aceptación especificados por la norma aplicable.

G) Ausencia de fusión: Este es uno de los defectos internos más serios que puede haber en una soldadura. Se produce cuando el electrodo o material de aportación fundido cae sobre el material base sin conseguir el fundido. Puede ocurrir en soldaduras a tope y en soldaduras en ángulo. Puede ser que la soldadura no se realice con la intensidad de corriente adecuada, que el operario no esté capacitado para efectuar el trabajo.

16 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura H) Rajaduras en la soldadura: Estas rajaduras pueden ser ocasionadas casi siempre por los siguientes motivos: a) Sobrepasar el límite de resistencia de la costura debido a esfuerzos en la pieza de trabajo: Lo que ocurre con especial frecuencia en objetos de forma complicada fuertemente estriados y con paredes de gran espesor. Cambiando la secuencia de soldadura o mediante cambios de construcción puede evitarse tales defectos. b) Inadecuada selección del electrodo: Todos los aceros con más de 0,25% de Carbono (Resistencia algo mayor que 52Kg/mm2) pueden soldarse garantizada mente solo con electrodos básicos.

Electrodos con revestimiento ácido producen en estos materiales rajaduras.

Los aceros con más de 0,6% de carbono son soldables solo con cierta reserva, es decir habrá que usar electrodos especiales. Igualmente se requiere gran cuidado en el caso de piezas de fundición de acero. c) Empleo inadecuado de electrodos con revestimiento ácido: Por razones ya arriba mencionadas, estos tipos no deben emplearse para el cordón de raíz en soldaduras de capas múltiples y tampoco en trabajos de apuntalado. Igualmente, pueden ocasionar fisuración del cordón los aceros con contenido de azufre o fósforo, como son aceros para trabajos en tornos automáticos.

Las fisuras pueden clasificarse en: •Fisuras en caliente: se desarrollan durante la solidificación y su propagación es intergranular (entre granos).

• Fisuras en frío: se desarrollan luego de la solidificación, son asociadas comúnmente con fragilización por hidrógeno. Se propagan entre y a través de los granos (inter y transgranular).

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Manual de prĂĄcticas de soldadura

PenetraciĂłn incompleta Ocurren en el metal base y en el metal de aporte, cuando las tensiones localizadas exceden la resistencia Ăşltima del material. La mayor parte de las normas utilizadas consideran que las fisuras son, independientemente de su longitud, defectos y por lo tanto una vez detectadas deben removerse, eliminarse.

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Manual de prácticas de soldadura

Condiciones mínimas para realizar un adecuado control de soldadura: Para hacer un correcto seguimiento de la obra lo básico que debe saberse, además de las normas aplicables, es lo siguiente: 1) Deben estar indicados en planos constructivos los tipos de soldadura, con la simbología correspondiente: soldaduras a tope (en cañerías y recipientes serán de penetración total), dimensiones de los catetos en las soldaduras filete (continuas o intermitentes, y en este último caso el largo y separación de los cordones).

19 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura 2) Debe solicitarse o reunirse la siguiente documentación: procedimientos de soldaduras calificados a utilizar, soldadores calificados, tipos de controles (inspección visual y demás).

Debe exigirse a la empresa ejecutora del trabajo que se haga responsable de la calidad del mismo, mediante el cumplimiento de lo indicado por las normas exigidas.

Absolutamente todas la normas establecen que el fabricante es el responsable del fiel cumplimiento de las especificaciones, y debe contar con personal competente y maquinaria apta para tal fin.

Pero es fundamental que al fabricante se le indique claramente qué normas deben aplicarse, sin ambigüedades, pues buena parte del éxito de una obra radicará en las adecuadas especificaciones técnicas.

Tomado de [2 y 9]

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Manual de prácticas de soldadura CAPITULO II EQUIPO CON QUE CUENTA EL TALLER DE MECANICA DE LA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA XALAPA EQUIPO BÁSICO PARA SOLDAR AL ARCO. Electricidad a partir del magnetismo y magnetismo a partir de la electricidad es el principio con el cual funcionan las máquinas eléctricas. Estos experimentos, junto con el perfeccionamiento de los electrodos, llevaron a la introducción de los muchos procesos para soldadura con arco que conocemos en la actualidad.

En cualquier proceso para soldadura con arco, el intenso calor requerido para fundir el metal base se produce con un arco eléctrico. Un soldador experto debe tener conocimientos de electricidad para su propia seguridad y a fin de comprender el funcionamiento del equipo para soldar con arco. Aunque la soldadura con arco no es más peligrosa que otros procesos de soldadura, se deben observar algunas precauciones debido a los elevados amperajes que se utilizan y a la radiación que se desprende del arco, entre otras cosas.

Electricidad: A la electricidad sólo la conocemos por sus efectos. Es una fuerza invisible de atracción que produce una carga eléctrica. Si se provee una trayectoria entre objetos cargados que se atraen entre sí, se tendrá corriente eléctrica.

Esta corriente en realidad es un flujo de electrones desde el objeto que tiene más de éstos hacia el que tiene menos, o sea, desde la terminal o extremo negativo de un conductor hacia la terminal positiva del mismo. Cuando los electrones de una corriente se mueven siempre en la misma dirección producen corriente continua (llamada a veces corriente directa). Cuando los electrones invierten su dirección a intervalos periódicos producen corriente alterna.

Calor: Se ha descrito que la corriente eléctrica es un flujo de electrones y que el número de electrones que fluyen durante un minuto o un segundo se llama amperaje y la tensión que mueve a los electrones se llama voltaje.

Un generador o un alternador son el medio para poner en movimiento los electrones. Una corriente eléctrica no sólo produce un campo magnético sino también calor; éste se produce por la resistencia que hay al paso de la corriente y es la combinación que se utiliza en la soldadura.

En ella, este calor se produce cuando el soldador forma el arco, ya sea al tocar el metal con el electrodo o al superponer una corriente de arranque en él.

Cuando se establece la separación entre el electrodo y la pieza de trabajo, se 21 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura produce resistencia y se genera calor. La rapidez de la generación de calor depende de la resistencia y de la cantidad de corriente que pase por el electrodo.

ELECTRICIDAD EN LAS MÁQUINAS PARA SOLDAR En la soldadura, la relación entre el voltaje (tensión) y el amperaje (cantidad de corriente) es de máxima importancia.

En la soldadura con arco se deben tener en cuenta dos voltajes: · · voltaje en circuito abierto (VCA). · · voltaje de arco (AV).

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Manual de prácticas de soldadura

El VCA es el voltaje que hay entre las terminales de la máquina cuando no se está soldando y es alrededor de 70 V a 80 V. El VA es el voltaje entre el electrodo y el metal base durante la soldadura y es de 15 V a 40 V. Cuando se forma el arco y se inicia la soldadura, el VCA se reduce hasta el valor del VA, o sea de 80 a 40 V. Al mismo tiempo, aumenta el voltaje de arco.

Después, conforme se alarga el arco, el VA sube todavía más y se reduce el amperaje. Cuando se acorta el arco, se reduce el VA y aumenta el amperaje.

Procesos y fuentes de potencia: Para estos procesos utilizar estos tipos de fuente de potencia: SMAW: CC, CA o CC MIG: VC, CC TIG: CC, CA o CC

Máquinas de soldar con arco: Para lograr buenas soldaduras con electricidad, se necesita una máquina que controle la intensidad de la electricidad, aumente o disminuya la potencia según se requiera y que sea segura para manejarla. Hay tres tipos principales de máquina utilizadas en la soldadura con arco: 1. Máquina de CA (corriente alterna).

2. Maquina de CC (corriente continua).

3. Máquina de CA, CC (una combinación de las dos).

Máquinas de corriente alterna: Las máquinas de corriente alterna (CA) se llaman transformadores.

Transforman la corriente de la línea de alimentación (que es de alto voltaje y de bajo amperaje) en una corriente útil, pero segura para soldar (que es de bajo voltaje y alto amperaje). Esto se efectúa dentro de la máquina con un sistema de un devanado.

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Manual de prácticas de soldadura

EQUIPOS ELÉCTRICOS DE SOLDAR Están formadas por el circuito de alimentación y el equipo propiamente dicho.

Sirven para reducir la tensión de red (220 o 380 V) a la tensión de cebado (entre 40 y 100 V) y de soldeo menor de 35 V, permitiendo regular la intensidad de la corriente de soldadura, asegurando el paso de la tensión de cebado a la de soldeo de forma rápida y automática.

El circuito de alimentación está compuesto por un cable y clavija de conexión a la red y funcionando a la tensión de 220/380 V según los casos e intensidad variable.

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.

Elementos auxiliares:

Tomado de [4]

24 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura



Arco manual con electrodo (SMAW).

Los principales son los electrodos, la pinza porta electrodos, la pinza de masa y los útiles. 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.

La pinza porta electrodos sirve para fijar el electrodo al cable de conducción de la corriente de soldeo.

La pinza de masa se utiliza para sujetar el cable de masa a la pieza a soldar facilitando un buen contacto entre ambos. Entre los útiles, además de los martillos, tenazas, escoplos, 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. 

Arco manual con electrodo no consumible y gas inerte de protección (TIG).

El elemento principal es el electrodo de tungsteno, la antorcha, la boquilla porta electrodo, el gas inerte (Argón o helio), material de aporte, pinzas de masa.

La boquilla se usa para detener el electrodo de tungsteno y para dispersar el gas inerte, La pinza de masa se utiliza para sujetar el cable de masa a la pieza a soldar facilitando un buen contacto entre ambos. 

Arco manual con electrodo continuo y gas inerte de protección (MIG).

El principal es el electrodo continuo, el porta electrodo, el gas inerte (Argón o helio), material de aporte, pinzas de masa.

En este caso el porta electrodo suministra el material de aporte y al mismo tiempo dispersa el gas inerte de protección, La pinza de masa se utiliza para sujetar el cable de masa a la pieza a soldar facilitando un buen contacto entre ambos.

A continuación tenemos las maquinas soldadoras con que cuenta el taller de mecánica de la facultad de ingeniería mecánica eléctrica de Xalapa Veracruz.

Las maquinas están a disposición de cualquier alumno que tenga deseo de realizar prácticas de cualquier tipo de soldadura y para apoyar en algún trabajo que necesiten realizar.

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Manual de prácticas de soldadura

INVENTARIO: SOLDADORA DE ARCO MI-250-CA/CD-AF Miller de México.

Piezas: 1 Características: Dimensiones Alto: 534 mm (21") Ancho: 483 mm (19") Largo: 705 mm (27-3/4") Peso Neto: 136 Kg. (300 Lbs.) Emb: 138 Kg. (305 Lbs.) Alimentación: 220 V / 84 Amps. Una fase 60 Hertz.

Max. V. C. A.: 75 Volts CA 64 Volts CD Salida nominal: 250Amp. 30 Volts. CA/CD de carga 30% ciclo de trabajo.

Gama de corriente: - Rango bajo 25 a 150 amps. CA -Rango alto 50 a 275 amps. CA -Rango alto 45 a 250 amps. CD -Rango bajo 25 a 150 amps. CD Salida continua: 135Amp. 25 Volts. CA/CD 100% ciclo de trabajo.

Aplicaciones: •Para soldar electrodo revestido (SMAW) de corriente alterna y directa (CA y CD).

•Diámetros: 3/32" (2.3mm) a 3/16" (4.8 mm).

Tipos: todos los disponibles en catálogo.

26 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura •Soldadura TIG (GTAW) con CD en aceros inoxidables, aleados, aleaciones de níquel y cobre etc., con arranque por contacto.

•Soldadura TIG (GTAW) con CA/CD, con unidad de alta frecuencia (opcional) al exterior o interior de la máquina, para soldadura de aluminio y arranque por A.F., sin contacto.

•Corte y biselado con electrodo de carbón.

Usos: Debido al hecho de tener a su salida corriente alterna y directa, nos permite usar una mayor variedad de tipos de electrodos, lo que las hace muy recomendables para talleres de herrería, mantenimiento a edificios, escuelas, granjas, fabricación de anuncios, muebles para jardinería, equipo médico y de la industria farmacéutica, con aditamentos como unidad de A.F. o alimentador sensible al voltaje para soldadura GMAW. Se convierten en unidades muy versátiles en mantenimiento.

Ventajas: Versatilidad y flexibilidad, en donde se requiere realizar soldaduras en diversos espesores y tipos de materiales como en mantenimiento, producción, etc.

SOLDADORA THUNDERBOLT 225 CA Miller de México.

Piezas: 2 Características: Dimensiones Alto: 534 mm (21") Ancho: 323 mm (12-3/4") Largo: 445 mm (17-1/2") Peso Neto: 47 kg. ( 104 Lbs) Emb: 65 Kg. (134 Lbs.) Alimentación:127 V / 39 Amps. Una fase 60 Hertz.

Max. V. C. A.: 80 Volts CA

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Manual de prácticas de soldadura Salida nominal: 100Amp. 25 Volts. CA de carga 20% ciclo de trabajo.

Gama de corriente: Rango bajo 30 a 110 amps. CA Rango alto 30 a 250 amps. CA Salida continua: 100Amp. 25 Volts. CA 100% ciclo de trabajo.

Control mecánico.

Trabajo manual.

Aplicaciones: •Para soldar electrodo revestido (SMAW) de corriente alterna (CA).

•Diámetros: 3/32" (2.3mm) a 3/16" (4.8 mm).

Usos: Debido al hecho de tener a su salida corriente alterna, las hace muy recomendables para talleres de herrería, mantenimiento a edificios, escuelas, granjas.

Ventajas: Versatilidad y flexibilidad, en donde se requiere realizar soldaduras en diversos espesores y tipos de materiales como en mantenimiento, producción, etc.

ARC WELDER 225 AC LINCOLN Piezas: 1 Características: Dimensiones: Alto: 410 mm (20")

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Manual de prácticas de soldadura Ancho: 343 mm (14") Largo: 342 mm (13-1/2") Peso: Peso Neto: 38 Kg. Salida Nominal: 170 A. 25 Voltios.

20% Ciclo de Trabajo.

Rango de Salida (A): CA: 40 – 225.

Descripción: La AC-225C es una fuente de poder de soldadura de varilla revestida con control de salida continua. Esta produce un arco de soldadura extremadamente suave, a cualquier programación de amperaje, para casi cualquier aplicación de soldadura.

Aplicaciones: La AC-225C puede utilizarse para diversos materiales, incluyendo aceros inoxidables, al carbón y de baja aleación, desde una hoja de metal calibre 16 hasta una placa de espesor medio.

Usos: Las aplicaciones de soldadura incluyen reparaciones de mantenimiento, fabricación o modificación de equipo, herramientas y accesorios de construcción o para reconstruir partes dañadas.

SOLDADORA MILLERMATIC-355 CD Miller de México Piezas: 1 Características:

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Manual de prácticas de soldadura Dimensiones: Alto: 534 mm (21") Ancho: 441 mm (18") Largo: 705 mm (27-3/4") Peso: Peso Neto: 64Kg. Alimentación: 127/220 V; 43.3/25 A; 60 Hz 60% Ciclo de Trabajo.

Rango de Salida (A): CD: 30 – 220.

Max. V. CD: 33 Volts CD Salida Nominal: 150 A. 26 V. Descripción: Sistema de detección automático de la pistola el compresor simplemente oprime el gatillo de pistola MIG o de empuje-arrastre y el sistema automáticamente llama el ultimo procedimiento usando en cada caso (voltaje de arco, velocidad de alimentación de alambre y los tiempos ajustados).

Ventilador sobre demanda- Sistema de enfriamiento que solo opera cuando es necesario reduciendo el consumo de energía.

Aplicaciones: Se utiliza para soldar MIG con electrodo continuo de (0.8mm y 0.9 mm de espesor).

Usos: Capacidad de 150 A 26 VCD. Para soldar en un solo paso materiales de calibre 22 hasta 10 ideales para fabricación metálica, mantenimiento y reparación, granjas y ranchos.

ECONO TWIN AF Miller de México Piezas: 1 Características:

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Manual de prácticas de soldadura Dimensiones: Alto: 55.8 mm (22") Ancho: 30.48 mm (12") Largo: mm (35")

Peso: Peso Neto: Kg. Alimentación: 220/440V; 60/80 A; 60 Hz 50% Ciclo de Trabajo.

Rango de Salida: Bajo CA: 10 – 85. Para TIG; CD: 10-80 para SMAW Alto CA: 30-150. ; CD: 20-150 Max. V. CA: 80 Volts CA, ; CD: 75 Volts CD. Salida Nominal: 150 A. 26 V. Aplicaciones: •Para soldar electrodo revestido (SMAW) de corriente alterna y directa (CA y CD).

•Diámetros: 3/32" (2.3mm) a 3/16" (4.8 mm).

Tipos: todos los disponibles en catálogo.

•Soldadura TIG (GTAW) con CD en aceros inoxidables, aleados, aleaciones de níquel y cobre etc., con arranque por contacto.

•Soldadura TIG (GTAW) con CA/CD, con unidad de alta frecuencia (opcional) al exterior o interior de la máquina, para soldadura de aluminio y arranque por A.F., sin contacto.

