EDIC. 17 SOLDABILIDAD DE ACEROS by FerrePro

CONSTRUCCIÓN

www.ferrepro.mx

INDUSTRIA

Soldadura & Recubrimientos

Noticias Técnicas Soluciones Productos

Impresa en México €4,00

Publicación Bimensual

LIMPIEZA QUÍMICA DESENGRASE POR VAPORES Y DISOLVENTES

México Año 4 No. 17

ASTM ESTÁNDARES GLOBALES /ferrepro

@ferrepro

POWDER COATING

La diferencia principal entre una pintura líquida convencional y un revestimiento en polvo, es que ésta última no requiere un disolvente para mantener el aglutinante y las partes de relleno, en una forma de suspensión líquida. El powder coating se usa para recubrir piezas metálicas generalmente de acero o aluminio.

Horno de curado En este sistema se proyecta una nube de pintura en polvo cargada magnéticamente hacia una pieza a pintar, posteriormente la pieza se introduce en un horno, generalmente a temperaturas de entre 170 y 210 grados, para fundir el polvo y lograr una capa tersa y resistente.

SEGURIDAD

SOLDADURA

OFICIO DE SOLDADURA Según la Administración de Seguridad y Salud de los Estados Unidos (OSHA, por sus siglas en inglés), en el oficio de soldadura el índice de riesgo de sufrir lesiones mortales es de cuatro decesos por cada mil trabajadores. Por orden de importancia, los riesgos son: choque eléctrico, exposición a humos y gases, ruido excesivo, incendio/explosiones, riesgos oculares, torsiones ergonómicas y quemaduras por materiales calientes.

RUIDO EXCESIVO

RIESGOS OCULARES

TORSIONES ERGONÓMICAS

Los soldadores suelen estar expuestos a niveles intensos de ruido, mayores a 85 decibeles en promedio, durante su jornada de trabajo. De igual forma hay riesgo por desechos volátiles que puedan penetrar en los conductos auditivos.

Los efectos de un deslumbramiento se manifiestan como ardor e irritación en los ojos, tanto con los ojos cerrados o abiertos. Además, corren un alto riesgo ocular, por los rayos ultravioleta e infrarrojos, originados por el arco eléctrico.

Los soldadores deben trabajar a menudo largas horas en ambientes de trabajo reducidos, donde sus cuerpos deben estar en posiciones incómodas durante largos períodos de tiempo.

TÉCNICA

METALES

DESIGNACIÓN DE ACEROS La mayoría de los aceros utilizados industrialmente, utilizan una codificación alfanumérica: cifras, letras y signos; con el propósito de otorgar un orden, estableciendo una clasificación en grupos para facilitar su identificación.

EXPRESANDO PROPIEDADES

EXPRESANDO APLICACIONES

ACEROS ASTM

La designación simbólica trata de reflejar las propiedades físicas, químicas o tecnológicas del material, incluso otras características suplementarias que permitan su identificación de una forma más precisa.

También establece la designación de los materiales de acuerdo a su aplicación específica, como por ejemplo para la construcción, fabrícación de dispositivos médicos, aplicaciones eléctricas, magnéticas, etcétera.

Son las norma más utilizadas internacionalmente para designar y regular la calidad de diversos aceros, que comercialmente se ofrecen como productos laminados, barras de construcción corrugadas y lisas; perfiles, planchas, etcétera.

NÚMEROS

INDUSTRIA MANUFACTURERA

AÑO

PRODUCCIÓN DE ACERO (En miles de millones de pesos corrientes)

Número de empleados en la industria del acero

PRODUCCIÓN DE ACERO (En millones de toneladas)

2010 2011 2012 2013 2014 2015

274 300 330 317 349 345

136,122 130,205 124,094 120,000 120,000 112,000

16.9 18.1 18.1 18.2 18.9 18.2

Fuente: CANACERO con datos de INEGI

• INDUSTRIA SIDERÚRGICA

Desde 1949 la CANACERO ejerce un liderazgo de la industria siderúrgica mexicana, con la misión de fomentar el crecimiento y desarrollo sustentable del sector, siendo un órgano de consulta y enlace ante el gobierno, en todos sus niveles; así como

ante organismos nacionales e internacionales afines. Como Organismo Nacional de Normalización (ONN), son responsables de emitir las normas mexicanas que establecen las especificaciones técnicas de los productos de acero hechos en México.

TÉCNICA

CONSUMIBLE PARA ACEROS PATINABLES

Para la soldadura de aceros patinables, DEL TIPO COR-TEN O SIMILARES

(A242 & A588),

con un contenido de cobre que forma una pátina (capa de óxido externa que inhibe la corrosión)

Estos aceros tienen una mayor resistencia a la corrosión atmosférica que los aceros dulces o al carbono típicos. A menudo, las soldaduras de estos aceros se especifican para que se tenga una resistencia a la corrosión similar, así como coincidencia de color.

Fuente: www.lincolnelectric.com

• EN SOLDADURAS DE UN SOLO PASO

F10

Se utilizan comúnmente electrodos de acero dulce o acero al carbono. Por lo general hay suficiente desde el metal base para obtener una buena coincidencia de color. En múltiples soldaduras de paso, los electrodos de

baja aleación se utilizan comúnmente para obtener una buena coincidencia de color y resistencia a la corrosión similar. Los electrodos comúnmente especificados incluyen aquellos con los sufijos -C1, -C2, y -C3.

F11

CONTENIDO

FERREPRO EDICIÓN DIECISIETE

SOLDABILIDAD DE ACEROS AL CARBÓN Para establecer objetivamente la soldabilidad de los aceros al carbono, es importante tener en cuenta su composición química, las propiedades mecánicas y las condiciones de tratamiento térmico que hayan recibido.

1 POWDER COATING La diferencia principal entre una pintura líquida convencional y un revestimiento en polvo, es que ésta última no requiere un disolvente para mantener el aglutinante y las partes de relleno, en una forma de suspensión líquida.

F12

2 SOLDADURA RIESGOS OCULARES

32 MICROESTRUCTURA DEL ACERO

Los efectos de un deslumbramiento se manifiestan como ardor e irritación en los ojos, tanto con los ojos cerrados o como abiertos. Además corren un alto riesgo ocular, por los rayos ultravioleta e infrarrojos, originados por el arco eléctrico.

La composición química del material adicional a tratamientos térmicos, logran acentuar determinadas propiedades en el acero, tales como resistencia al desgaste, tenacidad, maquinabilidad y dureza, entre otras.

F13

CONTENIDO

FERREPRO EDICIÓN DIECISIETE

26 LIMPIEZA QUÍMICA

Las operaciones industriales de recubrimientos como fosfatizado, electrodeposición o pintura electroforética, requieren que la superficie metálica esté libre de aceites protectores o grasas, para lograr una excelente adherencia sobre el sustrato metálico.

50 ANÁLISIS DE FERRITA Es el método que determina el contenido de ferrita en aceros y soldaduras inoxidables austeníticas y dúplex. Este se puede reportar como %FE o como número FN.

F14

53 ASTM INTERNACIONAL Es una organización que desarrolla normas internacionales, analizando y publicando acuerdos voluntarios de normas técnicas para una amplia gama de materiales, productos, sistemas y servicios.

58 MÁQUINA DE CORTE POR PLASMA Aquí una lista de verificación que sirve como punto de partida para un programa de mantenimiento preventivo, tratando de que no se detenga la operación y esto ocasione pérdidas de productividad y altos costos.

F15

DIRECTORIO

Director Editorial Enrique Sánchez Co-editor Alice Mora

Presidente y Director General Lic. Enrique Sánchez esanz@bestconcept.mx Dirección de Administración Lic. Angélica Morales administracion@bestconcept.mx Gerente Administrativo Rocío García C. Gerente Comercial Lic. Elvira Santos santos@bestconcept.mx Gerente de Operaciones Ing. Javier Sánchez Publicidad publicidad@bestconcept.mx

Diseñadora Montserrat Gamboa

VENTAS DE PUBLICIDAD

Ilustración Jaime Ruelas Daniel Olivares

publicidad@bestconcept.mx 52 55 5543 4581 5682 4672 Ciudad de México

Fotografía ESANZ Karina Sánchez Jessi Sanmore Colaboradores Adán Hernández, Alicia Paz, Federico Cruz, Alice Mora, Alejandra López, Saúl Linares, Marco Salinas, Guillermo Salas, Leobardo Durán, José Luis Ibarra, Pepe Ochoa, Ignacio Senobio.

Asuntos Editoriales editorial@bestconcept.mx

www.ferrepro.mx facebook.com/ferrepro youtube.com/TFTV twitter.com/ferrepro

Logística Gerardo Arvizu Web Master Eduardo Reyes

Impreso Por: Best Printing Tel. 5682 4672 Distribuido Por: Best Concept

TV ONLINE

Año 4, Número 17. Editor Responsable: Enrique Sánchez. Número de Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor:04-2016-041911474600-102. Número de Certificado de Licitud de Título y Contenido: 16767. Domicilio de la Publicación: Av. Eugenia 701-A Col. Del Valle C. P. 03100, México, D. F. Imprenta: Best Printing Av. Eugenia 701-A Col. Del Valle C. P. 03100, México, D. F. Distribuidor, Despacho Everardo Flores, Centeno No. 580, Col. Granjas México, CP 08400, CDMX. Precio: $50. El contenido de los artículos es responsabilidad exclusiva de los autores. Todos los derechos están reservados. Prohibida la reproducción parcial o total incluyendo cualquier medio electrónico o magnético con fines comerciales. Periodicicidad bimensual. Fecha a de impresión: Abril de 2017 EDITADA E IMPRESA EN MÉXICO.

F16

PUBLIREPORTAJE

EMPRESAS LÍDERES Llevando la tecnología de fijación a México Más de 200 empresas llevarán a la Ciudad de México tecnología de fijación y sujeción especial para las principales industrias exportadoras y para distribuidores de la industria, en el marco de Fastener Fair Mexico 2017, que se llevará a cabo los días 20 y 21 de junio en el World Trade Center de esta ciudad.

n México, las soluciones de fijación y sujeción son demandadas por fabricantes de vehículos, en las empresas del sector aeroespacial, por la industria de la construcción, maquiladores de electrónica de consumo, por la empresas de metalmecánica, así como usuarios OEM, distribuidores y mayoristas, entre otros. Acument, Apisa, Atotech, Birlos Atsa (Total Forging), Clavos Nacionales, Dafarza, Dealba, Dorken, Ejot AFT, Indux, JM Torrpar, Macdermid Enthone, Magni Group, NOF Metal Coatings, Recubrimientos Metálicos, Spirol, Tyamsa son solo algunas de las reconocidas empresas que participan en esta tercera edición de Fastener Fair Mexico, por lo que se asegura una oferta de productos innovadores de clase mundial. “La oferta de Fastener Fair México incluye productos de sujeción y fijación para la industria y para la construcción, sistemas de montaje

e instalación, tecnología para fabricación de productos de sujeción, tecnologías de protección y acabado superficial y mucho más”, dijo Melissa Magestro, VP Ejecutiva de Mack Brooks Exhibitions Inc., organizadores de Fastener Fair México. “Además de conocer lo mejor en tecnología de fijación del mundo, los asistentes tendrán a su disposición diversas opciones de educación y actualización a la medida. Contaremos con una conferencia magistral, la Conferencia de Tecnología Fastener Fair, y la Conferencia de Desarrollo de Negocios para Distribuidores”, continúa Magestro. “Todos los profesionales registrados a la exposición pueden aprovechar sin costo estas oportunidades de capacitación en tecnología, innovación y soluciones de fijación y sujeción.” El registro en línea para asistir a Fastener Fair México está abierto en su página de internet y será sin costo hasta el 26 de mayo. Posteriormente el precio será de $100.00.

Registro, empresas expositoras y programa de educación en: www.fastenerfair.com/mexico/spanish/

F17

CARTA EDITORIAL

MANUFACTURA MEXICANA

a mejor forma de apoyar a una empresa, especialmente en el sector manufacturero, es contribuyendo a elevar sus niveles de productividad. La industria nacional, por muchas décadas ha demostrado ya su enorme potencial; sobre todo en los segmentos automotriz, energía o aeroespacial. En estos sectores, la cadena productiva está muy desarrollada y ha alcanzado elevados estándares de calidad y eficiencia.

Sin embargo, entrevistando a tres industriales mexicanos de la manufactura de muebles metálicos y herramientas, señalan que aún es complejo modernizar sus equipos, principalmente por lel alto precio de las modernas máquinas de soldadura, hornos o sistemas de corte, por citar algunos. Señalan que además no hay financiamientos adecuados y el factor de fiscalización gubernamental, los inhibe a invertir ya que podría resultarles hasta contraproducente. Comentaron que ciertos tipos de acero no están disponibles en el mercado mexicano; por lo que deben importarlos, no siempre al mejor precio. Por último, señalaron que aún falta mano de obra calificada y comercios especializados de consumibles que brinden buena asesoría. Retos de la manufactura mexicana.

Enrique Sánchez Editor en Jefe

F18

La Revista De La Industria Metal - Mecánica www.ferrepro.com.mx

¡COMPLETA TU COLECCIÓN! Adquiere números anteriores o suscríbete al: (52 55) 5536 6046; 5682 3924 en la Ciudad de México o a los correos electrónicos: suscripciones@ferrepro.com.mx; info@bestconcept.com.mx F19

NEWS PELÍCULA PROTECTORA

DE AVIONES

La empresa Henkel anunció que ha sido seleccionada por el fabricante aeroespacial Textron Inc. Aviación, para proporcionar su nuevo adhesivo de alto impacto que, aplicado a la superficies, genera una película para ayudar a proteger los componentes y compuestos contra la caída de rayos, y será utilizado en la fabricación de varios de sus principales productos de turbohélice y jet de negocios. El innovador adhesivo de película Loctite EA 9845 LC Aero, es resistente a las ondas de UV y reduce la necesidad de lijado o volver a trabajar antes de la pintura, proporcionando excelente acabado y logrando una apariencia sin defectos.

F20

APOYO EN PROCESOS DE

GALVANOPLASTIA El Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en electroquímica (CIDETEQ), unidad Tijuana, trabaja para dar servicio a diversos tipos de industria, como la aeroespacial, en procedimientos de recubrimiento y velocidad de corrosión de los materiales que emplean en los aviones y, en la industria automotriz, en el cromado de rines, entre otras. Por medio de microscopios, de barrido electrónico y de fuerza atómica, ayudan en la detección de fallas y resolución de problemas en los procedimientos de galvanoplastia como lo son el anodizado y el platinado, que se realizan con base en el uso de energía eléctrica y soluciones iónicas. A través de pruebas macrométricas, a gran escala, miden la resistencia de los materiales en ambientes corrosivos.

Se prevé crecimiento del

4,34% anual en mercado mundial E-COAT entre 2016-2021

gracias a la demanda de las industrias automotriz y de electrodomésticos *Report Coating Market Global Forecast of London

TENDENCIAS PARA SOLDADURA

CON ALAMBRE DE ALUMINIO

Ya está disponible el informe TechNavio que habla de las tendencias de mercado del 2017-2021 en cuanto a soldadura con alambre de aluminio para la zona europea. En este análisis participan empresas como ESAB, Novametal, Lincoln Electric, Voestalpine Böhler Welding, entre otras, quienes pronosticaron un crecimiento del 6,6% durante este periodo por, entre otras cosas, la demanda de cables de soldadura para reparación y mantenimiento, o bien, por el uso de robots y automatización de procesos de soldadura. http://www.fastmr.com

F21

NEWS SALVAGUARDA

AL ACERO NACIONAL El 4 de abril, vencerá el arancel aplicado temporalmente a las importaciones de acero de origen asiático, por lo que los industriales siderúrgicos afirmaron que la implementación de esta medida ha generado un cambio radical en el sector, en donde las importaciones procedentes de China se han reducido 52%, y se ha dado pauta a que la producción de la industria mexicana crezca 6% durante el 2016 y, una recaudación de 1,000 millones de pesos a través de las autoridades hacendarias. Directivos de AHMSA sugieren renovar la salvaguarda de lo contrario, se podrían perder 23,000 empleos en el sector, en los próximos tres años,aAdemás de que se dejaría de invertir.

En 2016, las acereras reportaron resultados débiles:

AHMSA tuvo un caída de

Industrias CH (ICH) sufrió un descenso de

en sus ingresos en dólares;

también en sus ingresos en dólares.

0.3% 14.3%

SELLADOR PARA ALUMINIO

RESISTENTE A LA LUZ La empresa Chemetall, ha puesto en marcha una nueva generación de productos de sellado a temperatura media, ecológicos para superficies de aluminio anodizado. Se trata de Gardo® Seal 1999, sellador que funciona aún a temperaturas más bajas y tiempos de tratamiento más cortos, sin comprometer el aspecto y la calidad del acabado de la superficie. Sustratos de aluminio sellados con este producto, garantizan resistencia a la luz y a la corrosión de las superficies anodizadas y de color que conservan su apariencia de alta calidad durante muchos años.

F22

CONTINUARÁN INVERSIONES,

HAY CONFIANZA EN EL PAÍS

En el marco de Expo CESVI 2017 distintos proveedores de la industria automotriz hablaron de la confianza que tienen en México y de sus inversiones. Axalta anunció que invertirá 12 millones de dólares en su planta ubicada en Tlalnepantla. Así mismo, BASF Mexicana indicó que hará una inversión en su planta de Tultitlán, aunque no especificó el monto. Por su parte, Sherwin-Williams Automotive Finishes adelantó que la empresa planea nuevas inversiones este mismo año para incrementar en 10% su producción en el país, la cual actualmente se calcula en tres millones de galones anuales.

Ternium tuvo un alza de

La producción de acero en México aumentó

2.2% 7% anual.

Según datos de la Asociación Latinoamericana del Acero

en 2016,

TRATAMIENTO Y

RECICLAJE DE AGUA Grupo Rotoplas compra el 52.7% de la canadiense Sanzfield Technologies Inc. por un monto de aproximadamente 44.8 millones de pesos. Sanzfield es un centro de innovación que se especializa en el desarrollo de sistemas de tratamiento y reuso de agua, utilizando tecnologías que remueven hasta el 100% de materia orgánica, virus y bacterias en el agua residual sin generar residuos sólidos. Esta adquisición de Grupo Rotoplas se complementa con la hecha en julio del año pasado de Soluciones y tratamiento Ecológico (Sytesa), empresa mexicana dedicada al diseño, construcción, financiamiento, operación y mantenimiento de plantas de tratamiento y reciclaje de agua para el segmento comercial.

F23

DEFELSKO Estándares de calibración Usados para comprobar tanto la precisión como la operación de los medidores de espesor de recubrimiento en conformidad con la norma ISO/QS-9000 y los requerimientos de control de calidad interno. Constan de placas certificadas de metal recubierto, para verificar la calibración de la mayoría de los equipos que operan a base de magnetismo, corriente en remolino y ultrasonido incluyendo las galgas de tirón magnético y muchos modelos con una tolerancia de ± 0.017 milésimas de pulgada. También usa un bloque de Poliestireno Certificado, para usarse en medidores de espesores superiores a 60 milésimas. www.defelsko.com

SOLUCIONES & PRODUCTOS PPG INDUSTRIAL COATINGS Spectracron SPM Serie DTM Recubrimiento de una sola capa de conexión directa con metal, diseñado para llevar a cabo los sistemas de imprimación-capa final. La monocapa ayuda a prevenir la corrosión en servicio pesado, transporte, equipo agrícola y de construcción. Su formulación de alto brillo permite la aplicación directa a sustratos metálicos tratados previamente como hierro-fosfato, fosfato zinc y circonio. www.ppgindustrialcoatings.com

F24

MILLER ELECTRIC Cascos serie T94 Diseño de concha cincelado que proporciona cobertura óptima de la piel además de capacidad para el respirador de media máscara. Proporciona comodidad del operador y gran visibilidad. El escudo térmico de aluminio y concha de plata, reflejan el calor para mantener tanto la lente como al operador frescos. La tecnología del lente ClearLight ™ ayuda a maximizar el color y la claridad tanto en la soldadura y en los estados de luz. Las características incluyen múltiples modos de funcionamiento; ajustes de la lente de media sombra y sombras de ventanas laterales; y un escudo de rutina integrado. www.millerwelds.com

POLYSET WB HRZ Sistema de una sola capa que protege las estructuras de acero. Es un recubrimiento base agua 100%, de silicato de zinc, que proporciona protección contra la corrosión (tanto catódica y galvánica), a la abrasión y resistencia al calor hasta 750°C con cero VOC. Ofrece excelente adherencia al acero (por enlace químico) y no requiere capas adicionales de acabado. Cumple con norma ASTM B117 y NACE TM0304. www.polyset.com