•Corte y biselado con electrodo de carbón.

Usos:

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Manual de prácticas de soldadura Debido al hecho de tener a su salida corriente alterna y directa, nos permite usar una mayor variedad de tipos de electrodos, lo que las hace muy recomendables para talleres de herrería, mantenimiento a edificios, escuelas, granjas, fabricación de anuncios, muebles para jardinería, equipo médico y de la industria farmacéutica, con aditamentos como unidad de A.F. o alimentador sensible al voltaje para soldadura GMAW. Se convierten en unidades muy versátiles en mantenimiento.

TRAS PULS SYNERGIC 2700 MIG Piezas: 1 Características:Dimensiones: Alto: 480 mm (18, 3/4") Ancho: 290 mm (11,1/2") Largo: 625 mm (25,5/8") Peso: Peso Neto: 27Kg. Alimentación: 220/440 V; 60/80A; 60 Hz 60% Ciclo de Trabajo.

Rango de Salida: CD; 3-270 A CD. Max. V, CD: 50 Volts CD.

Salida Nominal: 270 A. 14.2/27.5 V.

Modo sinérgico: 56 programas de soldadura para TIG, MIG y SMAW. Pantalla digital: Corriente de soldadura Tensión de soldadura Longitud de arco 32 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Avance de hilo, de velocidad Espesor de la chapa, una medida Velocidad de soldadura Numero de trabajo Función de retención de temperatura Arco indicador Aplicaciones: Se utiliza para los procesos TIG, MIG y SMAW. Puede soldar todos los electrodos existentes en los catálogos.

Usos: Por ser una maquina que solo pesa 27 Kg es ideal para realizar trabajos de campo reparación de maquinaria, en la industria farmacéutica, talleres de herrería y en el mantenimiento de fábricas y edificios.

Tomado [5, 10,11]

33 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura CAPITULO III RECOMENDCIONES Y ESPECIFICACIONES. Introducción Dentro del campo de la soldadura industrial, la soldadura eléctrica manual al arco con electrodo revestido es la más utilizada. Para ello se emplean máquinas eléctricas de soldadura que básicamente consisten en transformadores que permiten modificar la corriente de la red de distribución, en una corriente tanto alterna como continua de tensión más baja, ajustando la intensidad necesaria según las características del trabajo a efectuar.

Los trabajos con este tipo de soldadura conllevan una serie de riesgos entre los que destacan los relacionados con el uso de la corriente eléctrica, los contactos eléctricos directos e indirectos; además existen otros que también se relacionan en este trabajo, cuyo objetivo es dar a conocer las características técnicas básicas de la soldadura eléctrica, los riesgos y sus factores de riesgo y los sistemas de prevención y protección. Además se dan normas de seguridad para la organización segura del puesto de trabajo, los equipos de protección individual y el mantenimiento e inspección del material.

Al realizar este tipo de trabajos hay que tener en cuenta que las radiaciones que se generan en el arco eléctrico (luminosas, ultravioletas e infrarrojas) puede producir daños irreversibles en la retina si se fija la vista directamente sobre el punto de soldadura, además de quemaduras en la piel.

RIESGOS Y FACTORES DE RIESGO Riesgos de accidente: Los principales riesgos de accidente son los derivados del empleo de la corriente eléctrica, las quemaduras y el incendio y explosión.

El contacto eléctrico directo puede producirse en el circuito de alimentación por deficiencias de aislamiento en los cables flexibles o las conexiones a la red o a la máquina y en el circuito de soldadura cuando está en vacío (tensión superior a 50 V).

El contacto eléctrico indirecto puede producirse con la carcasa de la máquina por algún defecto de tensión.

Las proyecciones en ojos y las quemaduras pueden tener lugar por proyecciones de partículas debidas al propio arco eléctrico y las piezas que se están soldando o al realizar operaciones de descascarillado.La explosión e incendio puede originarse por trabajar en ambientes inflamables o en el interior

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Manual de prácticas de soldadura de recipientes que hayan contenido líquidos inflamables o bien al soldar recipientes que hayan contenido productos inflamables.

Riesgos higiénicos: Básicamente son tres: las exposiciones a radiaciones ultravioleta y luminosas, la exposición a humos y gases y la intoxicación por fosgeno.

Las exposiciones a radiaciones ultravioleta y luminosas son producidas por el arco eléctrico.

La inhalación de humos y gases tóxicos producidos por el arco eléctrico es muy variable en función del tipo de revestimiento del electrodo o gas protector y de los materiales base y de aporte y puede consistir en exposición a humos (óxidos de hierro, cromo, manganeso, cobre, etc.) y gases (óxidos de carbono o de nitrógeno).

Finalmente, puede ocurrir intoxicación por fosgeno cuando se efectúan trabajos de soldadura en las proximidades de cubas de desengrase con productos clorados o sobre piezas húmedas con dichos productos.

PROTECCION: Protección del equipo de trabajo: La máquina de soldar puede protegerse mediante dos sistemas, uno electromecánico (fig.1 Sistema de protección electromecánica) que consiste en introducir una resistencia en el primario del transformador de soldadura (resistencia de absorción) para limitar la tensión en el secundario cuando está en vacío y otro electrónico (fig. 2 Sistema de protección electrónica) que se basa en limitar la tensión de vacío del secundario del transformador introduciendo un TRIAC en el circuito primario del grupo de soldadura. En ambos casos se consigue una tensión de vacío del grupo de 24 V, considerada tensión de seguridad.

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Manual de prácticas de soldadura

Fig.3.2: Sistema de protección electrónica

Circuito de acometida:

Los cables de alimentación deben ser de la sección adecuada para no dar lugar a sobrecalentamientos. Su aislamiento será suficiente para una tensión nominal > 1000 V. Los bornes de conexión de la máquina y la clavija de enchufe deben estar aislados.

Carcasa La carcasa debe conectarse a una toma de tierra asociada a un interruptor diferencial que corte la corriente de alimentación en caso de que se produzca una corriente de defecto.

Protección para el operador

Para la protección ocular existen pantallas con cristales especiales, denominados cristales inactínicos, que presentan diferentes niveles de retención de las radiaciones nocivas en función del amperaje utilizado, siendo de este modo totalmente segura la actividad.

Se clasifican por sombra, siendo los más utilizados los de numero 11 y 12 (120 A), se tintan de tono verde o azul y están clasificados según diferentes normas.

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Manual de prácticas de soldadura Existen caretas automáticas en las que al empezar a soldar automáticamente se activa la protección y cuando se deja se soldar se quita la protección ocular.

Para la protección de la piel existen aditamentos especialmente diseñados para realizar este trabajo como son, guantes, mangas, peto, botas, polainas, capucha, careta, ropa resistente al calor como pueden ser pantalones y camisas especiales o el muy conocido over all.

Cada una de estas protecciones se utilizan según sean necesarias adecuándose al tipo de trabajo de soldadura a realizarse y a la posición de esta.

Fig.3.3 guantes, careta, mangas, overa ll y peto.

Los guantes, mangas, peto, capucha y polainas pueden ser de carnaza y de mezclilla, las botas deben ser de gamuza y con una suela de hule resistente al desgaste y a quemarse a si como debe tener una gran resistencia a la conducción eléctrica para evitar descargas.

El over all puede ser de gabardina o mezclilla puesto que estos tipos de tela son muy resistentes al trabajo duro así como son cómodas para realizar movimientos libremente.

La careta es fabricada con fibra de vidrio o plástico y lleva un aditamento para fijarse a la cabeza del trabajador y facilitar las actividades de soldadura. Cuenta con una ventana que contiene un cristal obscuro, también puede ser electrónica, que al detectar la luz se obscurece para proteger la retina.

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Manual de prácticas de soldadura Para la protección física interna como es sistema respiratorio existen mascaras de gas, ventiladores y extractores de humo a si como un tiempo especificado por normas para realizar trabajos de soldadura.

Se deben utilizar mamparas de separación de puestos de trabajo para proteger al resto de operarios. El material debe estar hecho de un material opaco o translúcido robusto.

La parte inferior debe estar al menos a 50 cm del suelo para facilitar la ventilación. Se debería señalizar con las palabras: PELIGRO ZONA DE SOLDADURA, para advertir al resto de los trabajadores.

Martillos y cepillos de alambre para escoria: Aunque el martillo para quitar rebabas y el cepillo de alambre no son equipo de seguridad, son parte esencial del equipo del soldador. Todas las soldaduras se deben picar con el martillo y limpiar con el cepillo de alambre al terminarlas.

[9] Fig.3.4 mampara de protección

TÉCNICAS DE SOLDADURA Definición: En ingeniería, procedimiento por el cual dos o más piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin al aporte de otro metal, llamado metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse.

Clasificación según proceso:

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Manual de prácticas de soldadura La mayor parte de procesos de soldadura se pueden separar en dos categorías: soldadura por presión, que se realiza sin la aportación de otro material mediante la aplicación de la presión suficiente y normalmente ayudada con calor, y soldadura por fusión, realizada mediante la aplicación de calor a las superficies, que se funden en la zona de contacto, con o sin aportación de otro metal.

Tipos de soldadura: En cuanto a la utilización de metal de aportación se distingue entre soldadura ordinaria y soldadura autógena. Esta última se realiza sin añadir ningún material.

La soldadura ordinaria o de aleación se lleva a cabo añadiendo un metal de aportación que se funde y adhiere a las piezas base, por lo que realmente éstas no participan por fusión en la soldadura. Se distingue también entre soldadura blanda y soldadura dura, según sea la temperatura de fusión del metal de aportación empleado; la soldadura blanda utiliza metales de aportación cuyo punto de fusión es inferior a los 450 ºC, y la dura metales con temperaturas superiores.

Técnica: Gracias al desarrollo de nuevas técnicas durante la primera mitad del siglo XX, la soldadura sustituyó al atornillado y al remachado en la construcción de muchas estructuras, como puentes, edificios y barcos. Es una técnica fundamental en la industria del motor, en la aeroespacial, en la fabricación de maquinaria y en la de cualquier producto hecho con metales.

El tipo de soldadura más adecuado para unir dos piezas de metal depende de las propiedades físicas de los metales, de la utilización a la que está destinada la pieza y de las instalaciones disponibles.

Los procesos de soldadura se clasifican según las fuentes de presión y calor utilizadas.

El procedimiento de soldadura por presión original es el de soldadura de fragua, practicado durante siglos por herreros y artesanos.

Los metales se calientan en un horno y se unen a golpes de martillo. Esta técnica se utiliza cada vez menos en la industria moderna.

Soldadura ordinaria o de aleación: Método utilizado para unir metales con aleaciones metálicas que se funden a temperaturas relativamente bajas. Se suele diferenciar entre soldaduras duras y blandas, según el punto de fusión y resistencia de la aleación utilizada. Los metales de aportación de las soldaduras blandas son aleaciones de plomo y estaño y, en ocasiones, pequeñas cantidades de bismuto. En las soldaduras 39 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura duras se emplean aleaciones de plata, cobre y cinc (soldadura de plata) o de cobre y cinc (latonsoldadura).

Para unir dos piezas de metal con aleación, primero hay que limpiar su superficie mecánicamente y recubrirla con una capa de fundente, por lo general resina o bórax. Esta limpieza química ayuda a que las piezas se unan con más fuerza, ya que elimina el óxido de los metales. A continuación se calientan las superficies con un soldador o soplete, y cuando alcanzan la temperatura de fusión del metal de aportación se aplica éste, que corre libremente y se endurece cuando se enfría. En el proceso llamado de resudación se aplica el metal de aportación a las piezas por separado, después se colocan juntas y se calientan. En los procesos industriales se suelen emplear hornos para calentar las piezas.

Este tipo de soldadura lo practicaban ya, hace más de 2.000 años, los fenicios y los chinos. En el siglo I d.C., Plinio habla de la soldadura con estaño como procedimiento habitual de los artesanos en la elaboración de ornamentos con metales preciosos; en el siglo XV se conoce la utilización del bórax como fundente.

Soldadura por fusión: Agrupa muchos procedimientos de soldadura en los que tiene lugar una fusión entre los metales a unir, con o sin la aportación de un metal, por lo general sin aplicar presión y a temperaturas superiores a las que se trabaja en las soldaduras ordinarias.

Hay muchos procedimientos, entre los que destacan la soldadura por gas, la soldadura por arco y la aluminotérmica. Otras más específicas son la soldadura por haz de partículas, que se realiza en el vacío mediante un haz de electrones o de iones, y la soldadura por haz luminoso, que suele emplear un rayo láser como fuente de energía.

Soldadura por gas: La soldadura por gas o con soplete utiliza el calor de la combustión de un gas o una mezcla gaseosa, que se aplica a las superficies de las piezas y a la varilla de metal de aportación. Este sistema tiene la ventaja de ser portátil ya que no necesita conectarse a la corriente eléctrica. Según la mezcla gaseosa utilizada se distingue entre soldadura oxiacetilénica (oxígeno/acetileno) y oxihídrica (oxígeno/hidrógeno), entre otras.

Soldadura por arco: Los procedimientos de soldadura por arco son los más utilizados, sobre todo para soldar acero, y requieren corriente eléctrica. Esta corriente se utiliza para crear un arco eléctrico entre uno o varios electrodos aplicados a la pieza, lo que genera el calor suficiente para fundir el metal y crear la unión.

La soldadura por arco tiene ciertas ventajas con respecto a otros métodos. Es más rápida debido a la alta concentración de calor que se genera y por lo tanto 40 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura produce menos distorsión en la unión. En algunos casos se utilizan electrodos fusibles, que son los metales de aportación, en forma de varillas recubiertas de fundente o desnudas; en otros casos se utiliza un electrodo refractario de volframio y el metal de aportación se añade aparte. Los procedimientos más importantes de soldadura por arco son con electrodo recubierto, con protección gaseosa y con fundente en polvo.

Soldadura por arco con electrodo recubierto: En este tipo de soldadura el electrodo metálico, que es conductor de electricidad, está recubierto de fundente y conectado a la fuente de corriente. El metal a soldar está conectado al otro borne de la fuente eléctrica. Al tocar con la punta del electrodo la pieza de metal se forma el arco eléctrico. El intenso calor del arco funde las dos partes a unir y la punta del electrodo, que constituye el metal de aportación. Este procedimiento, desarrollado a principios del siglo XX, se utiliza sobre todo para soldar acero.

Soldadura por arco con protección gaseosa: Es la que utiliza un gas para proteger la fusión del aire de la atmósfera. Según la naturaleza del gas utilizado se distingue entre soldadura MIG, si utiliza gas inerte, y soldadura MAG si utiliza un gas activo. Los gases inertes utilizados como protección suelen ser argón y helio; los gases activos suelen ser mezclas con dióxido de carbono. En ambos casos el electrodo, una varilla desnuda o recubierta con fundente, se funde para rellenar la unión.

Otro tipo de soldadura con protección gaseosa es la soldadura TIG, que utiliza un gas inerte para proteger los metales del oxígeno, como la MIG, pero se diferencia en que el electrodo no es fusible; se utiliza una varilla refractaria de volframio. El metal de aportación puede suministrarse acercando una varilla desnuda al electrodo.

Soldadura por arco con fundente en polvo: Este procedimiento, en vez de utilizar un gas o el recubrimiento fundente del electrodo para proteger la unión del aire, usa un baño de material fundente en polvo donde se sumergen las piezas a soldar. Se pueden emplear varios electrodos de alambre desnudo y el polvo sobrante se utiliza de nuevo, por lo que es un procedimiento muy eficaz.

Arco eléctrico: También llamado arco voltaico, tipo de descarga eléctrica continua que genera luz y calor intensos, formada entre dos electrodos dentro de una atmósfera de gas a baja presión o al aire libre. Fue descubierto y demostrado por primera vez por el químico británico Humphry Davy en 1800.

Para iniciar un arco se ponen en contacto los extremos de dos electrodos en forma de lápiz, por lo general de carbono, y se hace pasar una corriente intensa (unos 10 amperios) a través de ellos. Esta corriente provoca un gran calentamiento en el punto de contacto, y si a continuación se separan los electrodos, se forma entre ellos un arco similar a una llama. La descarga está producida por electrones que van desde el electrodo negativo al positivo, pero 41 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura también, en parte, por iones positivos que se mueven en sentido opuesto. El impacto de los iones genera un intenso calor en los electrodos, pero el positivo se calienta más debido a que los electrones que golpean contra él tienen mayor energía total. En un arco abierto al aire a presión normal el electrodo positivo alcanza una temperatura de 3.500 grados centígrados.

El intenso calor generado por el arco eléctrico suele utilizarse en hornos especiales para fundir materiales refractarios. En este tipo de hornos pueden alcanzarse fácilmente temperaturas del orden de los 2.800 ºC. Los arcos también se utilizan como fuente de iluminación de alta intensidad. Las luces de arco tienen la ventaja de ser fuentes luminosas concentradas, porque el 85% de la intensidad de la luz se genera en una pequeña área de la punta del electrodo positivo de carbono.