HELMUT FISCHER Dualscope® FMP100 Permite el reconocimiento automático de materiales de base y a la combinación de ambos procedimientos de medición (por inducción magnética/por corrientes de Foucault). Este aparato universal puede medir una enorme variedad de capas tanto sobre hierro/ acero como sobre metales no ferromagnéticos y sustratos no conductores. Aplicaciones en el sector del galvanizado: medición de espesor de recubrimiento de capas no magnéticas como Zn, Cr, Cu, estaño en acero. De la pintura: pinturas, lacas, plástico sobre acero o sobre Al, Cu, latón. Sector de automoción; sector químico: esmaltes en calderas de acero y aeronáutica: recubrimientos anodizados sobre aluminio. www.helmut-fischer.com

F25

DYMAX Multi-cure ® 9452-fc Revestimiento de conformación formulado a base de solventes, con una viscosidad de 20 cP, proporciona una capa delgada que es más amigable con el medio ambiente que las alternativas basadas en disolventes. Proporciona buenas propiedades de aislamiento eléctrico, así como protección a la humedad, choque térmico, y resistencia a la corrosión. Recubrimiento de curado por luz, compatible con la mayoría de los tipos de equipo de aspersión. Para aplicaciones en la electrónica, aeroespacial, equipos, automoción, industriales, médicos y acabado de metales. www.dymax.com

AUSTROMEX Discos de diamante La tecnología e innovación están presentes en los productos AUSTRODIAM, por esto han renovado su imagen donde los discos de diamante están impresos con los datos técnicos y el marcaje, lo que proporciona una clara ubicación de los elementos y fácil identificación por colores de acuerdo al uso. Esto permite que la información siempre esté accesible para el usuario. Disponibles en sus presentaciones de 7” en adelante. www.austromex.com.mx

AXALTA Nap gard La línea de recubrimientos termoestables de epóxicos unidos por fusión Nap-Gard® están formulados para proteger oleoductos y tuberías de gas subterráneos y submarinos, desde afluentes cortas hasta de longitud transcontinental. Nap-Gard también es un recubrimiento de protección contra la corrosión ideal en barras de refuerzo utilizadas para fortalecer el concreto en carreteras, puentes y otras construcciones, así como en válvulas y conexiones, tanques de almacenaje y aislamiento eléctrico. Protección contra la corrosión y altas tolerancias térmicas, ideal para diversas aplicaciones industriales. www.axaltacs.com

F26

SHERWIN WILLIAMS Revestimiento de polisiloxano El Sher-Loxane 800 es un revestimiento de polisiloxano de alto rendimiento versátil que ofrece mayor durabilidad y estética con acabado de alto brillo, así como una excelente resistencia química a la corrosión, a puentes, tanques de agua, acero estructural, barcos, plataformas marinas, tuberías y, muchas otras superficies de acero en tan sólo dos capas, lo que reduce los costos operativos totales para un mejor resultado final. También cuenta con excelentes propiedades de adhesión y alta resistencia a la abrasión. www.sherwin-williams.com

F27

ARTÍCULO

LIMPIEZA QUÍMICA Desengrase por vapores y disolventes Por: Guillermo Salas

F28

ebemos enfatizar que el rendimiento del recubrimiento dependerá, en gran medida, de la preparación y aplicación de la superficie adecuada. Las especificaciones del recubrimiento, generalmente incorporan la preparación de la superficie y los procedimientos de aplicación, como una parte integral del sistema de revestimiento en reconocimiento de esta importante fase. En los últimos años, tanto los costos de aplicación como de preparación de superficies han aumentado mucho; de hecho, el costo más representativo de un sistema de recubrimiento, generalmente ya no es el propio material de revestimiento, sino el costo de la mano de obra para la preparación de la superficie y la aplicación del sistema de recubrimiento.

F29

ARTÍCULO

tamiento térmico, desbastado y pulido. Se ha comprobado que ciertos desengrases con compuesto de silicio, mal formulados, dejan una película invisible que no se enjuaga en agua o soluciones ácidas. A pesar de que este film no interfiere en la adherencia, provoca que el posterior depósito electrolítico, aparezca sin brillo o cuarteado. Algunos de los materiales utilizados en el acabado de metales, son disolventes y tensoactivos para la limpieza, ácidos y bases para el grabado y soluciones de sales metálicas para chapar el acabado sobre el sustrato.

¿Qué suciedades deben eliminarse? Desde las suciedades que tiene un material nuevo, producto de su fabricación, transportación y almacenamiento; hasta los aceites, grasas o residuos de procesos previos en una manufactura. Algunos de estos son residuos de compuestos de rebabado, pastas de pulido, aceites de corte, compuestos de maquilado, pinturas, tintas, manchas, sales y escamas de tratamientos térmicos; recubrimientos de fosfatos, con o sin aceite; productos de corrosión, óxidos, aceites de estampado, aceites protectores de la corrosión e impresión de dedos. Es importante recalcar que las superficies requieren una limpieza previa a las operaciones de tratamientos térmicos, soldadura, fosfatizado, pintura y electrodeposición; pero también, la limpieza siguiente a las operaciones de estampado, maquinado, tra-

F30

Los métodos más comunes implican el uso generalizado de chorros de agua mezclados con detergentes o disolventes químicos agresivos. Esto genera grandes cantidades de contaminantes, que son costosos de eliminar. Por lo anterior, los fabricantes deben tener muy en cuenta el costo de los sistemas de contención de aguas residuales y equipos de purificación.

MÉTODO DE LIMPIEZA QUÍMICA SSPC-SP 1 La preparación de la superficie requerida para diferentes tipos de sistemas de revestimiento que se aplicarán sobre acero al carbono, variará considerablemente dependiendo del tipo de recubrimiento, así como del entorno de servicio. La Sociedad de Revestimientos Protectores (SSPC) establece la norma SSPC-SP 1. Este método implica la eliminación de suciedad, aceite, grasa y otros materiales extraños con disolventes orgánicos, detergentes o productos de limpieza comerciales usando uno de varios métodos, tales como limpieza, inmersión, limpieza con vapor o desengrasado con vapor.

En general se admite que el barrido con disolventes no eliminará positivamente todo el aceite, la grasa y otros contaminantes solubles de la superficie. Por lo tanto, se debe emplear un método de limpieza más eficiente como el desengrasado con vapor o la limpieza con vapor, cuando los revestimientos no toleren ningún residuo de aceite, grasa y otros contaminantes solubles. La limpieza con disolventes SSPC 1 a veces es un plan de contingencia en la especificación del recubrimiento. Algunos usuarios requieren una prueba de cloruro para ser realizado, por lo que si el nivel de cloruro es superior a 15μg/cm², entonces se somete a la limpieza de disolvente, de lo contrario, puede ser directamente sometido al chorro de arena.

Limpieza con vapor Para una máxima eficacia, la limpieza con vapor se debe utilizar en combinación con la limpieza alcalina y la superficie debe estar completamente seca y libre de residuos antes de ser recubierta. El desengrasado con vapor industrial es una tecnología alternativa que soluciona los problemas mencionados anteriormente, ofreciendo las ventajas de cuidar del medio ambiente, cumpliendo con las leyes y normas ecológicas; hacer menos uso de disolventes; consumo reducido de agua, maximizar la explotación de las propiedades de los productos químicos, reduciendo al mínimo su uso, así como ahorros de tiempo, debido a la facilidad de manejo de la máquina y las herramientas. El primer paso consiste en sumergir las piezas en solvente hirviendo (87°C) para eliminar la mayor parte de grasas y aceites. Las piezas son transferidas luego a un segundo compartimento donde se encuentra

el solvente más frío (68°C) con el fin de disminuir la temperatura de las piezas. En una tercera etapa, las piezas se colocan en zona de fase vapor, donde el solvente limpio condensa en la superficie de las piezas, las que están más frías que el ambiente de vapor, enjuagando y eliminando de esta manera todo residuo de aceite o grasa. Luego de estas operaciones, las piezas se retiran del equipo, evaporándose los restos de solvente al entrar las piezas en contacto con el aire. Los solventes más usados para este tipo de limpieza son el tricloroetileno, percloroetileno o triclorotrifluoretano.

Los detergentes ácidos están formulados para eliminar escamas de tratamientos térmicos, soldaduras, óxidos, productos de corrosión y manchas de humedad. El ácido fosfórico es el más usado para la limpieza y preparación previa a la pintura.

No todas las piezas son adecuadas para la limpieza con vapor; por ejemplo, las piezas porosas, de formas complicadas que puedan retener mucho solvente o con una gran relación de superficie a peso. Por lo tanto, es conveniente consultar a los fabricantes de este tipo de equipos para determinar si las piezas a tratar son aptas para desengrasarlas, en equipos con solvente en fase vapor.

F31

ARTÍCULO

Disolventes La limpieza se puede hacer usando productos orgánicos, inorgánicos, a base de petróleo, limpiadores alcalinos, limpiadores ácidos y detergentes. Los disolventes para la limpieza de disolventes SSPC-SP 1, deben seleccionarse cuidadosamente con base en el material de la superficie y los contaminantes que necesitan ser eliminados de la superficie. Debe tenerse en cuenta que los disolventes orgánicos, pueden no eliminar contaminantes solubles en agua, tales como sales ácidas y alcalinas. Estos contaminantes deben ser eliminados usando agua y/o agentes limpiadores a base de agua. Los desengrasantes por emulsión combinan la acción de los solventes, con jabones o agentes tensoactivos, de manera que puedan dispersarse en agua. Se diferencian de los solventes emulsionables, por el hecho de que forman emulsión en la solución de limpieza, y no en la etapa de enjuague. Limpieza solvente volátil: Asegúrese de que el área esté bien ventilada. Aplique el disolvente a la superficie con paños, esponjas o cepillos y frote para eliminar la grasa y el aceite. Generalmente son necesarias varias limpiezas sucesivas, usando paños limpios y disolvente cada vez. Para obtener resultados óptimos, siga con limpieza alcalina. La fuerza mecánica del rocío, así como la acción química del agente tensoactivo, desprenden las partículas sólidas de la superficie del metal y las deja en suspensión en la etapa de enjuague. Las superficies metálicas luego de la limpieza en los desengrasantes por emulsión, tienen una fina película aceitosa que brinda a la pieza una protección contra la oxidación. Por esta razón los desengrasantes por emulsión encuentran su campo de aplicación en la limpieza de piezas que entrarán luego en otro proceso de fabricación. Los desengrasantes alcalinos combinan diversas sales alcalinas, tales como hidróxido de sodio, metasilicato, ortosilicato o trisilicato de sodio; carbonato de sodio, tetraborato de sodio, fosfato trisódico, pirofosfato tetrasodico o polifosfatos de sodio, junto con productos coloidales como jabones y agentes tensoactivos. A diferencia de los solventes, que disuelven los aceites, detergentes alcalinos y los desplazan, suspenden o emulsifican en la solución; también reaccionan con los aceites formando jabones solubles. Los detergentes alcalinos son

F32

usados para eliminar aceites y el polvo que se adhiere a la superficie. No debemos olvidar que la mayoría de las operaciones de preparación y aplicación de recubrimientos en superficies, requieren del uso de equipo de protección personal adecuado, así como controles de ingeniería y seguridad laboral.

Detergentes Los detergentes son una mezcla de sustancias cuyo componente activo posee una parte que puede unirse al agua y otra parte a la grasa, de esta manera remueve fácilmente los residuos grasosos. Para determinar cuál emplear se debe tomar en cuenta el residuo a eliminar, la naturaleza del trabajo, la concentración y las temperaturas correctas para aplicarlo; además, que no sea corrosivo o incompatible con otros materiales. Los detergentes alcalinos tienen valores entre 8 y 14 en la escala de pH; una parte del detergente reacciona para la saponificación y la otra, reacciona con los componentes ácidos de los productos y los neutraliza, de manera que se mantiene el pH de la solución a un nivel adecuado para el retiro de la suciedad y protección del equipo contra la corrosión. Algunos de ellos son la sosa cáustica, sesquisilato de sodio, fosfato trisódico, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio y sesquicarbonato de sodio. Los detergentes ácidos tienen un pH menor de 7, se utilizan para remover materiales incrustados en superficies como óxidos metálicos o sales minerales. Se utilizan en limpiezas específicas, no pueden ser utilizados como detergentes multiuso; entre los más utilizados se encuentran el ácido clorhídrico, nítrico, fosfórico, acético, peracético, cítrico y sulfónico. Este último actúa en la remoción de escamas en los tanques de almacenamiento, evaporadores, precalentadores, pasteurizadores y equipos similares. Detergentes tensioactivos son agentes humedecedores, desagregan la suciedad de las superficies y la mantienen en suspensión, facilitando su dilución en agua. Estas sustancias se clasifican en cuatro grupos: aniónicos, catiónicos, no iónicos y anfóteros.

F33

ARTÍCULO

MICROESTRUCTURA DEL ACERO

Fotos: vía constructalia.com

Propiedades a diseño

F34

El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero con la adición de carbono y otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, modifican sus propiedades físico-químicas. Existen por tanto, numerosas clases de acero, en función de los tipos de aleación y procesos a los que se expongan posteriormente.

l término acero se utiliza para nombrar comercialmente a una mezcla de hierro con una porción de carbono entre el 0.03 % y el 2.14 %, en la composición de su masa. Por esta razón se dice que el límite entre el acero y la fundición está en el 2% de carbono, es decir, si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2.14 %, se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas, sino que deben ser moldeadas. Se asume que la industria siderúrgica es una de las que produce mayor contaminación ambiental, debido al uso del carbón para la producción de acero. Sin embargo, tomando en cuenta todo el ciclo, desde la extracción y procesamiento de materias primas, hasta su uso final y reciclado; el acero produce las menores emisiones por unidad, entre los materiales de construcción y manufactura. El acero es el único material de construcción que puede durar más de 100 años, teniendo además que, a diferencia de otros materiales, el 90% de él se puede volver a reciclar. Sin duda, reconocemos que el acero es un material muy importante hoy en día, multifuncional y adaptable; claro, un reconocimiento real, sin renunciar a exigir a la industria siderúrgica, una mejora permanente a sus procesos industriales para reducir emisiones contaminantes. Todos reconocemos que el desarrollo de la humanidad habría sido imposible sin la existencia del acero, se dice que ha sido la espina dorsal de las economías desarrolladas. Algunas de la propiedades que han hecho del acero una auténtica maravilla como material para la manufactura e

Según CANACERO, en México y para el 2016, la producción de acero fue de 345 mil 494 millones de pesos, representando el 11.1% del PIB manufacturero, el 6.3 % del PIB industrial y el 1.9 % del PIB nacional. industria de la construcción, son su excelente capacidad de formado en caliente y en frío, soldabilidad, adecuada maquinabilidad, tremenda dureza, resistencia al desgaste, la deformación y a la corrosión; claro, gracias a procesos industriales complementarios por los que debe pasar. A partir de esta entrega trataremos de contribuir a conocer mejor este valioso metal, basado en le mineral de hierro, pero complementado de muchos otros elementos, que lo dotan de un diseño a la medida de cada requerimiento. Como el objetivo es describir para nuestros lectores el acero y sus procesos en la industriales -tarea nada fácil, lo reconocemos- deseamos hacer esta descripción a partir de la forma en que influye el tipo de acero, su composición y comportamiento para cada aplicación o propósito; así como las implicaciones en la toma de decisiones de corte, soldadura o aplicación de tratamientos anticorrosivos; será por tanto, necesario definir varios tópicos, describir situaciones y establecer un marco conceptual amplio, sin entrar en demasiada complejidad, pero tratando de ser incluyentes de todo lo que nuestro lector deba conocer. Es tan solo un esfuerzo periodístico y editorial, con fines descriptivos.

F35

ARTÍCULO

CONSTITUYENTES DEL ACERO

PROPIEDADES DEL ACERO

Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química, así como de la micro-estructura cristalina que tenga. Gracias a la metalografía, disciplina que estudia las características micro-estructurales o constitutivas de un metal o aleación, relacionándolas con sus propiedades físicas, químicas y mecánicas; podemos conocer que el acero posee diferentes constituyentes (ordenamiento específico de los átomos), según su temperatura, a continuación las más típicas:

Es complejo establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero, ya que éstas varían mucho, dependiendo del tipo de acero, pero para ejemplificar como se pueden aprovechar sus propiedades en ciertos casos prácticos, podemos citar que la tenacidad es una propiedad esencial para fabricar herramientas; la ductibilidad es ideal para obtener alambres o la maleabilidad, necesaria para fabricar láminas delgadas del metal.

Ferrita: hierro puro, blanco dúctil, maleable y ferromagnético, es el constituyente más blando de los aceros. Cementita: carburo de hierro, muy resistente y duro pero frágil. Grafito: carbono cristalizado en forma de láminas hexagonales. Austenita: también conocida como acero gamma, tiene estructura cristalina de tipo cúbica. Martensita: con estructura de aguja cristalinas muy duras. Troostita: agregado muy fino de cementita y ferrita, aparece en los aceros débilmente templados, se produce por un enfriamiento de la austenita. Bainita: agregaciones de ferrita y cementita, con estructura peculiar. Perlita: lámina alteradas de ferrita y cementita yuxtapuestas. Ledeburita: eutéctico de austentita y cementita, inestable a la temperatura ordinaria.

F36

Pero antes de continuar, es importante definir qué entendemos por ciertas propiedades del acero, al menos, las más importantes. La resistencia al desgaste, es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en fricción con otro material; la tenacidad es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras; la maquinabilidad es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta; mientras que la dureza es la resistencia que ofrece el material a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura o las deformaciones permanentes, entre otras. La dureza se mide en unidades Brinell, unidades Rockwell, Vickers, Knoop, Rosiwal, Shore y Webster.

Como ya dijimos, las propiedades del acero se dan en función de la composición química, y al tipo de tratamiento al que sean sometidos los diferentes tipos de aceros. Este tratamiento puede ser térmico: templado, revenido, recocido y normalizado; mecánico: en frío y en caliente; termoquímico: cementación, nitruración, cianuración, carbonitruración, sulfinización, titanuración y borunación; o superficial: galvanización, cromado, niquelado, pavonado, metalizado. Por ejemplo, un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades del acero también son alteradas. Las propiedades de un acero pueden ser especificadas en un certificado de calidad emitido por el proveedor o fabricante, donde establece: número de colada, norma de calidad, dimensiones del producto, análisis químico, límite elástico, límite a la tensión y elongación. Mientras más importante es la presencia del metal de acero en el producto, objeto o estructura en cuestión, más importante será conocer su origen, tipo, características y normatividad aplicable para cada caso.

15 Países con Mayor producción De acero 2015 (millones de toneladas) China

803.8

Japón

105.2

India

89.6

Estados Unidos

78.8

Rusia

70.9

Corea del Sur

69.7

Alemania

42.7

Se conoce como tratamiento térmico, al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, permanencia, velocidad y presión, de los metales o sus aleaciones, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, resistencia y la elasticidad

Brasil

32.7

Turquía

31.5

Ucrania

23.0

Italia

22.0

Temple

Taiwán

21.4

Consiste en calentar la pieza de acero a una temperatura en la que se obtiene austenita, más 50ºC y después enfriarlo violentamente dentro de algún medio enfriante para obtener martensita. Para enfriar se usa corriente de aire, agua, salmuera o aceite. Es un tratamiento térmico utilizado para endurecer el acero mediante la introducción de martensita, en cuyo caso el acero debe ser enfriado rápidamente a través de su punto eutectoide. Una Reacción eutectoide es un proceso metalúrgico que ocurre en las aleaciones binarias, con cierta concentración de aleantes; se trata de una reacción reversible e isoterma, en la que una solución sólida, durante el enfriamiento, se convierte en dos o más

México

18.2

Irán

16.1

Francia

15.0

Otros

181.0

Total

621.6

TRATAMIENTOS TÉRMICOS DEL ACERO

Fuente: CANACERO con datos de World Steel Association, February 19, 2016.

F37

ARTÍCULO

Un acero aleado de alta templabilidad es aquel que endurece, o forma martensita, no sólo en la superficie sino también en su interior. sólidos (dependiendo del número de componentes de la solución sólida), íntimamente mezclados. En acero aleado con metales tales como níquel y manganeso, la temperatura eutectoide se vuelve mucho más baja. Esto permite iniciar el temple a una temperatura inferior, haciendo el proceso mucho más fácil. Al acero de alta velocidad también se le añade wolframio, que sirve para elevar las barreras cinéticas y dar la ilusión de que el material se enfría más rápidamente, de lo que en realidad lo hace. Por otro lado, la templabilidad es la propiedad que determina la profundidad y distribución de la fuerza in-

F38

ducida mediante el templado a partir de la condición austenitica. Un acero aleado de alta templabilidad es aquel que endurece, o forma martensita, no sólo en la superficie sino también en su interior. Por tanto, la templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una aleación específica puede endurecerse.

Revenido El acero se vuelve a calentar a temperatura inferior de la eutectiode, para así lograr descomponer la martensita y transformarla, según el tiempo de exposición y la temperatura, en estructuras de bainita, stidita, sorbita y troostita. El revenido es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a é ste. A la unión de los dos tratamientos también se le llama bonificado. El revenido ayuda al templado a aumentar la tenacidad de la aleación, a cambio de dureza y resistencia, disminuyendo su fragilidad. Este tratamiento consiste en aplicar, a una aleación,

una temperatura inferior a la del punto crítico, y cuanto más se aproxima a ésta, y mayor es la permanencia del tiempo a dicha temperatura, mayor es la disminución de la dureza y la resistencia, mejorando la tenacidad. El resultado final no depende de la velocidad de enfriamiento.