Soldadura aluminotérmica: El calor necesario para este tipo de soldadura se obtiene de la reacción química de una mezcla de óxido de hierro con partículas de aluminio muy finas.

El metal líquido resultante constituye el metal de aportación. Se emplea para soldar roturas y cortes en piezas pesadas de hierro y acero, y es el método utilizado para soldar los raíles o rieles de los trenes.

Soldadura por presión: Agrupa todos los procesos de soldadura en los que se aplica presión sin aportación de metales para realizar la unión. Algunos métodos coinciden con los de fusión, como la soldadura con gases por presión, donde se calientan las piezas con una llama, pero difieren en que la unión se hace por presión y sin añadir ningún metal. El procedimiento más utilizado es el de soldadura por resistencia; otros son la soldadura por fragua (descrita más arriba), la soldadura por fricción y otros métodos más recientes como la soldadura por ultrasonidos.

Soldadura por resistencia: Se realiza por el calentamiento que experimentan los metales debido a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica (efecto Joule). Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas, se colocan juntas a presión y se hace pasar por ellas una fuerte corriente eléctrica durante un instante. La zona de unión de las dos piezas, como es la que mayor resistencia eléctrica ofrece, se calienta y funde los metales. Este procedimiento se utiliza mucho en la industria para la fabricación de láminas y alambres de metal, y se adapta muy bien a la automatización.

Escultura (en latín sculpere, 'esculpir'), arte de crear formas figurativas o abstractas, tanto exentas como en relieve.

42 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura

Técnicas de movimiento: En este trabajo nos hemos enfocado en la soldadura por arco manual y para este tipo de soldadura tenemos las siguientes técnicas de movimiento.

• En línea: Consiste en tomar una dirección orientada según sea la unión sobre llevando el cordón de soldadura solo en línea recta a lo ancho de la unión y según sea el grosor deseado del cordón.

[6] Fig.3.5 • Circular: El cordón de soldadura es sobre llevado en una dirección orientada haciendo círculos a lo ancho de la unión y según sea el grosor deseado del cordón.

[6] Fig.3.6 • Crescent: El cordón de soldadura es sobre llevado a lo largo de una unión con una dirección orientada haciendo una forma de zigzag pero con una especie de curva a lo ancho de la unión y según sea el grosor deseado del cordón.

[6] Fig.3.7

• Zigzag: El cordón de soldadura es sobre llevado a lo largo de una unión con una dirección orientada haciendo una forma de zigzag a lo ancho de la unión y según sea el grosor deseado del cordón.

[6] Fig.3.8 • Patrón rectangular: 43 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura El cordón de soldadura es sobre llevado a lo largo de una unión con una dirección orientada haciendo una forma de rectángulos a lo ancho de la unión y según sea el grosor deseado del cordón.

[6] Fig.3.9 • Patrón J: El cordón de soldadura es sobre llevado a lo largo de una unión con una dirección orientada haciendo una forma de J encontradas en su inicio a lo ancho de la unión y según sea el grosor deseado del cordón.

[6] Fig.3.10 TIPOS DE UNIONES Preparación de la unión: Las piezas a unirse deben ser limpiadas rigurosamente, hay que cerciorarse que el material este libre de cualquier fluido en especial aceite o grasa pues estos elementos ajenos a ella pueden provocar imperfecciones, también se debe de hacer un preparado de borde que se muestra en la siguiente figura.

Ejemplo de preparación de uniones:

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Manual de prácticas de soldadura

La simbología de la preparación de bordes se representa en la siguiente tabla.

[4] Fig.3.12 Ejemplos de uniones: Unión a tope

45 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura

[6] Fig.3.13

Unión esquina

[6] Fig.3.14 Unión a T

[6] Fig.3.15

Unión traslape

[6] Fig.3.16 Unión en cuña

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Manual de prácticas de soldadura

[6] Fig.3.17

La simbología de soldaduras se representa en la siguiente tabla.

[4] Fig.3.18

CLASIFICACIÓN DE LOS CORDONES DE SOLDADURA Los cordones de soldadura se pueden clasificar: · Por la posición del cordón de soldadura durante la operación de soldar (figura 19) a) Cordón plano (se designa con H): El cordón plano es aquel cuya superficie es horizontal o aproximadamente horizontal y el metal de aporte se vierte desde arriba. b) Cordón horizontal u horizontal en ángulo (se designa por C): Este cordón está formado por la intersección de un plano horizontal con otro vertical, situado sobre la cara superior del plano horizontal.

47 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura c) Cordón vertical (se designa con V): Está situado en un plano vertical con dirección horizontal y su dirección es aproximada a la vertical. d) Cordón en techo o en techo y en ángulo (se designa con T): Este cordón puede ser: ■Cordón de Ángulo ó ■Cordón a Tope.

Estos cordones se sitúan en un plano horizontal por su cara inferior.

RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES PARA LA EJECUCION DE CORDONES. Durante el soldeo proporcionamos calor que se propaga a lo largo y ancho de las piezas, produciéndose: a). Un enfriamiento más o menos rápido de las partes de las piezas en las que la temperatura ha superado la del punto crítico del acero. b). Contracciones de las zonas calentadas al enfriarse posteriormente. La velocidad de enfriamiento de la pieza tiene un efecto importante sobre la 48 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura modificación de la estructura cristalina del metal, lo cual se traduce en una modificación de sus características mecánicas y, en especial, en un aumento de su fragilidad.

Las contracciones, si operasen sobre piezas con libertad de movimiento, sólo proporcionarían deformaciones, pero como las piezas tendrán ligaduras, nos aparecerán, además, tensiones internas, que serán mayores a medida que la producción de calor sea mayor o, lo que es equivalente, a medida que las piezas sean más gruesas.

Las deformaciones que nos aparecen pueden dividirse en deformaciones lineales y deformaciones angulares.

Podemos eliminar estas deformaciones y tensiones internas si seguimos las siguientes indicaciones: Soldaduras de cordones múltiples Se recomienda que una soldadura de varios cordones se realice depositando éstos en el orden de la figura 20. El último cordón conviene que sea ancho para que la superficie de la soldadura sea lisa.

[5] Figura.3. 20: Recomendaciones para la ejecución de soldaduras de cordones múltiples.

Soldaduras continuas Cuando la longitud de la soldadura no sea superior a 500 mm se recomienda que cada cordón se empiece por un extremo y se siga hasta el otro sin interrupción en la misma dirección.

Cuando la longitud está comprendida entre 500 y 1000 mm se recomienda empezar por el centro de cada dirección.

49 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prĂĄcticas de soldadura

Los cordones de soldadura de longitud superior a 1000 mm es conveniente hacerlos en ÂŤpaso de peregrinoÂť, sistema del cual se dan diversas soluciones en las figuras 21 y 22.

Uniones planas con soldaduras cruzadas Se recomienda ejecutar en primer lugar las soldaduras transversales (figura 23).

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Manual de prácticas de soldadura

[5] Figura.3. 23: Uniones planas con soldaduras cruzadas.

Uniones en ángulo con soldaduras cruzadas Cuando sólo son dos los cordones que se cruzan (figura 16) debe seguirse la disposición a), ya que aunque parece que la disposición b) evita las tracciones biaxiales, el efecto de entalla es más desfavorable que la propia biaxialidad de tracciones.

[5] Figura.3.24: Uniones en ángulo con soldaduras cruzadas (dos cordones).

Cuando se trata de tres cordones (figura 25), el efecto de tracción triaxial y su consecuente peligro de rotura frágil recomienda que se utilice la configuración

51 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prรกcticas de soldadura a), en lugar de la b), a pesar del efecto de entalla, aunque la mejor soluciรณn es evitar la concurrencia de tres cordones en un punto.

[5] Figura 3.25: Uniones en รกngulo con soldaduras cruzadas (tres cordones).

Tomado[2, 5 y 6]

52 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura CAPITULO IV TIPOS DE SOLDADURA POR ARCO MANUAL (TIG, MIG, SMAW) El proceso TIG Descripción del proceso: En nuestros días las exigencias tecnológicas en cuanto a calidad y confiabilidad de las uniones soldadas, obligan a adoptar nuevos sistemas, destacando entre ellos la soldadura al arco por electrodos de tungsteno y protección gaseosa (TIG).

El sistema TIG es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa que utiliza el intenso calor del arco eléctrico, generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar, donde puede utilizarse o no metal de aporte.

Se utiliza un gas inerte o semi-inerte de protección cuyo objetivo es desplazar el aire, para eliminar la posibilidad de contaminación de la soldadura por él oxigeno y nitrógeno presente en la atmósfera.

Como gas protector se puede emplear argón o helio o una mezcla de ambos.

El flujo del gas puede ser laminar o turbulento, es más recomendable el laminar pues se aprovecha mejor el gas y se evita a si la penetración de impurezas.

La característica más importante que ofrece este sistema es entregar alta calidad de soldadura en todos los metales soldables, incluyendo aquellos difíciles de soldar, como también para soldar metales de espesores delgados y para depositar cordones de raíz en unión de cañerías, pero requiere una significativa habilidad del operador y solamente puede ser lograda en velocidades relativamente bajas.

Las soldaduras hechas con sistema TIG son más fuertes, más resistentes a la corrosión y más dúctiles que las realizadas con electrodos convencionales.

Cuando se necesita alta calidad y mayores requerimientos de terminación, se hace necesario utilizar el sistema TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y con un acabado de alta calidad.

Las mayores ventajas del proceso TIG provienen de la estabilidad y la concentración del arco; además del hecho de que sea factible de utilizar en todas las posiciones y tipos de juntas y del buen aspecto del cordón (con terminaciones suaves y lisas), este método de soldadura se caracteriza también por la ausencia de salpicaduras y escorias (lo que evita trabajos posteriores de limpieza).

Aplicaciones del sistema TIG Este sistema TIG puede ser aplicado casi a cualquier tipo de metal, como: aluminio, acero dulce, inoxidable, fierro, fundiciones, cobre, níquel, manganeso, 53 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura etc. Es especialmente apto para unión de metales de espesores delgados desde de 0.3 mm, debido al control preciso del calor del arco y la facilidad de aplicación con o sin metal de aporte. Por ejemplo: Tuberías, estanques, etc.

Se utiliza en unión de espesores mayores, cuando se requiere de calidad y buena terminación de la soldadura, Se puede utilizar para aplicaciones de recubrimiento duro de superficie y para realizar cordones de raíz en cañerías de acero al carbono.

En soldadura por arco pulsado o de corriente alterna, suministra mayor control del calor generado por arco con piezas de espesores muy delgados y soldaduras en posición. Para soldadura de cañería, es ventajosa la combinación: Cordón de raíz TIG y Resto de pases MIG o micro alambre.

Características y ventajas del sistema TIG No se requiere de fundente, y no hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura. No hay salpicadura, chispas ni emanaciones, al circular metal de aporte a través del arco Brinda soldadura de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión. Al igual que todos los sistemas de soldadura con protección gaseosa, el área de soldadura es visible claramente.

El sistema puede ser automatizado, controlado mecánicamente la pistola y el metal de aporte para la fabricación de bicicletas, aviones y aplicaciones navales.

Un proceso relacionado, la soldadura de arco de plasma, también usa un electrodo de tungsteno pero utiliza un gas de plasma para hacer el arco. El arco es más concentrado que el arco de la TIG, haciendo el control transversal más crítico y así generalmente restringiendo la técnica a un proceso mecanizado.

Debido a su corriente estable, el método puede ser usado en una gama más amplia de materiales gruesos que el proceso TIG, y además, es mucho más rápido. Puede ser aplicado a los mismos materiales que la TIG excepto al magnesio, y la soldadura automatizada del acero inoxidable es una aplicación importante del proceso.

Una variación del proceso es el corte por plasma, un eficiente proceso de corte de acero.

Generadores de Soldadura Para el soldeo por el procedimiento TIG: Puede utilizarse cualquier grupo convencional, de corriente continua o de corriente alterna, de los que se emplean en la soldadura por arco, con electrodos revestidos. Sin embargo, es importante que permita un buen control de la corriente en el campo de las pequeñas intensidades. Esto es necesario con fin de conseguir una buena estabilidad del arco incluso a bajas intensidades, lo que resulta especialmente interesante en la soldadura de espesores finos.

Cuando se utilice un grupo de corriente continua que no cumpla esta condición, es recomendable conectar una resistencia en el cable de masa, 54 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura entre el generador y la pieza. Esta solución permite conseguir arco estable, incluso a muy bajas intensidades.

En cuanto a las máquinas de corriente alterna (transformadores), deben equiparse con un generador de alta frecuencia. A este respecto, hay que recordar que en la soldadura de corriente alterna el sentido de circulación de la corriente está cambiando continuamente.

En cada inversión nos encontraremos con un pequeño período de tiempo en el que no circula corriente. Esto produce inestabilidades en el arco, e incluso puede provocar una extinción. Cuando se acopla un generador de alta frecuencia, circula una corriente más uniforme y se estabiliza el arco. Tanto la resistencia, para los generadores de corriente continua, como el generador de alta frecuencia, para los transformadores pueden obtenerse fácilmente, en la mayoría de las casas suministradoras de material de soldadura.

Válvulas y otros instrumentos de control para soldadura semiautomática o automáticamente, también se suministran por separado. Estos dispositivos pueden acoplarse a los grupos para controlar la circulación del gas de protección y del agua de refrigeración.

También se encuentran generadores especialmente diseñados para soldadura TIG, equipados con todos estos accesorios. La mayor parte de estas máquinas pueden suministrar tanto corriente continua, como alterna. La elección del tipo de generador más adecuado depende de las características del metal a soldar.

Algunos metales se sueldan más fácilmente, con corriente alterna, mientras que otros, para conseguir buenos resultados, exigen el soldeo con corriente continua.

Corriente continua y polaridad inversa: Cuando se trabaja con corriente continua, el circuito de soldadura puede alimentarse, con polaridad directa, o con polaridad inversa, la circulación de electrones se produce desde la pieza hacia el electrodo, originando un fuerte calentamiento de este último.

El intenso calor generado en el electrodo tiende a fundir el extremo del mismo y puede producir la contaminación del cordón de soldadura, con polaridad inversa, requiere el empleo de electrodos de mayor diámetro que lo utilizados con polaridad directa a la misma intensidad. Por ejemplo, un electrodo de tungsteno de 1.5 mm de diámetro, puede soportar una corriente de unos 125 A, cuando se trabaja con polaridad directa. Con el mismo electrodo y la misma intensidad de corriente, pero con polaridad inversa, el extremo del electrodo entraría rápidamente en fusión del electrodo, sería necesario recurrir a un diámetro de unos 6 mm, por lo menos.

La polaridad también afecta a la forma del cordón. Concretamente, la polaridad directa de lugar a cordones estrechos y de buena penetración. Por el contrario, la polaridad inversa produce cordones anchos y pocos penetrados. Por estas

55 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura razones, la corriente continua con polaridad inversa no se utiliza nunca en el procedimiento TIG. Como excepción, se utiliza ocasionalmente en el soldeo de aluminio o magnesio. En estos metales se forma una pesada película de óxido, que se elimina fácilmente cuando los electrones fluyen desde la pieza hacia el electrodo (polaridad inversa). Esta acción de limpieza del óxido no se verifica cuando se trabaja e polaridad inversa. Este tipo de acción limpiadora, necesaria en el soldeo del aluminio y del magnesio, no se precisa en otros tipos de metales y aleaciones.

La limpieza del óxido se atribuye a los iones de gas, cargados positivamente, que son atraídos con fuerza hacia la pieza, tienen suficiente energía para romper la película de óxido y limpiar el baño de fusión. En general, la corriente alterna es la que permite obtener mejores resultados en la soldadura del aluminio y del magnesio.

Corriente continua y polaridad directa: En general, es la que permite obtener mejores resultados, por lo tanto se emplea en la soldadura TIG de la mayoría de metales y aleaciones. Puesto que la mayor concentración de calor se consigue en la pieza, el proceso de soldeo es más rápido, hay menos deformación del metal base y el baño de fusión es más estrecho y profundo que cuando se suelda con polaridad inversa. Además, como la mayor parte del calor se genera en el baño de fusión, puede utilizarse electrodos de menor diámetro.

Corriente Alterna: La corriente alterna viene a ser una combinación de corriente continua, con polaridad directa y corriente continua con polaridad inversa. Durante medio ciclo se comporta como una corriente continua de una determinada polaridad, y el semi-ciclo restante esta polaridad se invierte.

En la práctica, la suciedad y los óxidos que se puedan acumular sobre la pieza, junto con el bajo poder de la misma (está relativamente fría), dificultan la circulación de la corriente durante el semiciclo de polaridad inversa (fenómeno de rectificación). Cuando la rectificación es total, la onda de la corriente alterna toma la forma de una línea que va de polo negativo a positivo.

Este fenómeno de rectificación, que va a ser parcial o total, provoca la inestabilidad del arco, e incluso puede llegar a extinguirlo.

Para evitar los inconvenientes de la rectificación y estabilizar el arco, los grupos de corriente alterna para soldadura TIG están dotados de un generador de alta frecuencia.

La corriente de elevada frecuencia.

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Manual de prácticas de soldadura La corriente de elevada frecuencia, suministrada por este generador, salta fácilmente entre el electrodo y la pieza, rompiendo la película de óxido y abriendo paso para la corriente principal.

El porta electrodos Tienen la misión de conducir la corriente y el gas de protección hasta la zona de soldeo. Puede ser de refrigeración natural (por aire) o de refrigeración forzada (mediante circulación de agua). Los primeros se emplean en la soldadura de espesores finos, que no requieren grandes intensidades, y los de refrigeración forzada se recomiendan para trabajos que exijan intensidades superiores a los 200 amperios.

En estos casos, la circulación del agua por el interior del porta-electrodos evita el sobrecalentamiento del mismo. El electrodo de tungsteno, que transporta la corriente hasta la zona de soldeo, se sujeta rígidamente mediante una pinza alojada en el cuerpo del porta-electrodos.

Cada porta-electrodos dispone de un juego de pinzas, de distintos tamaños, que permiten la sujeción de electrodos de diferentes diámetros. El gas de protección llega hasta la zona de soldadura a través de la boquilla de material cerámico, sujeta en la cabeza del porta-electrodos. La boquilla tiene la misión de dirigir y distribuir el gas protector sobre la zona de soldadura. A fin de acomodarse a distintas exigencias de consumo cada porta-electrodos va equipado con un juego de boquillas de diferentes diámetros.

Con vistas a eliminar turbulencias en el chorro de gas, que podrían absorber aire y contaminar la soldadura, algunos porta-electrodos van provistos de un dispositivo consistente en una serie de mallas de acero inoxidable, que se introduce en la boquilla, rodeando al electrodo. Actuando sobre el interruptor de control situado en el porta-electrodos, se inicia la circulación de gas y de corriente. En algunos equipos la activación de los circuitos de gas y de corriente se realiza mediante un pedal.

Este segundo sistema presenta la ventaja de que permite un control más riguroso de la corriente de soldeo cuando nos aproximamos al final del cordón.

Decreciendo gradualmente la intensidad de la corriente, disminuye el cráter que se forma al solidificar el baño y hay menos peligro de que la parte final de la soldadura quede sin la protección gaseosa adecuada.

Las boquillas para gas se eligen de acuerdo con el tipo y tamaño del portaelectrodo, y en función del diámetro del electrodo. La siguiente tabla puede servir de orientación, aunque, en general, es conveniente seguir las recomendaciones de los fabricantes.

Electrodo de Tungsteno Diámetro (mm) 1.5 2.5 3 5

Boquilla 6-10 10-12 12-14 14-20

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Manual de prácticas de soldadura Electrodos.

Los diámetros más utilizados son los de 1.5 - 2.5 y 3 mm. Pueden ser de tungsteno puro, o de tungsteno aleado. Estos últimos suelen tener un uno o un dos por ciento de torio, o de circonio. La adición de torio aumenta la capacidad de corriente del electrodo, así como su poder de emisión electrónica. Además, para una intensidad dada, mantiene más frío el extremo del electrodo; facilita el cebado del arco; permite mantener un arco más estable y disminuye el riesgo de contaminación del electrodo ante un eventual contacto con la pieza.

Trabajando a la misma intensidad, los electrodos con el 2% de torio conservan la forma puntiaguda del extremo durante más tiempo que los de 1% de torio.

Los electrodos más ricos en torio se utilizan con mucha frecuencia en la soldadura de uniones críticas, en la industria aeronáutica y espacial. Sin embargo, apenas presentan ventajas sobre los menos toriados, en la soldadura de la mayoría de los aceros.

Además de los mencionados, existen los electrodos con sector de torio, los cuales combinan las ventajas de los de tungsteno puro y llevan, en toda su longitud, un sector altamente aleado en torio.

La selección del diámetro del electrodo se realiza en la función de la intensidad necesaria y del tipo de corriente a utilizar.

Cuando se trabaja en polaridad inversa, se necesitan diámetros mayores en la polaridad directa.

Afilado del electrodo.

Para obtener buenos resultados en la soldadura deben utilizarse un electrodo afilado correctamente. En general, suelen afilarse en punta, para el soldeo de la corriente continua; y en forma semiesférica, para soldar con corriente alterna.

También es importante que el electrodo esté bien recto, pues en caso contrario, el chorro de gas protector y el arco no serían concéntricos.

Electrodos para sistema TIG. Los electrodos para sistema TIG están fabricados con tungsteno o aleaciones de tungsteno, lo que lo hace prácticamente no consumible, ya que su punto de fusiones es de sobre los 3800º C. Su identificación se realiza por el color de su extremo Tipos de electrodo Identificación AWS Electrodo de tungsteno puro Punto verde EWP Electrodo de tungsteno - torio(1 % Th) Punto amarillo EWTh - 1 Electrodo de tungsteno - torio(2 % Th) Punto rojo EWTh - 2 Electrodo de tungsteno - circonio Punto café EW Zr Los diámetros más utilizados: 1.6 mm (1/16"), 2.4mm (3/32"). 3.2 mm (1/8"): largo estándar: 3"y7".

58 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura La adición de 2% de torio permite una mayor capacidad de corriente, mejor iniciación y estabilidad del arco.

Cuadro de selección de electrodos Material

Corriente

Penetración

Gas

Electrodo

aluminio Acero inoxidable Acero dulce Cobre Níquel manganeso

CAAF CCEN

Media Alta

Argón Argón

W W-Th

CCEN CCEN CCEN CAAF

Alta Alta Alta Media

Argón o helio Argón o helio Argón Argón

W-Th W-Th E-Th W

NOTA: CAAF: corriente alterna y alta frecuencia CCEN: corriente continua, electrodo negativo W: tungsteno W - TH : tungsteno y torio Puntos a recordar El procedimiento TIG puede aplicarse a la soldadura de prácticamente todos los metales y aleaciones, en distintos espesores y tipos de unión.

Utilizar la boquilla del tamaño adecuado. Las boquillas demasiados pequeñas tienden a calentar excesivamente, lo que produce, fisuraciones y rápidos deterioros.

Para soldar con intensidades superiores a 200 amperios hay que recurrir a los porta-electrodos refrigerados por agua.

El argón es el gas protector que se utiliza normalmente en la soldadura TIG. La Soldadura TIG puede realizarse con corriente continua o con corriente alterna, Cuando se suelda con continua, la polaridad directa es la que mejor provoca resultados.

Para la soldadura de algunos metales la corriente alterna con estabilización por alta frecuencia da mejor resultado que la corriente continua.

El diámetro del electrodo a utilizar depende del espesor y naturaleza del material a soldar.

Hay que comprobar que el afilado del extremo es el adecuado al tipo de corriente que se va a utilizar.

En muchos casos, para el soldeo de espesores finos, es necesario emplear placas de soporte.

Comprobar que el electrodo sobresale de la boquilla la distancia correcta.

Utilizar los caudales recomendados para el gas de protección. En caso contrario, puede ocurrir que la protección no sea efectiva.

59 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Cuando es necesario el empleo de material de aportación, utilizar el diámetro de varilla adecuado.

Cuando se utilizan porta-electrodos refrigerados por agua, asegurarse de que hay circulación de agua.

No intentar cambiar o ajustar el electrodo mientras el circuito está bajo tensión.

Tomado [2 y 3]

EL PROCESO MIG Metal, Gas Inerte Este sistema está definido por la AWS como un proceso de soldadura al arco, donde la fusión se produce por calentamiento con un arco entre un electrodo de metal de aporte continuo y la pieza, donde la protección del arco se obtiene de un gas suministrado en forma externa, el cual protege de la contaminación atmosférica y ayuda a estabilizar el arco.

El proceso MIG/MAG está definido como un proceso, de soldadura, donde la fusión, se produce debido al arco eléctrico, que se forma entre un electrodo (alambre continuo) y la pieza a soldar. La protección se obtiene a través de un gas, que es suministrado en forma externa.

La soldadura MAG (soldadura por arco gas metal) es un tipo de soldadura que utiliza un gas protector químicamente activo (dióxido de carbono, argón más dióxido de carbono o argón más oxígeno). El material de aporte tiene forma de varilla muy larga y es suministrado continuamente y de manera automática por el equipo de soldadura.

Se utiliza básicamente para aceros no aleados o de baja aleación. No se puede usar para soldar aceros inoxidables ni aluminio o aleaciones de aluminio.

Es similar a la soldadura MIG (soldadura por arco con gas inerte), se distinguen en el gas protector que emplean. Es más barata que la soldadura MIG debido al menor precio de gas que utiliza.

Descripción del proceso de soldadura MIG/MAG. La soldadura por arco bajo gas protector con electrodo consumible es un proceso en el que el arco se establece entre un electrodo de hilo continuo y la pieza a soldar, estando protegido de la atmósfera circundante por un gas inerte (proceso MIG) o por un gas activo (proceso MAG).

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Manual de prácticas de soldadura En la siguiente figura se indican los elementos más importantes que intervienen en el proceso:

El proceso puede ser: Semiautomático: La tensión de arco (voltaje), velocidad de alimentación del alambre, intensidad de corriente (amperaje) y flujo de gas se regulan previamente. El arrastre de la pistola de soldadura se realiza manualmente.

Automático: Todos los parámetros, incluso la velocidad de soldadura, se regulan previamente, y se aplican en forma automática.

Robotizado: Este proceso de soldadura, se puede robotizar a escala industrial. En este caso, todos los parámetros y las coordenadas de localización de la unión a soldar; se programan mediante una unidad específica para este fin. La soldadura la realiza un robot al ejecutar la programación.

Condiciones operacionales.

El comportamiento del arco, el tipo de transferencia del metal a través del mismo, la penetración, forma del cordón, etc., están condicionados por una serie de parámetros entre los que se destacan:

61 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Polaridad: Afecta al tipo de transferencia, penetración, velocidad de fusión del alambre, etc. Normalmente, se trabaja con polaridad inversa (DC +).

Tensión de arco (Voltaje): Este parámetro puede regularse a voluntad desde la maquina soldadora y resulta determinante, en el tipo de transferencia.

Velocidad de alimentación del alambre: En este proceso no se regula previamente, la intensidad de corriente (amperaje), sino que ésta, por el fenómeno de autorregulación, resulta de la velocidad impuesta al alambre.

Naturaleza del metal base: Presenta una notable influencia, sobre el tipo de transferencia del metal, penetración, aspecto del cordón, proyecciones, etc.

La porosidad: Dentro de los defectos típicos a saber, se encuentra la porosidad. Esta se debe en general, a deficiente protección gaseosa (exceso y/o insuficiencia) durante la operación de soldadura. El gas tiene por misión proteger el electrodo de alambre en fase de fusión y el baño de soldadura, del acceso de aire.

Rodillos de arrastre inadecuados: Los rodillos de arrastre son elementos de la unidad de alimentación de alambre. El caso más simple del sistema es aquel que lleva un solo rodillo de arrastre y otro de apoyo presionado por un resorte regable contra el primero.

El rodillo de arrastre presenta una ranura en la que se encaja el alambre. La ranura puede tener una sección semicircular y estar provistas de estrías, Así el arrastre es excelente, pero las estrías, muerden el alambre desprendiendo el recubrimiento de cobre como polvo metálico y viruta de acero que penetra en todos los elementos de la unidad de alimentación (devanadora, tubo guía del alambre, etc.).

Por otro lado, las estrías o marcas producidas en el alambre actúan como una lima sobre las paredes internas del tubo de contacto o boquilla, acelerando el desgaste. Por esta razón se prefiere adoptar el perfil triangular (rodillo en "V").

Las distintas posibilidades de arrastre que se presentan con este tipo de perfil son: 1. Si el diámetro del alambre es mayor que el ancho del perfil entonces el alambre será mordido y se desprenderá cobre y viruta de acero.

2. Si el diámetro del alambre es igual al ancho del perfil o ligeramente inferior y la presión de rodillos no es excesiva, entonces habrá un buen arrastre.

3. Si el diámetro del alambre es inferior al ancho del perfil entonces no habrá arrastre, sino resbalamiento.

62 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura 4. Si la presión en rodillos es alta, el, alambre será deformado, y se produce desprendimiento de cobre. El perfil que presentara el alambre no será circular.

5. Si la presión de rodillos es baja, no se producirá arrastre, sino resbalamiento.

El inconveniente del perfil triangular (rodillo en "V") es el exceso de presión que deforma el alambre.

Una solución a esto último es la utilización de dos pares de rodillos para no ejercer toda la presión, sobre un mismo punto del alambre.

Sistema MIG pulsado sinérgico.

Los procesos semiautomáticos de soldadura, son los que han tenido el mayor desarrollo en la última década, debido a la necesidad de aumentar el producto final y reducir costos.

Sin embargo, a pesar de la evolución lograda, aún existen soldaduras que no es posible realizar satisfactoriamente con este sistema, tal como la soldadura en toda posición de aceros inoxidables y aluminios.

Para solucionar estos inconvenientes, KEMPPI, uno de los mayores fabricantes de equipos para soldar en el mundo, desarrolló un sistema que revolucionó a la soldadura moderna, llamado el sistema MIG Pulsado Sinérgico.

Estudios sobre la formación y transferencia de las gotas de metal en el proceso de la soldadura, han entregado información valiosa, sobre el calor necesario para fundir el alambre para soldar, así como sobre el efecto del gas protector en la transferencia del alambre en el baño de soldadura. En base a estos resultados, el instituto de soldaduras Inglés desarrolló un nuevo proceso denominado MIG pulsado Sinérgico, que utiliza mezcla de gases para soldar aluminio, acero inoxidable y acero al carbono.

Hasta ahora las fuentes de poder utilizadas en el MIG Pulsado Sinérgico, fueron equipos especiales, fabricados para laboratorios de soldadura a un alto costo. Sin embargo, con el avance de las técnicas de circuitos de estado sólido y de microprocesador, fue posible desarrollar una fuente de poder para MIG Pulsado Sinérgico, basada en la técnica del ciclo convertidor de frecuencia; el resultado es el PS 5000, del Multisistema INDURA / KEMPPI. Este equipo de fácil manejo, puede ser operado en forma eficiente por personas no especializadas en soldadura.

Las transferencias metálicas La transferencia Spray: El metal es transportado a alta velocidad en partículas muy finas a través del arco. La fuerza electromagnética es bastante fuerte para expulsar las gotas desde la punta del electrodo en forma lineal con el eje del electrodo, sin importar la dirección a la cual el electrodo esta apuntado. Se tiene transferencia 63 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura spray al soldar con argón, acero inoxidable y metales no ferrosos como el aluminio.

Transferencia Globular: El metal se transfiere en gotas de gran tamaño, la reparación de las gotas ocurre cuando el peso de estas excede la tensión superficial que tiende a sujetarlos en la punta del electrodo.

La fuerza electromagnética que actuaría en una dirección para reparar la gota es pequeña con relación a la fuerza de gravedad en el rango de transferencia globular (sobre los 250 Amp ).

La transferencia globular se obtiene a soldar acero dulce en espesores mayores a 1/2" (12.7 mm ) en que se requiere gran penetración.

Transferencia de corto circuito: MIG - S La sociedad americana de soldadura define el proceso MIG - S como "Una variación del proceso de soldadura al arco con electrodo metálico y gas en el electrodo consumible es depositado mediante corto - circuitos repetidos".

El electrodo es alimentado a una velocidad constante, con un promedio que excede la velocidad de fusión. Cuando entra en contacto con el baño fundido se produce un corto circuito, durante el cual no existe arco. Luego la corriente comienza a elevarse y calienta el alambre hasta un estado plástico. Al mismo tiempo, el alambre comienza a deformarse o angostarse debido al efecto constrictor electromagnético.

Debido a que no hay un arco establecido durante el corto circuito, el aporte total de calor es bajo, y la profundidad de calor es bajo, y la profundidad de calor también; por lo tanto, debe haber sumo cuidado al seleccionar el procedimiento y técnica de soldadura que aseguren una función completa cuando se esté soldando un metal grueso. Debido a sus características de bajo aporte de calor, el proceso produce pequeñas zonas de soldadura fundida de enfriamiento rápido que lo hacen ideal para soldar en todas posiciones.

La transferencia de corto circuito es también especialmente adaptable a la soldadura de láminas metálicas con un mínimo de distorsión y para llenar vacíos o partes más ajustadas con una tendencia menor al sobrecalentamiento de la parte que se está soldando.

Mig pulsado (MIG - P) En esta variación, la fuente de energía entrega dos niveles de salida: Un nivel de fondo constante, muy bajo en magnitud como para producir la transferencia, pero capaz de mantener un arco; y un nivel pulsado de alta intensidad que produce la fusión de las gotas del electrodo, que son luego transferidas a través del arco. Este pulso de salida (pico) se da en intervalos regulares controlados. La corriente puede tener ciclos entre un valor alto y bajo hasta varios cientos del ciclo, por segundo. El resultado neto es la producción de arco spray con niveles de corriente promedio mucho más bajos que la corriente de transición necesaria para un diámetro y tipo de electrodo determinados.