Recocido El recocido consiste en elevar la temperatura del acero a un nivel por encima de la austenita, est es 50ºC más y enfriarlo lentamente, habitualmente apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. Se usa para eliminar tratamientos térmicos anteriores, eliminar tensiones residuales, eliminación de acritud; así como homogenización y crecimiento del tamaño de los granos, el proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos, se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos conseguir Es un tratamiento térmico que se emplea para dar al acero, una estructura y características tecnológicas que se consideran el estado natural, del material que fue sometido a trabajos de forja, laminación o tratamientos defectuosos. Se hace como preparación de la pieza para el temple. El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados centígrados por encima de la temperatura crítica superior, tanto para aceros hipereutectoides, como para aceros hipoeutectoides, y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme.

Foto: vía fundicionferrosa.com.pe

Normalizado

F39

ARTÍCULO

Diagrama Hierro-Carbono En el diagrama de equilibrio o diagrama de fases hierro-carbono (Fe-C), se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento o enfriamiento de la mezcla, se realiza muy lentamente; de modo tal que los procesos de difusión (homogeneización) suceden con mayor tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos, temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones, por diversos métodos. La curva tiempo-temperatura-transformación (TTT), muestra cómo la velocidad de enfriamiento afecta la transformación de austenita en varias fases posibles. A velocidades lentas de enfriamiento se transforma en ferrita, cementita o perlita. A velocidades rápidas de enfriamiento se transforma en martensita.

NOMENCLATURA Y NORMAS DE LOS ACEROS Existen diferentes clases de nomenclaturas para el acero, en los Estados Unidos existen los sistemas de cuatro dígitos AISI y SAE, donde el método es numérico; los dos primeros números indican el tipo de aleación, mientras que los dos últimos números indican el porcentaje de carbono. La norma AISI/SAE es la más común en los Estados Unidos, influyendo en diversas regiones del mundo. AISI es el acrónimo en inglés de American Iron and Steel Institute (Instituto Americano del Hierro y el Acero), mientras que SAE, es el acrónimo en inglés de Society of Automotive Engineers (Sociedad de Ingenieros Automotores). AISI desempeña un

F40

papel importante en el desarrollo de nuevos aceros y tecnología de fabricación de acero. Está compuesta por 18 empresas miembros, incluyendo fabricantes de hornos integrados y eléctricos, y aproximadamente 120 miembros asociados que son proveedores o clientes de la industria siderúrgica.

El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, aunque incrementa el índice de fragilidad en frío, mientras que hace que disminuya su tenacidad y ductilidad.

mundialmente, corresponde a aceros al carbono, mientras que sólo el 10% restante, a los aceros aleados; aunque esta tendencia se está modificando en los últimos años, en favor precisamente de los aleados. La composición química de los aceros al carbono es compleja, ya que además del hierro y el carbono (que generalmente no supera el 1%), en la aleación existen otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y manganeso; así como impurezas como azufre, fósforo, oxígeno o hidrógeno. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, aunque incrementa el índice de fragilidad en frío, mientras que hace que disminuya su tenacidad y ductilidad. Por su composición química, los aceros al carbono se pueden clasificar en dulces, semi-dulces, semiduros y duros. En el acero dulce el porcentaje de carbono es de 0.25%, tiene una resistencia mecánica de 48-55 kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB. En el acero semidulce el porcentaje de carbono es de 0.35%, tiene una resistencia mecánica de 55-62 kg/mm2 y una dureza de 150-170 HB. En el acero semiduro, el porcentaje de carbono es de 0.45%, tiene una resistencia mecánica de 62-70 kg/mm2 y una dureza de 180 HB. En el acero duro el porcentaje de carbono es de 0.55%, tiene una resistencia mecánica de 70-75 kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB.

Acero al carbono El acero al carbono es también conocido como acero de construcción, constituye una proporción muy grande de los aceros producidos. Cabe aclarar que en este concepto de acero de construcción se puede aplicar tanto los aceros para construcción

civil, como para construcción mecánica. Se les distingue respecto a los aceros inoxidables, o de los aceros especiales para herramientas, para propósitos eléctricos y de los aceros para electrodomésticos, o de partes no estructurales de vehículos de transporte. Históricamente un 90% de la producción total producida

Aceros Aleados Las clasificaciones normalizadas de aceros como la AISI, ASTM y UNS, establecen valores mínimos o máximos, para cada tipo de elemento. Estos elementos se agregan para obtener características determinadas como templabilidad, resistencia me-

F41

ARTÍCULO

cánica, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, soldabilidad o maquinabilidad.

• Nitrógeno: se agrega a algunos aceros para promover la formación de austenita.

A continuación presentamos algunos de los efectos de ciertos elementos aleantes en los aceros, descripción sólo con propósitos descriptivos:

• Níquel: es un elemento gammageno permitiendo una estructura austenítica a temperatura ambiente, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El níquel se utiliza mucho para producir acero inoxidable, porque aumenta la resistencia a la corrosión.

• Aluminio: se usa en algunos aceros de nitruración al Cr-Al-Mo de alta dureza en concentraciones cercanas al 1 % y en porcentajes inferiores al 0.008 % como desoxidante en aceros de alta aleación. • Boro: en muy pequeñas cantidades (del 0.001 al 0.006 %) aumenta la templabilidad sin reducir la maquinabilidad, pues se combinado con el carbono forma carburos proporcionando un revestimiento duro. Es usado en aceros de baja aleación en aplicaciones como cuchillas de arado y alambres de alta ductilidad y dureza superficial. Utilizado también como trampa de nitrógeno, especialmente en aceros para trefilación, para obtener valores de N menores a 80 ppm. • Cobalto: muy endurecedor. Disminuye la templabilidad. Mejora la resistencia y la dureza en caliente. Es un elemento poco habitual en los aceros. Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros. Se usa en los aceros rápidos para herramientas y en aceros refractarios. • Cromo: Forma carburos muy duros y comunica al acero mayor dureza, resistencia y tenacidad a cualquier temperatura. Sólo o aleado con otros elementos, mejora la resistencia a la corrosión. Aumenta la profundidad de penetración del endurecimiento por tratamiento termoquímico como la carburación o la nitruración. Se usa en aceros inoxidables, aceros para herramientas y refractarios. También se utiliza en revestimientos embellecedores o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste, como émbolos, ejes, etc. • Molibdeno: es un elemento habitual del acero y aumenta mucho la profundidad de endurecimiento de acero, así como su tenacidad. Los aceros inoxidables austeníticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión.

F42

• Plomo: el plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0,15 % y 0,30 % debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0,5 % debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente. Se añade a algunos aceros para mejorar mucho la maquinabilidad. • Silicio: aumenta moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono. • Titanio: se usa para estabilizar y desoxidar el acero, mantiene estables las propiedades del acero a alta temperatura. Se utiliza su gran afinidad con el Carbono para evitar la formación de carburo de hierro al soldar acero. • Wolframio: también conocido como tungsteno. Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas. En porcentajes del 14 al 18 %, proporciona aceros rápidos con los que es posible triplicar la velocidad de corte de los aceros al carbono para herramientas. • Vanadio: posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas. • Niobio: Se utiliza para darle dureza, flexibilidad y elasticidad al acero, principalmente se utiliza para Aceros estructurales y Aceros automotrices.

Estos elementos se agregan para obtener caracterĂsticas determinadas como templabilidad, resistencia mecĂĄnica, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, soldabilidad o maquinabilidad.

F43

EN PORTADA

F44

EL CONCEPTO DE SOLDABILIDAD En aceros al carbón

Las soldabilidad es la mayor o menor facilidad con la que un metal permite que se obtengan soldaduras homogéneas y de gran calidad, que respondan a las necesidad para las que fueron diseñadas en un proceso de manufactura metálica o de infraestructura.

esde la perspectiva metalúrgica, durante el proceso de soldadura en estado líquido, una región muy pequeña del material a ser soldado alcanza el estado líquido, para luego volver a solidificar. El aporte térmico suministrado se utiliza para fundir el metal de aporte (si es que se utiliza), así como fundir parcialmente el metal base, por lo que el resto se transfiere a través del metal de soldadura, modificando la micro estructura (y propiedades mecánicas) inicialmente presentes. Los aceros más comunes son soldables, pero en ciertos tipos de acero, para lograr un resultado óptimo, se deben implementar procedimientos especiales para alcanzar soldaduras con altos estándares de calidad. El conocimiento amplio del material a soldar y su función estructural o funcional -conocimiento que incide en la decisión del proceso y sus parámetros-, determinarán también los posibles problemas que pueden surgir al aplicar un proceso específico. Por ejemplo, los aceros de baja aleación, endurecidos y templados, pueden perder sus propiedades mecánicas (resistencia y dureza) durante el proceso de soldadura. Una alta conductividad térmica provocará un rápido ingreso de calor y también un enfriamiento más acelerado, por lo que la adición insuficiente de calor causará falta de fusión y, en segmentos gruesos, una penetración incompleta; mientras que el ingreso de calor excesivo, puede provocar un quemado y agujereado del material. Por esta razón se debe tener con suficiente antelación la información completa sobre el material y la condición del trabajo.

F45

EN PORTADA

Por ejemplo, los aceros con bajo contenido de carbón, por su composición, no pueden desarrollar propiedades mecánicas excepcionales, ni por tratamiento térmico ni por medios termo-mecánicos, por lo que no hay forma de dañar sus propiedades básicas, calentándolas para fundirlas o soldarlas. En contraparte, la formación de martensita es un riesgo para los aceros con alto contenido en carbono, ya que la martensita no sólo es dura y frágil, sino que su formación procede a un incremento de volumen, que impone esfuerzos adicionales en la estructura. Para comprender mejor estas afectaciones al metal base, debemos abordar el concepto de la zona afectada por el calor en los procesos de soldadura de los aceros.

Zona afectada por el calor

La línea de fusión es la interfaz entre la región fundida y la región en estado sólido, normalmente es la zona más propicia al inicio de fisuras, ya que existen áreas con fusión parcial.