64 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura En la soldadura spray pulsada el gas de protección debe ser capaz de soportar la transferencia spray. El metal es transferido a la pieza a ser soldada sólo durante el pulso de alta corriente. Lo ideal es que una gota sea transferida por cada pulso. El nivel bajo de corriente promedio resultante permite la soldadura de metales base menores de 1/8" pulgada de espesor (3 mm) con una transferencia de metal del tipo spray.

La soldadura spray pulsada se puede utilizar para soldar en todas las posiciones.

Transferencia de metal con alta densidad de corriente.

La transferencia de metal con una alta densidad de corriente es el nombre que se da al sistema MIG con características especificas creadas con una combinación única de velocidad de alimentación del alambre, extensión del alambre y gas de protección.

Las velocidades de depositación del metal fluctúan entre 4.5 y 25 kg./hr., cuyo límite superior en la práctica es de 18 kg./hora. Este rango fluctúa entre 3.6 y 5.4 kg./hr para la mayoría de los sistema MIG spray pulsados.

La características del arco de alta densidad de transferencia de metal se pueden dividir además en transferencia spray rotacional y transferencia spray no-rotacional.

Equipo para la soldadura MIG Generador de soldadura.

Los generadores más adecuados para la soldadura por el procedimiento MIG son los rectificadores y los convertidores (aparatos de corriente continua). La corriente continua con polaridad inversa mejora la fusión del hilo, aumenta el poder de penetración, presenta una excelente acción de limpieza y es la que permite obtener mejores resultados.

En la soldadura MIG, el calor se general por la circulación de corriente a través del arco, que se establece entre el extremo del hilo electrodo y la pieza. La tensión del arco varía con la longitud del mismo. Para conseguir una soldadura uniforme, tanto la tensión como la longitud del arco deben mantenerse constantes. En principio, esto podemos lograrlo de dos formas; (1) Alimentando el hilo a la misma velocidad con que éste se va fundiendo; o (2), fundiendo el hilo a la misma velocidad con que se produce la alimentación.

Los generadores convencionales de intensidad constante, utilizados en la soldadura por arco, con electrodos revestidos, suministran una corriente de soldadura que permanece prácticamente constante, aunque la tensión de arco varíe dentro de ciertos límites.

La característica voltaje-intensidad nos indica como varia la intensidad, en relación con el voltaje, en el circuito de soldadura, desde la situación del circuito abierto (no circula corriente), hasta la condición cortocircuito (electrodo tocando la pieza).

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Manual de prácticas de soldadura Los generadores de características descendentes suministran el máximo voltaje cuando el circuito esta abierto, es decir, cuando no circula corriente.

Esto permite disponer de un voltaje elevado con vistas a cebar el arco. Durante la operación de cebado, en el momento en que el electrodo entra en contacto con la pieza, la intensidad alcanza su valor máximo, mientras el voltaje cae hasta su valor mínimo. A continuación, al separar el electrodo, el voltaje aumenta hasta alcanzar un valor adecuado para mantener al arco, y la intensidad disminuye estabilizándose al valor normal seleccionado para el trabajo a realizar.

Durante la soldadura, el voltaje varia directamente, y la intensidad inversamente con la longitud del arco. Esto permite mantener un razonable control de la aportación de energía. Cuando se utiliza uno de estos generadores en la soldadura MIG, la velocidad de alimentación del hilo debe ajustarse entre límites muy estrechos, para evitar que el extremo del mismo, se estrelle contra el baño, por no fundir suficientemente rápido; o se vaya quedando escondido en la boquilla, por fundir muy de prisa. Aunque el soldador puede ajustar la velocidad del hilo a una longitud de arco determinada, mediante dispositivos electrónicos de control, al variar la distancia desde, la boquilla de la pieza, variará la longitud del arco con la consiguiente alteración en el voltaje repercuten negativamente en la uniformidad de la soldadura.

Para atender a las particulares de este procedimiento y con vistas a conseguir un control más efectivo del arco de soldadura, se han desarrollado los generadores de potencial constante. Este tipo de aparatos presenta una característica voltaje-intensidad, casi horizontal. Aunque su voltaje en circuito abierto (tensión en vacío), es menor que en los generadores de característica descendente, mantiene, aproximadamente, el mismo voltaje, independiente de la corriente que circule.

De acuerdo con esto, cuando se suelda con este tipo de generadores se dispone de una intensidad casi ilimitada para fundir el hilo de aportación. La principal cualidad de estos generadores estriba en su capacidad de autorregulación, que les permite mantener un arco de longitud, prácticamente constante.

De acuerdo con esto, para un reglaje dado del generador, el soldador puede variar la velocidad de la alimentación del hilo dentro de los amplios límites, que sin esto afecte a la longitud del arco. La estabilidad de la longitud del arco tampoco se ve afectada al variar la distancia entre la boquilla y la pieza. Por ejemplo, si el arco tiende a acortarse, automáticamente se produce un aumento de la intensidad de la corriente, que funde el hilo más rápidamente y restablece la longitud inicial.

De la misma forma, si el arco intenta alargarse, la intensidad de la corriente disminuye automáticamente, el hilo, que se alimenta a velocidad constante, funde más despacio y el arco vuelve a su longitud normal. En otras palabras, los generadores de potencial contante suministran la intensidad adecuada a la velocidad de alimentación que se establezca. Si la velocidad de alimentación aumenta o disminuye, la intensidad varia en el mismo sentido, de forma que la 66 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura longitud de arco se mantenga constante. Gracias a esta propiedad de autorregulación, no se necesitan soldadores de gran habilidad para obtener buenas soldaduras. En cuanto al reglaje, sólo se actúa sobre dos elementos básicos: un reóstato, situado sobre el generador, que permite seleccionar el voltaje adecuado, y otro, sobre mecanismo de alimentación, para controlar la velocidad del hilo electrodo.

En los generadores de potencial constante no se dispone de ningún sistema para el reglaje de la intensidad de corriente, pues ésta se adapta, automáticamente, a la velocidad de alimentación seleccionada.

Diagrama esquemático del equipo MIG: 1.- Una máquina soldadura.

2.- Un alimentador que controla el avance del alambre a la velocidad requerida.

3.- Una pistola de soldar para dirigir directamente el alambre al área de soldadura.

4.- Un gas protector para evitar la contaminación del baño de fusión.

5.- Un carrete de alambre del tipo y diámetro especificado.

Pistola De Soldadura Las Pistolas de soldadura tienen la misión de dirigir el hilo de aportación, el gas protector y la corriente hacia la zona de soldadura. Pueden ser de refrigeración natural (por aire) o de refrigeración forzada (mediante agua).

Las primeras se utilizan, principalmente, en la soldadura de espesores finos.

Cuando se emplea el argón como gas protector, pueden soportar intensidades de hasta 200 amperios. Por el contrario, cuando se protege con CO2, pueden soportar mayores intensidades (hasta 300 amperios), debido a la enérgica acción refrigerante de este gas.

Las pistolas refrigeradas por agua suelen emplearse cuando se trabaja con intensidades superiores a 200 amperios.

Algunas pistolas llevan incorporado un sistema de tracción, constituidos por unos pequeños rodillos, que tiran del hilo electrodo, ayudando al sistema de alimentación. Otras, por el contrario, no disponen de este mecanismo de tracción, limitándose a recibir el hilo que viene empujado desde la unidad de alimentación.

Las pistolas con sistema de tracción incorporado son adecuadas cuando se trabaja con alambres de pequeño diámetro, o con materiales blandos como el aluminio y el magnesio.

Las segundas se recomiendan para alambres de diámetros más gruesos y materiales de mayor rigidez, como los aceros al carbono y los aceros inoxidables.

67 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Las pistolas de soldadura disponen de un gatillo (o un pulsador), que controla el sistema de alimentación de alambre, la corriente de soldadura, la circulación de gas protector y la del agua de refrigeración. Al soltar dicho pulsador, se extingue el arco y se interrumpe la alimentación del alambre, así como la circulación de gas y agua.

La mayoría de los equipos incluyen un temporizador que, al extinguirse el arco, retrasa el cierre de la válvula de gas, manteniendo la circulación del mismo hasta que solidifica el extremo del cordón.

Beneficios del sistema MIG. 1.- No genera escoria.

2.- Alta velocidad de deposición.

3.- Alta eficiencia de deposición.

4.- Fácil de usar. 5.- Mínima salpicadura.

6.- Aplicable a altos rangos de espesores.

7.- Baja generación de humos.

8.- Es económica.

9.- La pistola y los cables de soldadura son ligeros haciendo más fácil su manipulación.

10.- Es uno de los más versátiles entre todos los sistemas de soldadura.

11.- Rapidez de deposición.

12.- Alto rendimiento.

13.- Posibilidad de automatización.

Tomado [1,2 y 7].

El proceso SMAW Este tipo de soldadura es uno de los procesos de unión de metales más antiguos que existe, su inicio data de los años 90 de siglo XVIII. En la que se utilizaba un electrodo de carbón para producir el arco eléctrico, pero no es sino hasta 1907, cuando el fundador de ESAB. Oscar Kjellber desarrolla el método de soldadura con electrodo recubierto, también conocido como método SMAW (soldadura al arco con electrodo auto protegido).

68 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Fue el primer método aplicado con grandes resultados, no solo de orden técnico, sino también de orden económico, ya que este proceso permitió el desarrollo de procesos de fabricación mucho más eficaces, y que hasta hoy en día solamente han sido superados por modernas aplicaciones, pero que siguen basándose en el concepto básico de la soldadura al arco con electrodo auto protegido.

El Proceso Consiste en la utilización de un electro con un determinado recubrimiento, según sea las características específicas. A través del mismo se hace circular un determinado tipo de corriente eléctrica, ya sea esta de tipo alterna o directa.

Se establece un corto circuito entre el electrodo y el material base que se desea soldar o unir, este arco eléctrico puede alcanzar temperaturas del orden de los 5500 ºC. Con el calor producido por el arco, se funde el extremo del electrodo y se quema el revestimiento, depositándose el núcleo del electrodo fundido al material que se está soldando, de paso se genera mediante la combustión del recubrimiento, produciéndose la atmósfera adecuada para que se produzca la transferencia de las gotas del metal fundido desde el alma del electrodo hasta el baño de fusión en el material de base.

Esta protección se circunscribe a evitar la penetración de humedad y posibles elementos contaminantes.

En el arco las gotas del metal fundido se proyectan recubiertas de escoria fundida procedente del recubrimiento que por efecto de la tensión superficial y de la viscosidad flota en la superficie, solidificando y formando una capa de escoria protectora del baño fundido.

Electrodos.

El material de aportación que se usa en el proceso SMAW se conoce como electrodo y consiste en una varilla metálica, generalmente de acero, recubierta de un revestimiento concéntrico de flux extruido y seco. La fabricación de electrodos se realiza en dos líneas en paralelo: varilla o alma, y revestimiento.

Los diámetros del alma son normalmente 1.6, 2, 2.5, 3, 3.25, 4, 5 y 6 mm, siendo estos los más utilizados.

Revestimiento.

Para el revestimiento se suelen utilizar hasta cuarenta minerales y sustancias distintas, como arena de zirconio, rutilo, celulosa, caolín, mármol, polvo de hierro, Composición del revestimiento.

La composición de los revestimientos suele ser muy compleja. Se trata generalmente de una serie de sustancias orgánicas y minerales. En la fabricación de la pasta para el revestimiento suelen intervenir: 69 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura •óxidos naturales: óxidos de hierro, ilemita (50% óxido férrico y 50% óxido de titanio), rutilo (óxido de titanio), sílice (óxido de silicio).

•silicatos naturales: caolín, talco, mica, feldepasto.

•productos volátiles: celulosa, serrín.

•fundentes •productos químicos: carbonatos, óxidos.

•ferroaleaciones: de Mn, Si, Ti. •aglomerantes: silicato sódico, silicato potásico.

Sin embargo, la naturaleza, dosificación y origen de los componentes permanece en secreto por parte del fabricante que en la práctica se limita a garantizar la composición química del metal depositado y sus características mecánicas: carga de rotura, límite elástico, alargamiento y resilencia (tenacidad).

Funciones del revestimiento.

Eléctrica. a) Cebado de arco: En general, las sustancias que se descomponen produciendo gases fácilmente disociables exigen tensiones de cebado de arco más elevadas, debido al calor absorbido en la disociación, que es un proceso endotérmico. Con corriente alterna, se necesitan tensiones de cebado más altas. Los silicatos, carbonatos, óxidos de Fe, óxidos de Ti, favorecen el cebado y el mantenimiento del arco b) Estabilidad del arco: La estabilidad del arco depende, entre otros factores, del estado de ionización de los gases comprendidos entre el ánodo y el cátodo. Para un arco en corriente alterna es imprescindible un medio fuertemente ionizado. Por este motivo se añaden al revestimiento, entre otras sustancias, sales de sodio y de potasio.

Física.

Una misión fundamental del revestimiento es evitar que el metal fundido entre en contacto con el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno del aire, ya sea por la formación de un gas protector alrededor del camino que han de seguir las gotas del metal fundido y después, mediante la formación de una abundante escoria que flota por encima del baño de fusión.

El revestimiento debe ser versátil y permitir generalmente la soldadura en todas las posiciones.

En ello interviene dos factores: 1) el propio espesor del revestimiento.

70 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura 2) su naturaleza, que determina la viscosidad de la escoria, que es necesaria para mantener la gota en su lugar a través de su propia tensión superficial y para proteger el baño fundido del contacto con el aire.

El revestimiento del electrodo se consume en el arco con una velocidad lineal menor que el alma metálica del mismo. Como resultado, el recubrimiento queda prolongado sobre el extremo del alma y forma un cráter que sirve para dirigir y concentrar el chorro del arco, disminuyendo sus pérdidas térmicas.

Metalúrgica.

El revestimiento dispone de elementos que se disuelven en el metal fundido con objeto de mejorar las características mecánicas del metal depositado.

La escoria: •reduce la velocidad de enfriamiento de la soldadura por su efecto aislante.

•reduce el número de inclusiones en la soldadura, al eliminar un gran número de impurezas.

•produce en el baño una verdadera micro metalurgia, desoxidando, desnitrurando, desfosforando y desulfurando el metal fundido.

•aísla el baño de elementos con los que tiene gran afinidad: oxígeno, nitrógeno, hidrógeno ya sea a través de escorias o gases protectores.

Especificaciones.

Las especificaciones actuales de la AWS (sociedad americana de soldadura) a que obedecen están en la siguiente tabla.

Electrodos de acero al carbono AWS-A.5.1 Electrodos de aceros de baja aleación AWS-A.5.5 Electrodos de aceros inoxidables AWS-A.5.4 Electrodos de acero al carbono.

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con los criterios siguientes: •Tipo de corriente a utilizar.

•Tipo de recubrimiento.

•Posición de soldadura aconsejable.

•Composición química del metal depositado.

•Propiedades mecánicas del metal depositado.

Electrodos de aceros de baja aleación.

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con idénticos criterios que los de acero al carbono, e incluyen las clases siguientes: •Clase A: Aceros al carbono-molibdeno.

•Clase B: Aceros al cromo-molibdeno.

•Clase C: Aceros al níquel.

71 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura •Clase D: Aceros al manganeso-molibdeno.

•Clase N: Aceros al níquel-molibdeno.

•Clase G: Aceros de baja aleación, no incluidos en las otras clases.

Electrodos de aceros inoxidables.

Estos electrodos se clasifican de acuerdo con su composición química, propiedades mecánicas y tipo de corriente e incluyen aceros en los que el cromo excede del 4% y el níquel no supera el 37% de la aleación.

Características y propiedades de los electrodos

72 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura

Electrodos ácidos.

Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-6020.

Características específicas.

Estos electrodos contienen una adecuada proporción de productos desoxidantes en forma de ferroaleaciones, FesI, FeMn. Sin embargo, el contenido de Si en el cordón se mantiene bajo por lo que el metal aportado contiene siempre una cierta cantidad de oxígeno y, en consecuencia, la resiliencia de la unión es solamente mediana.

Escorias.

La escoria de los electrodos típicamente ácidos es abundante, de color negro y adquiere al solidificar una estructura esponjosa que tiende a hacerse más compacta y vítrea a medida que disminuye la acidez. Se separa con bastante facilidad. Por su abundante escoria se requiere soldar con mayor intensidad e inclinación adecuada del electrodo, para evitar que la escoria se anticipe al metal fundido.

Parámetros de uso:  Tensión de cebado: entre los 30 y 40 V.  Tensión de funcionamiento: aproximadamente 25 V. Arco.

Son electrodos de fusión rápida, facilitada en parte por el calor que produce la oxidación del Mn. Pueden emplearse con intensidades de corriente elevadas.

Se usan normalmente sólo en corriente continua y electrodo unido al polo negativo.

Aplicaciones.

Destinados para soldar aceros normales de construcción, de resistencia inferios a 48 Kg/mm2. Se solía utilizar en juntas a tope o en V en calderería

73 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura cuando se requería un buen aspecto del cordón. También por su facilidad en proporcionar cordones lisos en juntas en ángulo o solapadas.

Electrodos celulósicos.

Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-6010 (Na) y AWS-E-6011 (K).

Características específicas.

En estos electrodos la celulosa, obtenida a partir de la pulpa de la madera, es el componente principal. Esta sustancia orgánica se descompone por el calor desarrollados en el arco, proporcionando un gas protector que aísla y protege de la oxidación al Mn y al resto de los componentes. Las reacciones de reducción se desarrollan en una atmósfera de hidrógeno que cubre el metal fundido.

Escoria.

Es poco voluminosa ya que, recordemos, la protección del baño es esencialmente de tipo gaseoso. Se desprende con facilidad.

Arco.

Producen una gran penetración gracias al hidrógeno procedente de la celulosa que el calor del arco libera. La velocidad de soldeo el elevada. Se producen, sin embargo, abundantes pérdidas por salpicaduras.

Metal depositado.

El metal depositados por estos electrodos carece prácticamente de oxígeno (O2 £ 0,02%). En cambio, contiene una gran cantidad de hidrógeno (15-25 cm3 por cada 100 gr. de metal depositado). La superficie del cordón es rugosa y éste se enfría rápidamente.

Rendimiento gravimétrico.

El arco produce un fuerte chisporroteo, con abundantes pérdidas por salpicaduras. El rendimiento estándar suele ser inferior al 90%.

Seguridad de uso.

Los electrodos celulósicos producen una gran cantidad de humos. Por ello, es recomendable evitar su uso en recintos cerrados, como el interior de calderas, cisternas, recipientes, etc. Por otra parte, lo enérgico del arco aconseja emplear con más rigor los materiales de protección, tales como gorras, guantes, mandiles, polainas, etc. Los electrodos celulósicos no deben resecarse nunca.

Aplicaciones.

Aunque son adecuados para soldar en todas las posiciones, se suelen emplear exclusivamente para soldar tubería en vertical descendente, porque: •producen muy poca escoria.

•se manejan con facilidad.

•consiguen una buena penetración en el cordón de raíz, en esta posición.

Su uso se está generalizando en oleoductos, y gasoductos en donde resulta ventajoso soldar en todas las posiciones, sin cambiar los parámetros de soldeo.

74 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura También son adecuados en aplicaciones en donde se pretenda conseguir una buena penetración.

Electrodos de rutilo.

Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-6012 (Na) y AWS-E-6013 (K).

Características específicas.

El principal componente de estos electrodos es el rutilo, mineral obtenido a partir de menas que en su estado natural contienen de un 88-94% de TiO2.

También puede extraerse de la ilemita, mineral compuesto por un 45-55% de TiO2 y el resto de Fe2O3. La protección en estos electrodos la proporciona la escoria.

Escorias.

Pertenecen al sistema TiO2-FeO-MnO que dan como resultado titanatos de hierro o titanatos complejos. La escoria, de aspecto globular o semiglobular, tiene la viscosidad adecuada para permitir la soldadura de elementos con ajuste deficiente o cuando entre los bordes a unir existe una distancia excesiva, resultando los electrodos de rutilo idóneos en la soldadura con defectuosa preparación de juntas. La escoria se elimina con facilidad.

Metal depositado.

Contiene un buen número de inclusiones. El nivel de impurezas es intermedio entre el que presentan los electrodos ácidos y los básicos. El contenido de hidrógeno puede llegar a fragilizar las soldaduras. El contorno de las costuras en ángulo oscila entre convexo en el AWS-E-6012 a prácticamente plano en el AWS-E-6013. en cualquiera de los casos, el cordón presenta un buen aspecto.

Arco.

Fácil encendido y reecendido, incluso con elevadas tensiones de vacío en la fuente de corriente. La pequeña proporción de celulosa del revestimiento permite una elevada intensidad de corriente. La cantidad de elementos refractarios del recubrimiento origina un arco tranquilo, de mediana penetración.

Parámetros de uso.

Tensión de cebado: entre 40 y 50 V. Se emplean con corriente alterna o con corriente continua, en ambas polaridades.

Rendimiento gravimétrico.

El rendimiento gravimétrico estándar está comprendido entre el 90 y el 100%.

Aplicaciones.

Estos electros, fáciles de encender y reencender, poco sensibles a la humedad, escasas salpicaduras y favorable eliminación de escoria, que permiten una razonable velocidad de soldeo constituyen una gama de consumibles muy apreciada.

Resultan por su fácil manejo en cualquier clase de montaje, la escasa influencia de las condiciones ambientales y por ser adecuados para emplearse en todas las posiciones, idóneos para todo tipo de soldaduras siempre que no 75 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura se requiera una elevada tenacidad. Los principales campos de aplicación son las estructuras metálicas, en construcciones de calderas y construcciones navales.

Electrodos básicos.

Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-7015 (Na) poco frecuentes y AWS-E-7016 (K) muy utilizados Características específicas.

Los componentes principales son el carburo cálcico y el fluoruro cálcico. El revestimiento, que no contiene celulosa ni arcilla, proporciona un gas protector a base de CO2 procedente del mármol y del fluoruro de silicio formado a partir de la fluorita e espato flúor, en reacción con el SiO2. Funden a temperaturas muy elevadas (aprox. 2.000 °C), razón por la cual necesitan un fundente en su composición, como el espato flúor.

La elevada proporción de TiO2 y de silicato potásico, permiten su uso en corriente alterna. Son fuertemente higroscópicos, por lo que precisan de ciertas precauciones para evitar que una retención de humedad origine porosidades en el metal depositado y fisuraciones bajo el cordón en el soldeo de aceros ferríticos de alta resistencia o límite elástico.

Escorias.

Pertenecen a los sistemas CaO-SiO2, 2CaO-SiO2 y 3Cao-SiO2. La escoria es poco abundante, de color pardo y aspecto brillante. Su fluidez se controla agregando espato flúor al revestimiento. Sube a la superficie con rapidez por lo que son poco probables las inclusiones. Se elimina con menos facilidad que la de los otros tipos de electrodos.

Arco.

En general, la velocidad de fusión no es elevada ni tampoco soportan grandes intensidades de corriente. Ofrecen una velocidad de soldeo razonable en posición horizontal o cornisa y más rápida en vertical ascendente, porque es esta posición admiten una intensidad de corriente más alta que otros electrodos.

La longitud de arco es más corta que en el caso de los rutilos. La tensión de cebado es elevada, aprox. 65 V. Por esta razón, algunos fabricantes proceden a impregnar de grafito, excelente conductor eléctrico, uno de los extremos del electrodo, para facilitar de esta manera el encendido del arco. Los básicos son más difíciles de manejar que los otros electrodos.

Rendimiento gravimétrico.

Oscila en torno al 110%.

Metal depositado.

En el momento de la fusión se produce una verdadera micrometalurgia, con fijación de elementos metálicos en el metal fundido. Pueden obtenerse así, por adición de elementos adecuados tales como Mn, Cr, Ni, Mo, etc. soldaduras de elevadas características mecánicas y de alta resistencia contra determinados agentes corrosivos. El metal depositados se encuentra prácticamente exento 76 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura de impurezas, libre de hidrógeno ( H2 £ 10 ppm) y de porosidad, si el revestimiento está seco. Posee además una elevada capacidad de deformación (d aprox. 30%) y presenta una alta tenacidad.

Precauciones específicas.

Si el electrodo, por su higroscopicidad, ha captado humedad deposita un metal poco dúctil y, en determinadas circunstancias, propenso a fisuración bajo el cordón. Para evitar ambos fenómenos, los electrodos básicos que hayan estado expuestos a un ambiente húmedo, deben secarse siguiendo estrictamente las recomendaciones de su fabricante.

La temperatura de secado en horno o estufa y el tiempo necesario de permanencia a esa temperatura deben ser los adecuados a la composición del revestimiento, que sólo el fabricante conoce la exactitud. En efecto, la humedad absorbida se encuentra en forma de hidrato lo que requiere temperaturas elevadas para extraer el agua atrapada en los cristales.

Aplicaciones.

El campo de aplicación es muy amplio. Una de las ventajas de los electrodos básicos es que pueden eliminar el S por su reacción con el Mn, formando compuestos que pasan a la escoria, por lo que la soldadura realizada con este tipo de electrodos muestra una gran resistencia al agrietamiento en caliente.

El metal depositado es poco sensible a la fisuración, incluso en soldadura sometidas a fuertes tensiones de embridamiento por condiciones de rigidez. Se utilizan ampliamente en la soldadura de estructuras metálicas, recipientes sometidos a presión, construcción naval y maquinaria. Para resolver el problema de su fuerte higroscopicidad, actualmente se están desarrollando electrodos básicos menos propensos a captar humedad: electrodos LMA (poca absorción de humedad).

Electrodos de gran rendimiento.

Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-6027 (ácido), AWS-E-7014 (rutilo), AWS-E-7018 (básico), AWS-E-7024 (rutilo) y AWS-E7028 (básico).

Características específicas.

Se denominan electrodos de gran rendimiento aquellos que, cualquiera que sea la naturaleza de la composición de su revestimiento, tienen un rendimiento gravimétrico superior al 130%. Si en los electrodos clásicos, como acabamos de ver, el rendimiento suele oscilar entre el 80% y 100%, con esta clase de electrodos se puede llegar hasta el 240%.

El rendimiento de un electrodo viene dado por la relación del peso del metal depositados al peso de la varilla fundida. La norma UNE-14.038 versa sobre la determinación del rendimiento de los electrodos. En general, para su evaluación se desprecian 40 mm de su longitud, aproximadamente igual a la

77 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura parte desnuda del alma que se aloja en la pinza portaelectrodos de 450 mm y 310 mm para los que poseen una longitud original de 350 mm.

Esta clase de electrodos fue desarrollada por VAN DER WILLIGEN en Holanda a partir del año 1.947, añadiendo polvo de Fe al revestimiento. Parece lógico suponer que la posición sobremesa es la más fácil y favorable para la soldadura. En efecto, en esa posición el metal fundido se beneficia de la fuerza de la gravedad y se pueden conseguir las máximas velocidades de deposición.

Después de ésta, la más ventajosa es la horizontal en ángulo. Por la economía que supone soldar en ambas posiciones se han desarrollado electrodos específicos que únicamente pueden emplearse en estas posturas de soldeo.

Pertenecen a este grupo aquellos electrodos cuya penúltima cifra en su designación AWS es un 2. Se les llama también electrodos de contacto.

El rendimiento de un electrodo, en general, es función de la naturaleza del revestimiento, del diámetro y de la intensidad de la corriente.

Aplicaciones: Estos electrodos requieren altas intensidades de soldeo para lograr fundir, además del alma, el polvo de Fe agregado a su revestimiento, por lo que resulto necesario fuentes de energía potentes. Se seleccionan para reducir costes en soldadura, tanto en construcción naval como en talleres de calderería pesada. Los electrodos de contacto se emplean en soldadura por gravedad mediante unos aparatos mecánicos. En los astilleros, cada operarios puede controlar 2-4 aparatos simultáneamente.

Los electrodos básicos de gran rendimiento con elevadas características mecánicas son utilizadas en construcción off-shore y calderería pesada, donde se exigen altos valores de impacto a baja temperatura.

Selección del tipo de corriente: La clase de corriente depende fundamentalmente del tipo de electrodo que se va a utilizar. A pesar de que la corriente continua es la más común, la amplia gama de electrodos actualmente en el mercado, que deben utilizarse con corriente alterna han hecho que crezca el uso de este tipo de corriente.

El coste de la energía con corriente alterna es menor que con corriente continua pero representa una parte poco relevante del coste total de soldadura, no siendo un factor decisivo la selección del tipo de corriente.

Comparación entre uso de corriente continua y alterna.

Características: 

Corriente continua: Los cables han de ser tan cortos como sea posible.



Corriente alterna: Preferible para soldar a gran distancia de la fuente.

78

Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Electrodos: Son válidos todos los tipos de electrodos.

El revestimiento debe contener sustancias que restablezcan el arco.

Salpicaduras: En corriente continua son poco frecuentes.

En corriente alterna son más frecuentas, debidas a la pulsación.

El proceso SMAW se utiliza por su versatilidad en una amplia gama aplicaciones tanto en taller como en obra en la soldadura de materiales espesor superior a 1,5 mm. Los sectores de mayor aplicación son construcción naval, de máquinas, estructuras, tanques y esferas almacenamiento, puentes, recipientes a presión y calderería, etc.

de de la de

La selección de los electrodos tiene una influencia decisiva en la calidad y el coste de la soldadura.

Para el usuario, es muy importante disponer de una correcta relación de electrodos con finalidades específicas. En este sentido, los catálogos y folletos que editan los fabricantes suelen contener información hacer de diámetros, parámetros de uso, revestimientos y precauciones sobre el almacenaje y funcionamiento de cada uno de sus productos. Se expondrá a continuación dos aplicaciones, la primera por su novedad y la segunda por lo generalizado de su uso.

SOLDADURA BAJO AGUA. Introducción.

Los propietarios de instalaciones marinas saben por experiencia que la soldadura realizada por buzos en contacto con el agua ofrece una deficiente calidad desde el punto de vista metalúrgico. En aquellas condiciones, es muy difícil cumplir las exigencias de la especificación 1104 del Instituto americano del petróleo, API. La idea de soldar en seco en una cámara hiperbárica fue el resultado de los experimentos llevados a cabo por EDWIN LINK en el año 1.966. El objetivo era conseguir una soldadura en un ambiente a presión superior a la atmosférica, o hiperbárico, que pudiese satisfacer los requisitos de la API 1104. Desde esa fecha, el proceso ha evolucionado y está sujeto a continuos avances en cuanto a desarrollo de nuevas técnicas y equipos.

Definición.

La soldadura hiperbárica es un proceso de soldadura realizada en seco y a presión ligeramente superior a la columna de agua correspondiente a la profundidad a la que se está trabajando y en la que el soldador opera en seco dentro de una cámara o habitáculo dotada con un sistema de máscaras orales/nasales diseñado especialmente para soldadores, mecanismo de expulsión de gases, iluminación y control del ambiente junto con el equipamiento típico inherente a la operación a practicar.

79 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Proceso de soldadura.

Las primeras soldaduras se hicieron totalmente con el proceso TIG. Recientes investigaciones aconsejan como mejor combinación, TIG para la pasada de raíz y SMAW para las pasadas de relleno. Hasta el momento se han desechado otros procesos de soldeo a causa de los reducido del recinto y la necesaria operatividad del soldador.

Debido a la precisión en el interior de la cámara hiperbárica y a su elevada humedad relativa, esta soldadura presenta variables que la hacen distinta a la realizada en condiciones atmosféricas estables. Estas variables son: •Modificación de la estructura del arco eléctrico, siendo necesario una mayor tensión para mantener su estabilidad.

•Mayor penetración.

•Mayor producción de escoria.

•Mayor producción de humos, que dificultan la visibilidad. A profundidades de 75 m y mayores llegan incluso a impedir la observación del arco.

•Velocidades de enfriamiento elevadas debido al alto poder refrigerante de la mezcla de gas helio que se utiliza para presurizar la cámara.

•Cuando se suelda por el proceso de SMAW se producen fenómenos de difusión química que influyen en las reacciones metalúrgicas en el sentido de aumentar el contenido en C y disminuir el de Mn y Si. •Mayor absorción de gases por el metal fundido, por soportar una presión mayor.

Equipo necesario.

El equipo para la realización de este tipo de soldadura consiste en: Una habitación de chapa de acero totalmente soldada llamada cámara hiperbárica. Este compartimiento posee los medios necesarios para poder alinear las tuberías a reparar o unirlas por medio de tenazas accionadas con dispositivos hidráulicos.

La cámara se encuentra centrada entre el mecanismo de tenazas y está provista de tanques laterales de flotación. Estos tanques se utilizarán para la maniobra de inmersión y estabilidad del conjunto. Por medio de juntas especiales se sella el compartimiento y se procede al vaciado de agua. Dentro de la cámara se mantiene una atmósfera inerte para eliminar el peligro de incendio. Los soldadores respiran una mezcla de gases a través de un sistema de máscaras.

El sistema está conectado a la superficie por medio de una manguera, a modo de cordón umbilical, por donde se envían a la máscara gases para la respiración, gases para el soldeo y para el precalentamiento de la junta cuando sean necesarios, energía eléctrica para iluminación, comunicaciones telefónicas y energía para la soldadura. Existe un módulo de control en la 80 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura superficie para coordinar todas las fases y operaciones y vigilar el estado físico de los soldadores. Normalmente, estas cámaras se fabrican de forma que sean fácilmente transportables por camión, ferrocarril, avión, etc.

Campo de aplicación.

Actualmente las técnica de cámara hiperbárica o soldadura bajo presión con medios humanos llegan hasta los 200 m de profundidad. Por los ensayos realizados se prevé que el límite de utilización puede estas en los 300 m pues por el momento a mayor profundidad los problemas metalúrgicos y la utilización de buzos las hacen inviables, debiendo acudirse a otras técnicas.