F46

DEFECTOS DE SOLDADURA POR ARCO: La mayoría de las soldaduras presentan algún tipo de defecto, aunque sea mínimo: porosidad, grietas, inclusiones de escoria, etcétera; lo importante es determinar si estos defectos son significativos, considerando la aplicación del cordón de soldadura en el objeto o estructura a soldar. Justamente, los estándares internacionales o normas de soldeo, especifican los límites máximos permisibles de estos tipos de defectos en una soldadura. A veces, las discontinuidades que aparentemente no afectan las propiedades mecánicas del acero, pueden reducir su rendimiento frente a la corrosión.

La Zona Afectada por el Calor (ZAC) se define como aquella porción del metal base que, aunque no se ha fundido, tiene sus propiedades químicas alteradas; debido al calor generado por la alta temperatura del proceso. Este fenómeno se produce principalmente durante el proceso de soldadura o en el de corte a alta temperatura, que combinado con el eventual re-enfriamiento, hacen que dicho contraste provoque una sensibilización, y consecuentemente una vulnerabilidad en el metal. Las áreas afectadas pueden ser de diferentes tamaños y niveles de gravedad. El crecimiento de grano, las transformaciones de fase; es decir, la martensita frágil no templada que puede formarse, dependiendo de la velocidad de enfriamiento y la composición química del material base; la formación de precipitados o el sobrepeso (pérdida de resistencia en aleaciones endurecidas por precipitación), tiene un efecto drástico en las propiedades de la ZAC.

Por tanto, los cambios metalúrgicos que pueden ocurrir en la ZAC, tienden a causar tensiones que reducen la resistencia del material y también puede sufrir una disminución de la resistencia a la corrosión. Estos cambios metalúrgicos incluso pueden llevar a la formación de nitruros en la ZAC, que afectan la soldabilidad del metal. Además, la microestructura en el ZAC, puede ser alterada de una manera que aumenta su dureza en comparación con el material circundante. La extensión y magnitud del cambio de propiedades en la ZAC, depende principalmente del material base, del metal de relleno de la soldadura y de la cantidad y concentración de entrada de calor por el proceso de soldadura. Cuanto menos tiempo esté el metal expuesto al calor, menos tiempo tendrá el calor para actuar sobre él; por tanto, durante el proceso de soldadura, velocidades rápidas tienden a generar a una ZAC más pequeña.

enfriamiento, y por tanto sobre la soldabilidad. El precalentamiento del acero a soldar frena la velocidad de enfriamiento en la zona de la soldadura, lo que puede ser necesario para evitar el agrietamiento en el metal de la soldadura o en la zona afectada por el calor. La necesidad de aumentar el precalentamiento, va en relación a diferentes variables, como el espesor del acero, las restricciones de soldadura, el contenido de carbono o tipo

Cualquier dificultad de soldabilidad, relacionado con las características de la ZAC, es más complejo de manejar, que los asociados con el metal de aporte.

Los cambios en la microestructura del material, se pueden mitigar utilizando electrodos de soldadura de acero de bajo contenido de carbono, tratamiento térmico post soldadura o técnicas de soldadura con perlas. Y, por supuesto, seguir correctamente los procedimientos de soldadura, será siempre una garantía de producir una ZAC más pequeña.

PRECALENTAMIENTO Las transformaciones metalúrgicas son de gran importancia, especialmente cuando provocan la formación de fases frágiles como la martensita. En estos casos, es esencial precalentar el metal base. El espesor de las partes que se van a unir y el diseño de la unión, tienen una gran influencia sobre el calentamiento y

F47

EN PORTADA

de aleación del acero, sólo por mencionar algunas. El precalentamiento se aplica comúnmente con sopletes de gas o calentadores de resistencia eléctrica. La característica del metal que se está soldando y el tipo de junta (es decir, ranura, filete, etcétera) determinarán los parámetros de soldadura y el procedimiento que se debe seguir para obtener un cordón de soldadura de calidad. El precalentamiento y, si es posible, el post calentamiento; son necesarios cuando la formación de martensita o vainita, son inevitables. Alternativamente, la estructura puede calentarse dentro del rango austenítico, enfriarse por encima de la temperatura Ms y soldarse antes de que comience la transformación. Debe enfriarse rápidamente para obtener una martensita templada.

SOLDABILIDAD POR TIPO DE ACERO Por todo lo anteriormente explicado, para establecer objetivamente la soldabilidad de los aceros al carbón, es importante tener en cuenta su composición química, las propiedades mecánicas y las condiciones de tratamiento térmico que hayan recibido. Los aceros de bajo contenido de carbón (menos del 0.15%) tienen baja capacidad de templabilidad y por lo tanto son muy soldables; aunque algunos de estos aceros no desoxidados pueden presentar porosidad en el metal de soldadura, como consecuencia de la reacción del oxígeno y el carbono a elevadas temperaturas, ya que se produce gas CO, el cual permanece atrapado en la soldadura, especialmente cuando la velocidad de soldeo es alta. Esta situación puede ser combatida empleando materiales de aporte que contengan elementos desoxidantes (Al, Mn, Si). Los aceros que contienen de 0.15 a 0.3% de carbono, son llamados comúnmente aceros dulces, no suelen presentar problemas de soldabilidad y pueden ser soldados sin precalentamiento, cuando el espesor de la unión es inferior a 25.4mm. Los aceros entre 0.3 y 0.5 % de carbono presentan ya una soldabilidad limitada, debido a

F48

su tendencia a la formación de martensita en la zona afectada por el calor, por lo que deben ser precalentados adecuadamente. Los aceros con más de O.5% de carbono, presentan una soldabilidad baja, ya que estos aceros son altamente templables, por lo que tienden a formar martensita dura y frágil, después del proceso de soldadura, lo que eleva mucho el riesgo a la fisuración en frío.

CONCEPTO DE CARBONO EQUIVALENTE Mediante la variación en la cantidad de carbono y otros elementos de aleación en el acero, los niveles de resistencia deseados se pueden modificar mediante un tratamiento térmico adecuado. El carbono equivalente de un acero, es la medida de su tendencia potencial a vulnerarse durante la soldadura. El concepto de contenido de carbono equivalente se utiliza en materiales ferrosos, típicamente acero y hierro fundido, para determinar las diversas propiedades de la aleación, cuando se usa más que sólo carbono como un agente de aleación; lo cual es muy típico. Es un parámetro muy útil para establecer la

soldabilidad de los aceros, se calcula aplicando la fórmula que considera los elementos que componen químicamente el acero, con sus ponderados coeficientes de influencia, en el agrietamiento durante la soldadura y en relación al carbono, es una forma de estimar la soldabilidad de los aceros al carbono. También se considera una clasificación de soldabilidad, relacionada con el contenido de carbono, manganeso, cromo, molibdeno, vanadio, níquel y cobre. Las concentraciones más altas de carbono y otros elementos de aleación, tales como manganeso, cromo, silicio, molibdeno, vanadio, cobre y níquel, tienden a aumentar la dureza y disminuir la soldabilidad. Sin embargo, cada uno de estos elementos tiende a influir en la dureza y soldabilidad del acero a diferentes magnitudes, haciendo un método de comparación necesario para juzgar la diferencia de dureza entre dos aleaciones hechas de diferentes elementos de aleación. Hay dos fórmulas comúnmente usadas para calcular el contenido de carbono equivalente. Una es de la American Welding Society (AWS) y recomendada para aceros estructurales y la otra, es la fórmula basada en el Instituto Internacional de Soldadura (IIW).

F49

TÉCNICA DE SOLDADURA

SOLDADURA DE TUBERÍAS VERTIC A L H ACIA A BA JO Y HACIA ARRIBA

LA SOLDADURA EN VERTICAL ES UNA DE LAS POSICIONES MÁS USADAS EN LA SOLDADURA DE TUBERÍAS, SE TRATA DE COMBINAR UNA SERIE DE FACTORES QUE DETERMINAN UN BUEN ACABADO.

todo empieza por una buena elección del electrodo, sugiriendo que sea un electrodo para todas las posiciones y esto lo determina un número en su nomenclatura. El diámetro del electrodo también importante, los más recomendados son los de 2.5 mm o 3.25 mm, siendo estos más fáciles en el manejo de la posición para soldar en vertical. La soldadura vertical hacia abajo, con electrodos celulósicos se realiza normalmente con altas corrientes y altas velocidades de desplazamiento. Los electrodos celulósicos tienen un recubrimiento fino que contiene una gran cantidad de celulosa orgánica. Cuando el electrodo se quema, el revestimiento forma un recubrimiento de gas protector para el metal fundido. Debido al material orgánico y al contenido de humedad de estos electrodos, tienen una fuerza de arco

F50

muy fuerte, pero al mismo tiempo, el metal de soldadura se congela muy rápidamente. Este método de soldadura es rápido y económico, por lo tanto la mayoría de las tuberías están soldadas con la progresión verticalmente hacia abajo. Las propiedades de tenacidad al impacto, que son muy buenas, pueden ser satisfechas con electrodos celulósicos modernos. La soldadura vertical hacia arriba con electrodos celulósicos o electrodos de bajo hidrógeno, se realiza con corrientes relativamente bajas y a baja velocidad de desplazamiento, que producen juntas con relativamente pocos, pero grandes talones. Con electrodos verticales de bajo nivel de hidrógeno, las soldaduras pueden estar virtualmente libres de atrapamiento de escoria y porosidad. Estas soldaduras son las más capaces de cumplir con estrictos requisitos

La limpieza es fundamental para prevenir defectos que conduzcan a soldaduras rechazadas y reparaciones costosas radiográficos para alta presión, alta temperatura o tuberías de baja temperatura. Debido al bajo depósito de hidrógeno,

Limpieza de tuberías El tubo raramente se recibirá en una condición adecuada para la soldadura. Generalmente, habrá un recubrimiento de aceite o de óxido, o un recubrimiento para prevenir la corrosión. Esto podría incluir pintura, imprimación, barniz, epoxi, papel alquitranado o cualquier variedad de sustancias orgánicas, todas ellas no

deseables para la soldadura. La limpieza es fundamental para prevenir defectos que conduzcan a soldaduras rechazadas y reparaciones costosas, por lo que estos revestimientos deben ser siempre retirados. La humedad y la condensación deben eliminarse siempre antes de la soldadura. Ambos extremos de la tubería deben limpiarse, por dentro y por fuera, a una distancia mínima de 25 mm del borde del bisel. Uno de los medios recomendados para limpiar el tubo es con una rectificadora de eje recto, con una rueda de expansión de goma y una manga revestida con carburo. Un disco de lijado también puede ser eficaz, así como un disco abrasivo. Dependiendo del tamaño de la tubería, se puede usar un archivo de medio rodillo, para eliminar las rebabas creadas cuando el terreno es molido hasta el final de la tubería.