Tomado [1, 5, 7]

81 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura CAPITULO V MANUAL DE PRÁCTICAS DE SOLDADURA (TIG; MIG Y SMAW) Descripción: Este capítulo está compuesto por dos partes, un manual de prácticas de soldadura al arco eléctrico con electrodo revestido, con solución ósea que ya fueron realizadas y son los resultados de las mismas los que aquí se han plasmado.

La segunda es el manual de prácticas para imprimirlo y realizar las prácticas de soldadura y llenar las practicas en base a lo realizado.

Si se desea realizar prácticas del proceso TIG y MIG, el principio es el mismo solo se debe seleccionar la maquina adecuada para el proceso que se quiera.

Asegúrese de ser asesorado por quien imparte las practicas, de no estar disponible algún ingeniero o alumno con este conocimiento revise el capitulo 4 en la sección donde este el proceso que desea practicar e investigue que necesita, posterior a tener la información pase a revisar el capitulo dos la sección del inventario del taller y seleccione la maquina que pueda servir para el proceso que vaya a practicar.

Proceda a buscarla en la bodega e instálela según las indicaciones previamente investigadas en el capitulo cuatro.

Para realizar las practicas de los procesos TIG y MIG utilice las instrucciones de las practicas SMAW. Tomado [1….11]

82 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura

“MANUAL DE PRÁCTICAS REALIZADAS”

83 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

PRACTICA # 1. RECONOCIMIENTO DE EQUIPO Y MEDIDAS DE SEGURIDAD.

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

84 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Objetivos: 1.-

El alumno reconocerá el equipo con que cuenta el taller de mecánica para realizar prácticas de soldadura.

2.-

El alumno aprenderá la importancia de cada equipo y la función que desempeñan en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.-

Aprenderá a como utilizarlo con el fin de evitar accidentes.

4.- Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la operación del equipo.

Material a utilizar: -

Maquina soldadora TIG, MIG y SMAW. Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

El objeto principal de la unión es el de asegurar la mejor continuidad de las piezas, continuidad que será más perfecta cuanto más uniforme sea la transmisión del esfuerzo.

La transmisión de esfuerzos en las uniones se hace en muchas ocasiones de modo indirecto, ya que para pasar el esfuerzo de una pieza a otra se la obliga previamente a desviarse de su trayectoria normal. Los procesos de soldadura son un proceso de unión permanente. Existe una gran variedad de procesos, desde los más sencillos y manuales hasta los más complejos y automatizados.

Al realizar este tipo de trabajos, existen una serie de normas y medidas de seguridad que es importante seguir, para evitar accidentes y realizar un buen trabajo.

Los principales riesgos de accidente son los derivados del empleo de la corriente eléctrica, las quemaduras, incendio y explosión.

Las exposiciones a radiaciones ultravioleta y luminosas, la exposición a humos y gases y la intoxicación por fosgeno también son un riesgo pero de tipo higiénico.

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Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Metodología: Actividad 1.

Descripción del equipo mediante la siguiente clasificación:  Maquina soldadora y accesorios para (TIG, MIG y SMAW).  Equipo de protección.

Describir el funcionamiento del equipo principal.

Fuente de alimentación: Fuente de alimentación trifásica. Para 220 y 440 V Cables de alimentación: Cable AWS calibre 8, recubierto con termo plástico Cables de trabajo: Cable calibre 1/0 AWG de 3 metros de longitud color negro.

Porta electrodo, antorcha y pistola: El porta electrodo es utilizado en el proceso SMAW y es 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 aislamiento en el mango solamente.

La antorcha se utiliza en el proceso TIG y sostiene el electrodo de tungsteno y regula el flujo de gas, cuenta con una mordaza, porta mordaza, boquilla, tapa larga para el electrodo, válvula de gas y sistema de enfriamiento (aire o agua).

La pistola se usa en el proceso MIG, esta cuenta con una buza que se encarga de dispersar el gas de protección y también guía el electrodo continuo para realizar la soldadura, tiene una válvula para regular el flujo del gas y cuenta con un sistema de enfriamiento.

Maquina soldadora MI-250 CD/CA: Esta máquina se alimenta con un voltaje de 220V, es multifuncional puesto que sirve para proceso TIG y SMAW, trabaja con los dos tipos de corriente por esta razón es muy versátil y es muy útil para realizar trabajos de mantenimiento de industrias de cualquier tipo.

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Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Maquina soldadora Millermatic-35 S: Esta máquina se alimenta a 127V y 220V, es utilizada para el proceso MIG y trabaja con corriente continua, tiene un sistema de enfriamiento que se activa cuando es necesario para el ahorro de energía.

Se utiliza en la industria farmacéutica y es ideal para trabajos de mantenimiento.

Actividad 2.

Describa el funcionamiento de de los dispositivos de control y protección de las maquinas soldadoras.

Regulador de amperaje: Es un dispositivo que contienen todas las maquinas soldadora y sirve para seleccionar el amperaje deseado para realizar un trabajo de soldeo.

Seleccionador de rango: Es un dispositivo utilizado para seleccionar entre rango alto y rango alto según sea el trabajo a desarrollar.

Seleccionador de corriente: Es un dispositivo que contienen las maquinas que trabajan con los dos tipos de corriente (AC y CD) y es utilizado para seleccionar el tipo de corriente con la cual se va a trabajar.

Sistema de enfriamiento: Dispositivo que tienen todas las maquinas soldadoras, su función es mantener el equipo a una temperatura estable y así proteger los devanados del equipo y prolongar su duración.

Interruptor: Dispositivo con que cuentan todas las maquinas soldadoras y se encarga de encender y apagar el equipo.

Fusibles: Algunas maquinas cuentan con estos dispositivos de protección y sirven para evitar calentamiento excesivo en el equipo causado por corto circuitos o porque accidentalmente el arco se active y quede pegado el electrodo principalmente en el proceso SMAW.

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Actividad 3.

Describa el funcionamiento del equipo de protección.

Careta: La careta es fabricada con fibra de vidrio o plástico y lleva un aditamento para fijarse a la cabeza del trabajador y facilitar las actividades de soldadura. Cuenta con una ventana que contiene un cristal obscuro, también puede ser electrónica, que al detectar la luz se obscurece para proteger la retina.

Guantes: Aditamento de carnaza, mezclilla o gamuza, utilizado para proteger las manos de salpicaduras de material caliente y evitar quemaduras y también descargas eléctricas.

Peto: Aditamento de carnaza, mezclilla o gamuza, utilizado para proteger el pecho de salpicaduras de material caliente y evitar quemaduras.

Botas: Deben ser de gamuza y con una suela de hule resistente al desgaste y a quemarse a si como debe tener una gran resistencia a la conducción eléctrica para evitar descargas.

Polainas: Aditamento de carnaza, mezclilla o gamuza, utilizado para proteger los piez de salpicaduras de material caliente y evitar quemaduras.

Manga: Aditamento de carnaza, mezclilla o gamuza, utilizado para proteger los brazos de salpicaduras de material caliente y evitar quemaduras.

Máscara de gas: La máscara de gas es un filtro para evitar respirar gases que puedan ser causa de intoxicación u mareos y de esta forma asegurar a los trabajadores.

Over all: El over all puede ser de gabardina o mezclilla puesto que estos tipos de tela son muy resistentes al trabajo duro así como son cómodas para realizar movimientos libremente.

Extractor de humo:

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Manual de prรกcticas de soldadura Este quipo se utiliza en la soldadura con gas y es para proteger al soldador de no inhalar el humo y el gas.

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Autoevaluaciรณn: Actividad 4.

Dibuje o pegue una imagen de cada uno de los elementos de seguridad para el soldador y explique su funciรณn e importancia.

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PRACTICA # 2. SOLDADURA CON CORDON PLANO (UNION A TOPE).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

90 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión a tope utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.-

El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.-

Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura.

4.-

Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este trabajo.

Material a utilizar: - Maquina soldadora MI-250-CD/CA. - Pinza de maza.

- Cable porta electrodo.

- Electrodo revestido del tipo 6013 - 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) - Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura en plano se denomina a si por su posición precisamente plana, esta Es la posición más cómoda que existe y por lo consiguiente es la ideal para realizar soldaduras perfectas.

La unión a tope consiste en que las placas o piezas a soldar se colocan con sus extremos a unir juntos, las piezas pueden ser tratadas con un chaflán o no. Fig. 1

fig.5.1 placas para unión a tope sin chaflán.

91 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas. Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 150A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso horizontales sobre la mesa y a una distancia de 1mm de separación entre ellas.

Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (over all, guantes, peto, careta y en caso de ser necesario polainas y asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

92 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Coloque la punta del electrodo en el extremo donde desee comenzar la soldadura (se recomienda izquierda a derecha.), utilizando la técnica que prefiera, deslice el electrodo sobre el extremo donde se ha de unir la probeta, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 2.5mm sobre la superficie y con un ángulo aproximado de 60° sobre la horizontal.

En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura. Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Si se es principiante en el proceso realice el ejercicio de práctica en línea recta sobre un material similar al de la probeta pero sin unir solo para realizar el cordón. Una vez que sus cordones sean de buena calidad y apariencia, proceda a realizar la unión.

93 Carlos Augusto Landa Salas

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Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

Soldadura por Arco Manual con Electrodos Revestidos (SMAW) Soldadura en plano De izquierda a derecha Sin chaflán a Tope Acero A-37 2 placas de 150 x 100 x 6 mm Norma AWS.A.5.1

MATERIAL PROBETA  

Acero: F 113 (dulce) Espesor: 6 mm

ELECTRODO   

Diámetro: 2,5 x 350 mm Tipo: Rutilo Norma AWS A5.1: E6013 POSICIÓN



Plano NÚMERO DE PASADAS



Cordones: 1 Cordón único de unión.

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PRACTICA # 3. SOLDADURA EN ANGULO HORIZONTAL (UNION TRASLAPE).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

95 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión en traslape utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.-

El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.-

Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura.

4.-

Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este

trabajo.

Material a utilizar: - Maquina soldadora MI-250-CD/CA. - Pinza de maza.

- Cable porta electrodo.

- Electrodo revestido del tipo 6013 - 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) - Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura de ángulo horizontal se denomina a si por su posición entre una esquina, en esta posición el electrodo se debe colocar en un ángulo adicional.

La unión en traslape consiste en que las placas o piezas a soldar se colocan con sus caras a unir juntas y encimada una sobre la otra cierta distancia (en función de el uso de las piezas) , las piezas no se tratan con chaflán. Fig. 1

fig.5.2 placas para unión en traslape.

96 Carlos Augusto Landa Salas

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Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas. Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 150A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso horizontales sobre la mesa y a una distancia de 1mm de separación entre ellas.

Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (overa ll, guantes, peto, careta y en caso de ser necesario polainas.).

Asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

97 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

Coloque la punta del electrodo en el extremo donde desee comenzar la soldadura (se recomienda izquierda a derecha.), utilizando la técnica que prefiera deslice el electrodo sobre el extremo donde se ha de unir la probeta, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 2.5mm sobre la superficie y con un ángulo aproximado de 60°con respecto a la vertical y un ángulo de 45° con respecto de la horizontal.

En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura.

Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Si se es principiante en el proceso realice el ejercicio de práctica en línea recta sobre un material similar al de la probeta pero sin unir solo para realizar el cordón. Una vez que sus cordones sean de buena calidad y apariencia, proceda a realizar la unión.

98 Carlos Augusto Landa Salas

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Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

Soldadura por Arco Manual con Electrodos Revestidos (SMAW) Soldadura ángulo horizontal De izquierda a derecha Sin chaflán a Tope Acero A-37 2 placas de 150 x 100 x 6 mm Norma AWS.A.5.1

MATERIAL PROBETA  

Acero: F 113 (dulce) Espesor: 6 mm

ELECTRODO   

Diámetro: 2,5 x 350 mm Tipo: Rutilo Norma AWS A5.1: E6013 POSICIÓN



Angulo horizontal NÚMERO DE PASADAS



Cordones: 1 Cordón único de unión.

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PRACTICA # 4. SOLDADURA VERTICAL (UNION A TOPE).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

100 Carlos Augusto Landa Salas

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Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión en una posición vertical a tope utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.-

El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.- Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura en la posición vertical.

4.- Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este trabajo.

Material a utilizar: - Maquina soldadora MI-250-CD/CA. - Pinza de maza.

- Cable porta electrodo.

- Electrodo revestido del tipo 6013 - 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) - Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura vertical es un tanto más complicada que la soldadura de banco, a diferencia de las soldaduras anteriores en esta posición se debe tener más experiencia al aplicar la soldadura pues pueden aparecer defectos en el proceso, si no se hace de la forma adecuada.

Para realizar una soldadura vertical es necesario cuidar la gota, el arco y la velocidad de avance pues de lo contrario tendremos defectos en nuestras soldaduras, claro que esto requiere tiempo y práctica, la única forma de ser bueno soldando es practicando. Este tipo de uniones es muy común en la industria y en construcciones.

101 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

fig.1 placas para unión vertical a tope.

Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas. Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 125A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso verticales sobre la mesa y sin separación entre ellas.

102 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (over all, guantes, mangas, peto, careta y en caso de ser necesario polainas.).

Asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

Coloque la punta del electrodo en la parte baja de la unión para comenzar la soldadura (este tipo de soldadura debe ser de abajo hacia arriba.), utilizando la técnica que prefiera deslice el electrodo sobre las placas donde se ha de unir la probeta, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 3mm sobre la superficie.

Al ir avanzando con el electrodo sobre la unión se debe vigilar la gota que aun está fundida pues esta puede caer y se producirá falta de material, por esta razón es fundamental también realizar la soldadura a una velocidad constante para evitar defectos en esta misma.

En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura.

Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Si al hacer el primer intento nuestra soldadura queda con una apariencia de estar escurrida o peor con agujeros es porque quizás debemos ajustar el amperaje a uno más bajo y que debemos mejorar nuestra técnica de soldadura.

Realice el ejercicio de práctica en línea recta sobre un material similar al de la probeta y en la posición vertical, pero sin unión solo para realizar el cordón. Una vez que sus cordones sean de buena calidad y apariencia, proceda a realizar la unión.

Recuerde que la práctica hace al maestro y esta es la única forma de ser buen soldador.

103 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

Soldadura por Arco Manual con Electrodos Revestidos (SMAW) Soldadura vertical De abajo hacia arriba Sin chaflán a Tope Acero A-37 2 placas de 150 x 100 x 6 mm Norma AWS.A.5.1

MATERIAL PROBETA  

Acero: F 113 (dulce) Espesor: 6 mm

ELECTRODO   

Diámetro: 2,5 x 350 mm Tipo: Rutilo Norma AWS A5.1: E6013 POSICIÓN



vertical NÚMERO DE PASADAS



Cordones: 1 Cordón único de unión.

104 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

PRACTICA # 5. SOLDADURA HORIZONTAL (UNION ESCUADRA).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

105 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión en escuadra, utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.- El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.- Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura en escuadra.

4.- Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este trabajo.

Material a utilizar: -

Maquina soldadora MI-250-CD/CA. Pinza de maza.

Cable porta electrodo.

Electrodo revestido del tipo 6013 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura horizontal consiste en acomodar la soldadura de una forma lateral colocando el electrodo a 90° de la vertical.

La unión en escuadra consiste en colocar las piezas a unir en posición de L, como se muestra en la figura 1. Esta unión puede tener sus variaciones puesto que puede realizarse en ángulos variados y se pueden colocar las piezas de múltiples posiciones (vertical, horizontal, etc.).

También la separación de las placas puede variar a si como su colocación( a tope, esquina, separada, etc.). Puede llevar o no chaflán.

106 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

fig.1 placas para unión escuadra.

Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas.

Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 125A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso verticales sobre la mesa y sin separación entre ellas.

107 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (over all, guantes, mangas, peto, careta y en caso de ser necesario polainas.).

Asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

Coloque la punta del electrodo en la parte donde desea comenzar la soldadura, utilizando la técnica que prefiera deslice el electrodo sobre las placas donde se ha de unir la probeta, de izquierda a derecha o viceversa, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 2mm sobre la superficie y procure mantener el electrodo con una inclinación de 90° con respecto a la vertical y nula con la horizontal.

Fundamental es también realizar la soldadura a una velocidad constante para evitar defectos en la misma.

En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura.

Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Recuerde que la práctica hace al maestro y esta es la única forma de ser buen soldador.

108 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

Soldadura por Arco Manual con Electrodos Revestidos (SMAW) Soldadura horizontal De izquierda a derecha Sin chaflán a Tope Acero A-37 2 placas de 150 x 100 x 6 mm Norma AWS.A.5.1

MATERIAL PROBETA  

Acero: F 113 (dulce) Espesor: 6 mm

ELECTRODO   

Diámetro: 2,5 x 350 mm Tipo: Rutilo Norma AWS A5.1: E6013 POSICIÓN



Horizontal NÚMERO DE PASADAS



Cordones: 1 Cordón único de unión.

109 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura

“MANUAL DE PRÁCTICAS PARA IMPRIMIR”

110 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

PRACTICA # 1. RECONOCIMIENTO DE EQUIPO Y MEDIDAS DE SEGURIDAD.

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

111 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Objetivos: 1.-

El alumno reconocerá el equipo con que cuenta el taller de mecánica para realizar prácticas de soldadura.

2.-

El alumno aprenderá la importancia de cada equipo y la función que desempeñan en el proceso de soldadura por arco eléctrico

3.-

Aprenderá a cómo utilizarlo con el fin de evitar accidentes.

4.- Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la operación del equipo.

Material a utilizar: -

Maquina soldadora para TIG, MIG y SMAW. Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

El objeto principal de la unión es el de asegurar la mejor continuidad de las piezas, continuidad que será más perfecta cuanto más uniforme sea la transmisión del esfuerzo.

La transmisión de esfuerzos en las uniones se hace en muchas ocasiones de modo indirecto, ya que para pasar el esfuerzo de una pieza a otra se la obliga previamente a desviarse de su trayectoria normal. Los procesos de soldadura son un proceso de unión permanente. Existe una gran variedad de procesos, desde los más sencillos y manuales hasta los más complejos y automatizados.

Al realizar este tipo de trabajos, existen una serie de normas y medidas de seguridad que es importante seguir, para evitar accidentes y realizar un buen trabajo.

Los principales riesgos de accidente son los derivados del empleo de la corriente eléctrica, las quemaduras, incendio y explosión.

Las exposiciones a radiaciones ultravioleta y luminosas, la exposición a humos y gases y la intoxicación por fosgeno también son un riesgo pero de tipo higiénico.

112 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA Metodología: Actividad 1.

Descripción del equipo mediante la siguiente clasificación:  Maquina soldadora y accesorios para (TIG, MIG y SMAW).  Equipo de protección.

Describir el funcionamiento del equipo principal.

Fuente de alimentación: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Cables de alimentación: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Cables de trabajo: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Porta electrodo y antorcha: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Electrodo: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Maquina soldadora MI-250 CD/CA: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Maquina soldadora Millermatic-35 S: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ 113 Carlos Augusto Landa Salas

Manual de prรกcticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Actividad 2.

Describa el funcionamiento de de los dispositivos de control y protecciรณn.

Regulador de amperaje: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Seleccionador de rango: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Seleccionador de corriente: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Sistema de enfriamiento: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Interruptor: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Fusibles: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ 114 Carlos Augusto Landa Salas

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Actividad 3.

Describa el funcionamiento del equipo de protecciรณn.

Careta: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Guantes: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________ Peto: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________ Botas: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________ Polainas: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________ Manga: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________ Mรกscara de gas: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________

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Over all: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________ Extractor de humo: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________

Actividad 4.

Auto evaluaciรณn: Dibuje o pegue una imagen de cada uno de los elementos de seguridad para el soldador y explique su funciรณn e importancia.

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PRACTICA # 2. SOLDADURA CON CORDON PLANO (UNION A TOPE).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

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Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión a tope utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.-

El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.-

Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura.

4.-

Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este

trabajo.

Material a utilizar: - Maquina soldadora MI-250-CD/CA. - Pinza de maza.

- Cable porta electrodo.

- Electrodo revestido del tipo 6013 - 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) - Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura en plano se denomina a si por su posición precisamente plana, esta Es la posición más cómoda que existe y por lo consiguiente es la ideal para realizar soldaduras perfectas.

La unión a tope consiste en que las placas o piezas a soldar se colocan con sus extremos a unir juntos, las piezas pueden ser tratadas con un chaflán o no. Fig. 1

fig.5.1 placas para unión a tope sin chaflán.

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Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas.

Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 150A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso horizontales sobre la mesa y a una distancia de 1mm de separación entre ellas.

Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (over all, guantes, peto, careta y en caso de ser necesario polainas y asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

Coloque la punta del electrodo en el extremo donde desee comenzar la soldadura (se recomienda izquierda a derecha.), utilizando la técnica que prefiera, deslice el electrodo sobre el extremo donde se ha de unir la probeta, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 2.5mm sobre la superficie y con un ángulo aproximado de 60° sobre la horizontal.

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En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura. Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Si se es principiante en el proceso realice el ejercicio de práctica en línea recta sobre un material similar al de la probeta pero sin unir solo para realizar el cordón. Una vez que sus cordones sean de buena calidad y apariencia, proceda a realizar la unión.

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Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

MATERIAL PROBETA  

__________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________

ELECTRODO   

Diámetro: __________________________________________________________ Tipo: __________________________________________________________ __________________________________________________________ Norma AWS A5.1: __________________________________________________________ POSICIÓN



__________________________________________________________ __________________________________________________________ NÚMERO DE PASADAS



Cordones: __________________________________________________________ Cordón único de unión.

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PRACTICA # 3. SOLDADURA EN ANGULO HORIZONTAL (UNION TRASLAPE).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

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Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión en traslape utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.-

El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.-

Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura.

4.- Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este trabajo.

Material a utilizar: -

Maquina soldadora MI-250-CD/CA. Pinza de maza.

Cable porta electrodo.

Electrodo revestido del tipo 6013 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura de ángulo horizontal se denomina a si por su posición entre una esquina, en esta posición el electrodo se debe colocar en un ángulo adicional.

La unión en traslape consiste en que las placas o piezas a soldar se colocan con sus caras a unir juntas y encimada una sobre la otra cierta distancia (en función de el uso de las piezas) , las piezas no se tratan con chaflán.

fig.5.2 placas para unión en traslape.

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Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas.

Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 150A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso horizontales sobre la mesa y a una distancia de 1mm de separación entre ellas.

Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (overa ll, guantes, peto, careta y en caso de ser necesario polainas.).

Asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

124 Carlos Augusto Landa Salas

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Coloque la punta del electrodo en el extremo donde desee comenzar la soldadura (se recomienda izquierda a derecha.), utilizando la técnica que prefiera deslice el electrodo sobre el extremo donde se ha de unir la probeta, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 2.5mm sobre la superficie y con un ángulo aproximado de 60°con respecto a la vertical y un ángulo de 45° con respecto de la horizontal.

En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura.

Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Si se es principiante en el proceso realice el ejercicio de práctica en línea recta sobre un material similar al de la probeta pero sin unir solo para realizar el cordón. Una vez que sus cordones sean de buena calidad y apariencia, proceda a realizar la unión.

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Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

MATERIAL PROBETA  

__________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________

ELECTRODO   

Diámetro: __________________________________________________________ Tipo: __________________________________________________________ __________________________________________________________ Norma AWS A5.1: __________________________________________________________ POSICIÓN



__________________________________________________________ __________________________________________________________ NÚMERO DE PASADAS



Cordones: ________________________________________________________ Cordón único de unión.

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PRACTICA # 4. SOLDADURA VERTICAL (UNION A TOPE).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

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Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión en una posición vertical a tope utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.-

El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.- Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura en la posición vertical.

4.- Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este trabajo.

Material a utilizar: -

Maquina soldadora MI-250-CD/CA. Pinza de maza.

Cable porta electrodo.

Electrodo revestido del tipo 6013 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura vertical es un tanto más complicada que la soldadura de banco, a diferencia de las soldaduras anteriores en esta posición se debe tener más experiencia al aplicar la soldadura pues pueden aparecer defectos en el proceso, si no se hace de la forma adecuada.

Para realizar una soldadura vertical es necesario cuidar la gota, el arco y la velocidad de avance pues de lo contrario tendremos defectos en nuestras soldaduras, claro que esto requiere tiempo y práctica, la única forma de ser bueno soldando es practicando. Este tipo de uniones es muy común en la industria y en construcciones.

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fig.1 placas para unión vertical a tope.

Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas. Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 125A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso verticales sobre la mesa y sin separación entre ellas.

129 Carlos Augusto Landa Salas

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Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (over all, guantes, mangas, peto, careta y en caso de ser necesario polainas.).

Asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

Coloque la punta del electrodo en la parte baja de la unión para comenzar la soldadura (este tipo de soldadura debe ser de abajo hacia arriba.), utilizando la técnica que prefiera deslice el electrodo sobre las placas donde se ha de unir la probeta, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 3mm sobre la superficie.

Al ir avanzando con el electrodo sobre la unión se debe vigilar la gota que aun está fundida pues esta puede caer y se producirá falta de material, por esta razón es fundamental también realizar la soldadura a una velocidad constante para evitar defectos en esta misma.

En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura.

Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Si al hacer el primer intento nuestra soldadura queda con una apariencia de estar escurrida o peor con agujeros es porque quizás debemos ajustar el amperaje a uno más bajo y que debemos mejorar nuestra técnica de soldadura.

Realice el ejercicio de práctica en línea recta sobre un material similar al de la probeta y en la posición vertical, pero sin unión solo para realizar el cordón. Una vez que sus cordones sean de buena calidad y apariencia, proceda a realizar la unión.

Recuerde que la práctica hace al maestro y esta es la única forma de ser buen soldador.

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Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

MATERIAL PROBETA  

__________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________

ELECTRODO   

Diámetro: __________________________________________________________ Tipo: __________________________________________________________ __________________________________________________________ Norma AWS A5.1: __________________________________________________________ POSICIÓN



__________________________________________________________ __________________________________________________________ NÚMERO DE PASADAS



Cordones: ________________________________________________________ Cordón único de unión.

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PRACTICA # 5. SOLDADURA HORIZONTAL (UNION ESCUADRA).

ALUMNO(A): MATRÍCULA: GRUPO:

APELLIDO PATERNO: NOMBRE(S) HORARIO DE PRACTICA:

APELLIDO MATERNO:

FECHA:

FIRMA:

REVISÓ (PARA SER LLENADO POR EL INSTRUCTOR): NOMBRE DEL PROFESOR:

NOMBRE DEL INSTRUCTOR: FECHA DE RESULTADO REVISION ACREDITADO ACREDITADO OBSERVACIONES:

FIRMA NO SELLO DEL LABORATORIO

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Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Objetivos: 1.-

El alumno aprenderá el procedimiento básico para poder realizara una unión en escuadra, utilizando soldadura de arco manual con electrodo revestido (SMAW).

2.-

El alumno aprenderá la importancia del tratamiento que se debe dar a las piezas a unir y la función que desempeñan los elementos del arco eléctrico en el proceso de soldadura por arco eléctrico.

3.- Debe adquirir el conocimiento mínimo para realizar una unió de soldadura en escuadra.

4.- Aprenderá las medidas de seguridad necesaria para la ejecución de este trabajo.

Material a utilizar: -

Maquina soldadora MI-250-CD/CA. Pinza de maza.

Cable porta electrodo.

Electrodo revestido del tipo 6013 2 Placas de acero dulce (150 X100 X 6mm) Equipo de protección.

Introducción: Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida Composición, de forma que la unión quede rígida y estanca.

Esto se consigue bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de Calor, bien por la aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.

La soldadura horizontal consiste en acomodar la soldadura de una forma lateral colocando el electrodo a 90° de la vertical.

La unión en escuadra consiste en colocar las piezas a unir en posición de L, como se muestra en la figura 1. Esta unión puede tener sus variaciones puesto que puede realizarse en ángulos variados y se pueden colocar las piezas de múltiples posiciones (vertical, horizontal, etc.).

También la separación de las placas puede variar a si como su colocación( a tope, esquina, separada, etc.). Puede llevar o no chaflán.

133 Carlos Augusto Landa Salas

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fig.1 placas para unión escuadra.

Metodología: Actividad 1.

Limpie las piezas con un cincel y con cepillo de alambre hasta que no tenga residuos de oxido, metal suelto por el corte u algún material ajeno a esta.

Si contiene alguna imperfección las partes donde será unida puede hacer uso de un esmeril para corregirla, trate de no quemar el material con el disco para evitar choques térmicos en las piezas y no debilitar la soldadura antes de hacerla.

Si desea un bisel o chaflán puede hacerlo en el momento del corte de las piezas o posterior del corte con esmeril cuidando el calentamiento de las piezas.

Posteriormente limpie las mismas.

En este caso no haremos chaflán, solo limpiaremos las piezas.

Actividad 2.

Utilice la maquina soldadora MI-250L-CD/CA, conectada en 220V. Conecte el cable porta electrodo en el polo positivo y el cable de maza en el negativo.

Seleccione el rango alto de corriente y regule la maquina a un intervalo de 125A, seleccione corriente continua.

Fije las placas a la mesa de trabajo en posición para realizar la soldadura, en este caso verticales sobre la mesa y sin separación entre ellas.

134 Carlos Augusto Landa Salas

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Actividad 3.

Utilice el equipo de protección necesario (over all, guantes, mangas, peto, careta y en caso de ser necesario polainas.).

Asegúrese que los cables estén perfectamente ajustados para evitar calentamiento de los mismos y dañar el quipo.

Una vez realizado lo anterior encienda la maquina y comience con la soldadura, la técnica a utilizar puede ser en línea recta, zigzag, patrón circular, patrón rectangular, etc. Según sea su preferencia.

Coloque la punta del electrodo en la parte donde desea comenzar la soldadura, utilizando la técnica que prefiera deslice el electrodo sobre las placas donde se ha de unir la probeta, de izquierda a derecha o viceversa, asegúrese de llevar el electrodo a una distancia de 1.5 a 2mm sobre la superficie y procure mantener el electrodo con una inclinación de 90° con respecto a la vertical y nula con la horizontal.

Fundamental es también realizar la soldadura a una velocidad constante para evitar defectos en la misma.

En caso de agotarse un electrodo, limpie la ultima parte del cordón de soldadura y comience donde quedo la última gota de soldadura.

Al terminar la soldadura espere un instante para dar tiempo de enfriar la escoria, para una mejor apariencia del cordón y luego puede limpiar.

Golpe suavemente sobre la escoria y deberá desprenderse fácilmente, si ocurre esto es señal que es una soldadura perfecta.

Recuerde que la práctica hace al maestro y esta es la única forma de ser buen soldador.

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Manual de prácticas de soldadura UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA REGION XALAPA TALLER DE MECANICA

Descripción del proceso: PROCEDIMIENTO POSICIÓN DE SOLDEO SENTIDO DE AVANCE DISEÑO DE JUNTA TIPO DE MATERIAL BASE DIMENSIONES PROBETAS MATERIAL DE APORTE

MATERIAL PROBETA  

__________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________

ELECTRODO   

Diámetro: __________________________________________________________ Tipo: __________________________________________________________ __________________________________________________________ Norma AWS A5.1: __________________________________________________________ POSICIÓN



__________________________________________________________ __________________________________________________________ NÚMERO DE PASADAS



Cordones: ________________________________________________________ Cordón único de unión.

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Manual de prácticas de soldadura CONCLUSIÓN Este trabajo es una gran herramienta de apoyo didáctico a la materia de procesos de manufactura que corresponde a la carrerea de ingeniería mecánica eléctrica, por su contenido acerca del proceso de soldadura al arco eléctrico, puesto que en él se describen los procesos TIG, MIG y SMAW. Al ser un trabajo práctico también tiene una gran ventaja para cualquier persona que quiera aprender el proceso de soldadura al arco eléctrico y al mismo tiempo aprender sobre soldadura. Por la información que contiene acerca de los riesgos, sobre los fundamentos de soldadura, las técnicas, equipo de soldadura y el uso y aplicaciones de los diferentes procesos es muy interesante para quien desea aprender sobre el tema.

Como contiene una serie de figuras donde se hace explicito el proceso y se describen las partes del mismo así como también se describe el equipo y se describe la soldadura y los cordones de soldadura es más fácil comprender los textos que se están leyendo.

Por su descripción sobre defectos en los cordones de soldadura y las practicas que contiene es fácil aprender a soldar consultando el manual, aun que el manual solo es de prácticas con electrodo revestido, el principio de soldadura es el mismo y en caso de desear practicar otro proceso simplemente se puede cambiar el equipo revisando el capítulo 4 de este trabajo en la parte del proceso que se quiera practicar, una vez que se saben las características del equipo necesario hay que revisar en el capítulo 2 el apartado del inventario del taller de mecánica en la facultad de ingeniería mecánica eléctrica de Xalapa las diferentes maquinas que se pueden usar según sea el proceso y seleccionar la adecuada.

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Manual de prácticas de soldadura BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS:

1. HORWITZ, HENRY. (1980). Soldadura, Aplicaciones y Práctica.

Representaciones y Servicios de Ingeniería, S.A México.

2. KALPAKJIAN, S.& SCHMID, S.R.(2000). Manufactura, Ingeniería y Tecnología. Pearson Prentice Hall.

3. La soldadura al arco metálico y proceso TIG, supervisión y control de calidad, tesis profesional, Vidal Rivera Báez, 1979.

4. INTECAP. (2002). Soldadura al Arco Voltaico. Mt.3.6.7.-154/02.

5. ESAB SOLDADURA Y CORTE. Manuales de Soldadura.

6. INFRA S.A. DE C.V.. Manuales de Soldadura. Consultado en: 7. Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, Mikell P.Groover, Prentice Hall, 1996.

8. www.institutoaldey.com 9. Manual de procesos de soldadura, técnicas de soldadura. Universidad de Perú.

10. www.infra.com.mx/infrasoldadura/libreria_soldadura.htm 11. products.esabna.com/mx

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