F51

MÉTODOS DE MEDICIÓN

ANÁLISIS DE FERRITA MEDICIÓN A DECU A DA

ES EL MÉTODO QUE DETERMINA EL CONTENIDO DE FERRITA EN ACEROS Y SOLDADURAS INOXIDABLES AUSTENÍTICAS Y DÚPLEX. ÉSTE SE PUEDE REPORTAR COMO (% FE) O COMO NÚMERO (FN).

U soldaduras.

tilizando un ferritoscopio se pueden hacer pruebas in situ o en laboratorio del contenido de ferrita en aceros o

El ferritoscopio funciona a través del método de inducción magnética, que opera con un campo magnético generado por una bobina, que comienza a interactuar con las partes magnéticas de la muestra. Los cambios en el campo magnético inducen un voltaje proporcional al contenido de ferrita en una segunda bobina, este voltaje es entonces evaluado. Se miden todas las porciones magnéticas en la estructura no magnética.

F52

El estándar más común para esta prueba en soldaduras es el AWS-A4.2:2006. Los procedimientos de calibración se especifican para una serie de instrumentos comerciales, que pueden entonces proporcionar mediciones reproducibles del contenido de ferrita de metales de soldadura de acero inoxidable austenítico. Algunos de estos instrumentos, pueden calibrarse adicionalmente para las mediciones del contenido de ferrita, de los metales de soldadura de acero inoxidable ferrítico-austenítico dúplex.

CONTEXTO INDUSTRIAL En plantas industriales, sobre todo las que manejan productos químicos altamente corrosivos, y en condiciones de elevada temperatura y presión, requerirán aceros con alta resistencia a la corrosión, los ácidos y resistentes a altas temperaturas. Si el contenido de ferrita es demasiado

bajo, entonces el material soldado es susceptible al craqueo en caliente; si el contenido de ferrita es demasiado alto, se reduce la tenacidad, ductilidad y la resistencia a la corrosión del acero. Por otro lado, el acero dúplex se utiliza cada vez más en las industrias química y petroquímica, para calderas y tuberías. Un déficit de ferrita en el área de la costura de soldadura conduce a la reducción de la resistencia, un exceso de contenido de ferrita a una reducción en la tenacidad y la ductilidad. En particular, cuando se solda acero dúplex, el contenido de ferrita en el área de soldadura puede asumir fácilmente valores insatisfactorios, ya sea debido a materiales de relleno de soldadura inadecuados, o a una mala entrada o eliminación de calor. Sólo una medición in situ, puede proporcionar la seguridad de que el procesamiento no cambió el contenido óptimo de ferrita, de una manera

Si el contenido de ferrita es demasiado bajo, entonces el material soldado es susceptible al craqueo en caliente desfavorable, y a expensas de propiedades mecánicas o de resistencia a la corrosión.

EL FERITSCOPE FMPF30 Este equipo mide el contenido de ferrita en acero austenítico y dúplex, según el método de inducción magnética. Todas las secciones de estructura magnetizables se miden, es decir, además de delta ferrita, también martensita inducida por deformación u otras fases ferríticas. Las mediciones del contenido de ferrita pueden realizarse independientemente de las propiedades del material de sustrato, a partir de un grosor de chapado de 3 mm. Las calibraciones correctivas con estándares de calibración específicos del cliente o factores de corrección (incluidos), pueden utilizarse para tener en cuenta las influencias de la forma de la muestra (curvatura fuerte), el recubrimiento y los espesores del sustrato. La calibración siempre se almacena en la respectiva memoria de aplicación.

F53

REPORTAJE

ASTM o ASTM International, como también se le conoce, es una organización que desarrolla normas internacionales, analizando y publicando acuerdos voluntarios de normas técnicas para una amplia gama de materiales, productos, sistemas y servicios.

F54

ASTM INTERNACIONAL Por los estándares globales

a ASTM International es una organización que desarrolla estándares de calidad para muy diversos ámbitos, pero a su vez se convierte en un foro global para que todo experto técnico, académico y estudiante, contribuya a la elaboración de los diferentes tipos de estándares. Las oficinas principales de la organización ASTM international están ubicadas en West Conshohocken, Pennsylvania, Estados Unidos, al noroeste de la ciudad de Filadelfia. Los estándares contribuyen a desarrollar confianza en los consumidores al garantizar un nivel satisfactorio de seguridad y calidad de los productos y servicios. También contribuyen a promover la salud y la seguridad pública, apoyando la protección y sostenibilidad del medio ambiente y mejorando la calidad de la vida en general. También nos brindan fiabilidad de los materiales, productos, sistemas y servicios que utilizamos, lo que facilita el comercio nacional, regional e internacional. En un mundo globalizado, los estándares son fundamentales para los fabricantes de bienes y servicios, que deseen aprovechar al máximo el avance industrial y tecnológico al que hemos llegado en estos tiempos, incluso hasta en las localidades más pequeñas y alejadas. Los estándares son documentos benéficos para los industriales, ingenieros, arquitectos, consultores, proyectistas, jefes de laboratorio, peritos, certificadores, investigadores y profesores de muchas especialidades e industrias. Actualmente existen alrededor de 12,575 acuerdos voluntarios de normas de aplicación mundial. Entre muchos beneficios de los estándares en la vida cotidiana, por ejemplo, tenemos que contribuyen al análisis del agua para garantizar su calidad en distintos tipos de uso; contribuyen a la seguridad de la transportación terrestre y aérea, establecen las formas más eficientes para calentar, refrigerar o aislar los hogares; por supuesto, establecen parámetros en los procesos industriales para la manufactura de muchos productos elaborados a base de metal, polímeros, vidrio, tela o madera.

F55

REPORTAJE

El proceso de desarrollo de un estándar ASTM es abierto, transparente y se mantiene con una participación balanceada.

CONOCIENDO LOS ORÍGENES La organización fue fundada el 29 de febrero de 1898, como la sección Americana de la Asociación Internacional para el Ensayo y Materiales (IATM) por iniciativa de Charles Dudley, entonces responsable del control de calidad de Pennsylvania Railroad. En aquel entonces, el problema que enfrentaba la creciente industria del ferrocarril, era la frecuente rotura de los rieles utilizados, por lo que se requería verificar los controles de calidad en las fundiciones de acero. Algunos años antes se había fundado la International Association for Testing and Materials (IATM), y justamente en 1898, los setenta miembros de la IATM se reunieron en Filadelfia para fundar la sección americana de la organización. En 1902, se constituye como organización autónoma con el nombre de American Society for Testing and Materials, que se volverá universalmente conocida en el mundo técnico como ASTM. Dudley fue, naturalmente, el primer presidente de la ASTM. El campo de acción de la ASTM se fue ampliando con el tiempo, pasando a tratar no sólo de los materiales ferroviarios, sino todos los tipos de materiales, abarcando un espectro muy amplio, comprendiendo los revestimientos y los mismos procesos de tratamiento. El desarrollo de la normativización en los años 1923 al 1930 llevó a un gran desarrollo de la ASTM (de la

F56

cual, por ejemplo, Henry Ford fue miembro). El campo de aplicación se amplió y en el curso de la segunda guerra mundial, la ASTM tuvo un rol importante en la definición de los materiales, consiguiendo conciliar los retos de la industria bélica, con las exigencias de calidad de la producción en masa.

Materials, habiendo sido ampliado también su objetivo. A partir de ese momento la cobertura de la ASTM, además de cubrir los tradicionales materiales de construcción, pasó a ocuparse de los materiales y equipos más variados, como las muestras metalográficas, cascos para motociclistas, equipos deportivos, etcétera.

En 1961, ASTM fue redefinida como American Society for Testing and

Anthony E. Fiorato, presidente durante 2006 del Consejo de Adminis-

tración de la ASTM Internacional, expresó en su momento: “ASTM Internacional ha creado un proceso singular de consenso voluntario para el desarrollo de normas. Es un proceso que asegura equilibrio, justicia y la participación directa de los interesados clave para crear las normas más sólidas, técnicamente y relevantes para el mercado del mundo. Quienes participamos en la

ASTM reconocemos este hecho. El compromiso y la dedicación de los miembros de la ASTM es absolutamente maravilloso. El que tantas personas conocedoras y ocupadas estén dispuestas a contribuir su tiempo y talento a la ASTM, es una verdadera validación de nuestra misión y nuestro proceso. Es lo que hace funcionar a la Sociedad. Gracias por hacer de la ASTM Internacional una organización tan fuerte y dinámica y

Tipos de Estándares ASTM ▬ Método de Prueba ▬ Especificación ▬ Práctica ▬ Guía ▬ Clasificación ▬ Terminología

F57

REPORTAJE

ALGUNOS COMITÉS TÉCNICOS DE LA ASTM INTERNATIONAL, DE INTERÉS PARA LA INDUSTRIA METAL MECÁNICA: A. METALES FERROSOS

B. METALES NO FERROSOS

A01 Acero, acero inoxidable y

B01 Conductores eléctricos

A04 Piezas de hierro fundido

B02 Metales y aleaciones no ferrosas

aleaciones relacionadas

A05 Productos de hierro y acero con revestimiento metálico A06 Propiedades magnéticas

B05 Cobre y las aleaciones de cobre B07 Metales y aleaciones livianas B08 Revestimientos metálicos e inorgánicos

G. CORROSIÓN, DETERIORO Y DEGRADACIÓN DE MATERIALES G01 Corrosión de metales G02 Desgaste y erosión G03 Desgaste y durabilidad G04 Compatibilidad y sensibilidad de materiales en atmósferas enriquecidas con oxígeno

B09 Polvos metálicos y productos relacionados B10 Metales y aleaciones reactivas y refractaria

que nuestras normas sean las mejores en el mundo. El respeto y el reconocimiento que ASTM disfruta alrededor del mundo son sencillamente abrumadores. Esto es un tributo a la previsión de líderes anteriores de la Sociedad quienes vieron en la ASTM Internacional una organización abierta a la participación global. Es también un tributo a los sobresalientes logros del personal de la ASTM en la formulación e implementación de nuestra iniciativa de alcance global”.

ASTM A36/A36M-05 Estándar para acero estructural al carbono

Esta especificación cubre las formas de acero estructural de carbono, placas y barras de calidad estructural para uso en la construcción remachada, atornillada o soldada de puentes y edificios, y para propósitos estructurales generales. El análisis de calor se utilizará para determinar la composición química necesaria para el carbono, manganeso, fósforo, azufre, silicio y cobre. La resistencia a la tracción, el límite de elasticidad y el alargamiento se evaluarán mediante prueba de tensión y deberán ajustarse a las propiedades de tracción requeridas.

F58

• A500 especificaciones para tubos estructurales de acero al carbono soldado y sin soldadura en frío en rondas y formas. • A501 Especificaciones para tubería estructural de acero al carbono soldada y sin soldadura en caliente.. • A502 Especificaciones para remaches, acero, estructural. • A563 Especificaciones para tuercas de acero al carbono y aleación.

Foto: M.I. Héctor Soto Rodríguez

• A563M Especificaciones para tuercas de acero de carbono y aleación (métrico).

Se proporcionan requisitos complementarios para el uso, cuando el comprador requiera pruebas adicionales o restricciones adicionales. Cuando se va a soldar el acero, se utilizará un procedimiento de soldadura adecuado para el grado de acero y el uso o servicio previsto. Véase el Apéndice X3 de la Especificación A6/A6M, para obtener información sobre la soldabilidad.

OTRAS NORMAS ASTM RELACIONADAS AL ACERO: • A6/A6M Especificaciones para los requisitos generales, para barras de acero estructural laminadas,

• A668/A668M Especificaciones para forjados de acero, carbono y aleación, para uso industrial general.

placas, formas y empalmes de hojas. • A27/A27M Especificaciones para fundición de acero, carbono, para aplicación general. • A307 Especificación para pernos de acero al carbono, espárragos y varilla roscada 60 000 PSI Resistencia a la tracción. • A325 Especificación para pernos estructurales, acero, tratado con calor, 120/105 ksi Resistencia a la tracción mínima. • A325M Especificaciones para pernos estructurales, acero, tratado térmicamente 830 MPa Resistencia a la tracción mínima (métrica)

• A1011 / A1011M Especificaciones para acero, láminas y tiras, laminado en caliente, carbono, estructural, de alta resistencia de baja aleación, de alta resistencia de baja aleación con mejor formabilidad y ultra alta resistencia. • A1018/A1018M Especificaciones para acero, chapa y tira, bobinas de espesor pesado, laminado en caliente, carbón, comercial, dibujo, estructural, de alta resistencia de baja aleación, de alta resistencia de baja aleación con mejor formabilidad y ultra alta resistencia. • F568M Especificaciones para el acero al carbono y aleado. Acoplamientos métricos roscados externamente (métrico)-. • F1554 Especificación para pernos de anclaje, acero, 36, 55 y 105 ksi rendimiento.

F59

CORTE INDUSTRIAL

Mantenimiento de la máquina de corte por plasma Justo cuando más se necesitan… La ley de Murphy dice que las máquinas de corte por plasma se dañan justo cuando más se necesitan, por lo general justo a la mitad de un gran trabajo de corte de placas.

F60

Por: Hypertherm

n una máquina de corte con una carga de hasta $200 dólares por hora, el tiempo muerto se vuelve más caro. Muchos talleres no tienen un calendario regular de mantenimiento preventivo para sus sistemas de corte por plasma. Después de unos meses de abandono, la máquina dejará de funcionar como fue diseñada. Las piezas mecánicas se desgastarán de manera

prematura, causando que la máquina tenga movimiento brusco. Esto puede causar que las piezas queden fuera de la tolerancia y se obtenga una mala calidad de corte, sobre todo a mayores velocidades de corte.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Cuando los componentes de la máquina fallan, la localización de problemas y el mantenimiento pueden tardar días.

Limpiar el cuerpo de antorcha

Aquí una lista de verificación que sirve como un buen punto de partida para un programa de mantenimiento preventivo. Retirar las piezas de la antorcha y examinar el interior de la antorcha. Verificar si hay signos de daños

mecánicos en las roscas. Limpiar el interior de la antorcha con un limpiador de contactos eléctricos y un hisopo de algodón. Desconectar la antorcha de su tubo de montaje y deslizar el tubo de nuevo para revelar los conectores del conjunto de cables y mangueras de la antorcha. Verificar si hay fugas o daños en alguna de las conexiones. Limpiar con aire el polvo metálico acumulado.

F61

CORTE INDUSTRIAL

Limpiar los cables y

Limpiar la fuente

Limpiar o soplar toda la longitud de los cables y mangueras de la antorcha para eliminar el polvo metálico acumulado y la suciedad. El polvo metálico puede causar la disipación del alta voltaje necesario para arrancar el arco de plasma. Comprobar que no haya mangueras retorcidas o desgastadas, cables expuestos, conectores con fisuras ni otros daños. Comprobar que la protección de alta frecuencia tenga una conexión a tierra apropiada.

Limpiar con aire limpio del taller el polvo metálico acumulado. El polvo metálico puede causar daños a los componentes de la fuente de energía, especialmente a las tarjetas de circuito impreso. Los contactores, los relés, y el conjunto explosor también pueden fallar debido al exceso de acumulación de polvo metálico. Revisar los filtros de aire en la caja de la fuente de energía; reemplazar si es necesario.

mangueras de la antorcha

Limpiar los componentes de la

MÁQUINA:

carriles, engranajes, soportes y demás.

F62

de energía

Verificar los

componentes de enfriamiento de la antorcha

En antorchas enfriadas por agua, verificar el flujo de refrigerante en el tanque por si presenta signos de aire aspirado o flujo reducido. Garantizar que el flujo de retorno esté dentro de los litros especificados por minuto. Comprobar que los interruptores de flujo en la línea de retorno funcionen de manera correcta, el flujo insuficiente de refrigerante puede causar que la antorcha se sobrecaliente. Verificar los filtros de refrigerante y los filtros de la bomba y limpiar o reemplazar según sea necesario. Verificar la resistividad del refrigerante utilizando un medidor de conductividad, si está disponible. La resistividad no debe exceder los 10 micro-ohmios en la mayoría de los sistemas. Descargar y reponer el refrigerante cada 6 meses.

Verificar la calidad del agua

La calidad del agua secundaria es particularmente importante con las antorchas de inyección de agua. La dureza del agua no debe exceder los 8.5 ppm ó 0.5 granos. El agua dura causa que se acumulen depósitos minerales en las boquillas, lo que reduce su duración. Utilizar un ablandador de agua comercial si es necesario. La calidad del agua en la mesa de agua también es importante. Si el agua

Nivelar y alinear los carriles. Alinear y ajustar los engranajes y rodamientos. Comprobar la perpendicularidad de la antorcha con respecto a la mesa y la pieza a cortar.

F63

CORTE INDUSTRIAL

forma semanal; vaciar las trampas de humedad cada vez que comiencen a acumular agua.

Limpiar los componentes de la máquina: carriles, engranajes, soportes y demás

Utilizar un desengrasante y una almohadilla abrasiva para eliminar la grasa, suciedad y polvo metálico. Lubricar los engranajes con un lubricante seco como el polvo de grafito. Si los rodamientos tienen graseras, lubricarlas. No lubricar las secciones de carril, los lubricantes atraerán contaminantes que conducen a un desgaste excesivo.

Nivelar y alinear los carriles Comprobar que las uniones donde las secciones de carril se unen con una herramienta de acero u otro borde recto de precisión, para verificar si hay falta de alineación. La alineación del carril evitará que los mandos motores creen arrastre. La distancia entre los carriles debe ser constante a través de toda la longitud del sistema.

Alinear y ajustar los

engranajes y rodamientos

Verificar el dispositivo de montaje de antorcha Esto puede causar vibraciones Las mismas redundarán en un corte ondulado.

F64

en la mesa está muy contaminada con escoria y polvo metálico, esto puede causar que la antorcha plasma tenga dificultades al arrancar. También puede causar la acumulación de óxido en las piezas cortadas.

Verificar el plasma La calidad del gas es fundamental para mantener una buena duración de las piezas y la calidad de corte. Para verificar la calidad del aire, mantenga una toalla de papel limpia bajo la antorcha mientras purga el aire por el sistema en el modo TEST. Buscar que no haya contaminación por agua, niebla de aceite ni partículas. Verificar los filtros de

Los engranajes no deben superponerse por encima o por debajo de la cremallera. Ajustar la alineación de los engranajes para eliminar la holgura entre los engranajes y bastidores. Hacer estos ajustes en las unidades de carril y transversales. Los rodamientos de alineación deben tener una holgura mínima entre ellos y las superficies de los carriles o los carriles cruzados. Estos rodamientos se montan generalmente sobre un excéntrico. Ajustar hasta que no se pueda ver luz entre el rodamiento y la superficie del carril. No apretar demasiado. Con los engranajes impulsores desenganchados, deslizar el haz a través de los rieles para comprobar el enlace. Ajustar en conse-

cuencia hasta que el haz se deslice libremente con poca vibración y poca resistencia.

Comprobar la

perpendicularidad de la antorcha con respecto a la mesa y la pieza a cortar

Las colisiones pueden golpear las antorchas hasta sacarlas fuera del cuadrado con la pieza a cortar.

Comprobar los límites de seguridad

Los cuales tienen que operar adecuadamente para garantizar la seguridad del operador y evitar daños a la máquina. Mover la máquina a cada límite para probar los interruptores. Garantizar que la máquina se detenga cuando se llegue a cada interruptor. Inspeccionar las paradas mecánicas para garantizar que están en buenas condiciones de funcionamiento.

Afinar los mandos motores y control

Las velocidades de cada eje tienen que ser iguales para el posicionamiento de antorcha correcto. El arrastre del motor también debe ser minimizado. Ya que estos ajustes difieren de un sistema a otro, consulte el manual o con un representante autorizado para su máquina en particular para afinar el conjunto de mando.

Foto: vía www.thinkhaus.org

La afinación del mando motor puede ser necesaria si los motores parecen estar fuera de sincronización y puede ocurrir que la antorcha no regrese a su posición inicial o que haya inexactitudes en las piezas cortadas, especialmente en movimientos combinados en donde operan las unidades de “x” e “y” al mismo tiempo.

Comprobar los límites de seguridad, los cuales tienen que operar adecuadamente para garantizar la seguridad del operador y evitar daños a la máquina. Afinar los mandos motores y control.

F65

MENTE Y MANOS EN COMUNIÓN “La estructura de este oso la hice a partir de un tubo, por lo que en seguida me di a la tarea de hacer las patas, aunque el verdadero reto era hacer la cabeza, ya que si hago el cuerpo primero, y al final la cabeza; resulta muy difícil proporcionarla. La cabeza me tomó dos meses para lograrla, claro, después de muchos intentos, hasta estar totalmente convencido…”

Escultura de Oso Grizzli elaborada con lienzos de lámina de acero, alambrón, dimensionados con soldadura con electrodo revestido.

César Luna, director de Beey Motorcycles. Desarrolladores de proyectos conceptuales y temáticos. Construyen y modifican hot rods y motocicletas custom. www.beeymotorcycle.com Ciudad de México