EDIC. 19 SOLDADURA DE ACERO INOXIDABLE by FerrePro

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MAYOR PRODUCTIVIDAD

El cortador por plasma definitivamente puede ayudar a aumentar la productividad. Actualmente la mayoría de los cortes de metal que se realizan en la industria, son de 25 mm o menos de grosor, por lo que la velocidad de la máquina de corte de plasma puede ir hasta 12 veces más rápido que la tecnología de oxicorte; sin dejar de señalar el aumento en la calidad de los cortes y la versatilidad de opciones con esta tecnología.

Reducción de costos La tecnología PowerCut de ESAB está diseñada para reducir los costos de operación utilizando un sistema simplificado de antorcha, que reduce de manera significativa el desgaste en partes; además aumenta la vida de los consumibles, como la boquilla y el electrodo.

SEGURIDAD

EN EL TRATAMIENTO DE AGUA

INDUSTRIA RESPONSABLE En la industria, las medidas ambientalmente más acertadas y responsables, también son económicamente las más rentables y suponen una complejidad técnica reducida, más de lo que en principio parece.

PRIMERAS MEDIDAS

TRABAJO EN EQUIPO

Las medidas relacionadas directamente con el proceso productivo, como son el alargamiento de la vida de los baños o la reducción de arrastres, son desde el aspecto ambiental, las primeras que se deben abordar. El alargamiento de la vida de los baños, gracias a un mejor mantenimiento de los mismos, reduce la generación de residuos; y la minimización de arrastres, puede reducir hasta en un 40-60% las pérdidas de electrolito o baño.

Los compromisos ambientales señalados, serán más fácilmente realizables, siempre y cuando exista una fluida comunicación entre la empresa productora, la cadena de suministros de productos químicos y los proveedores de equipos. Hace décadas no se daba gran importancia al mantenimiento de baños porque, en gran medida se desconocían las reacciones químicas específicas y sus efectos; hoy la información y las soluciones están muy accesibles.

TÉCNICA

RECUBRIMIENTOS

FORMACIÓN DEL RECUBRIMIENTO Las cualidades mecánicas del cromo duro son básicamente, la dureza y su resistencia al desgaste. En la formación de la capa de cromo duro, se generan fuertes tensiones internas que pueden llevar a una estructura agrietada del revestimiento, sin que ello perjudique en absoluto su adherencia con el material base.

EL METAL BASE

TRATAMIENTOS PREVIOS

Considerando que el recubrimiento de cromo duro mejora únicamente la superficie de las piezas tratadas, el metal base deberá tener la misma resistencia mecánica, aun no teniendo este tratamiento. Cromar duro una pieza no se debe reducir la calidad del metal base al extremo de que éste no pueda resistir el trabajo para el que fue diseñado.

Es importante considerar los tratamientos térmicos a los que han estado sometidas las piezas antes de ser cromadas; ya que se pudieron ocasionar tensiones internas extraordinarias, mismas que puedan provocar la formación de grietas por fatiga; el cromo duro no reducirá este defecto, teniendo una pieza con una menor probabilidad de vida útil.

NÚMEROS

INDUSTRIA EUROPEA DE RECUBRIMIENTOS

MÁS DE 10,000 EMPRESAS de ingeniería de superficie

operan en Europa, según la Asociación Europea de Acabado Superficial; la mayor parte está concentrada en cinco países: Alemania, Francia, Italia, España y Reino Unido.

La producción de la industria de acabado superficial representa, por sí sola, aproximadamente el

0,9% del PIB europeo.

Aunque, considerando los ahorros obtenidos a través de la vida útil prolongada de productos protegidos en su superficie ante la corrosión, el desgaste, la fusión o la abrasión, el sector estima que aporta entre

10 y 20% del PIB.

Fuente: Comisión Europea, http://ec.europa.eu

• TECNOLOGÍAS MÁS UTILIZADAS

En Europa, las tecnologías para el tratamiento de superficies, más utilizadas son la galvanoplastia (33%) y la pintura (33%), en particular para proteger superficies contra la corrosión. El tercio restante

de las tecnologías de superficie, incluye la deposición química y física de vapor, las tecnologías de plasma, la pulverización de metales y otras técnicas especializadas.

NÚMEROS

DE LA INDUSTRIA DEL CROMO DURO

EL CROMO DURO son depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes:

0,1 mm

El cromo es un elemento descubierto por

LOUIS NICOLAS VAUQUELIN en 1797 y desde 1848

que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste.

se intentó su fijación galvánica lográndolo, finalmente Robert Bunsen por vía electrolítica

en el año 1854.

F. Wholer consiguió su reducción

en el año 1859

y desde esa fecha hasta 1907 se otorgaron patentes para cromar mediante diversos electrólitos.

• APLICACIONES INDUSTRIALES

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La primera aplicación industrial se da a partir de 1924, logrando películas cromadas de 2 a 4 diezmilésimas de milímetro. Hendrich Van Der Horst fue el que inició la aplicación del cromado duro para motores, revistiendo internamente los cilindros para

reducir su desgaste. El cromo duro se aplica en componentes nuevos y también para la recuperación de piezas deterioradas, gracias a la posibilidad de des-cromar, sin alterar el material base y al elevado espesor que podemos aplicar.

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CONTENIDO

FERREPRO EDICIÓN DIECINUEVE

SOLDADURA ACERO INOXIDABLE Los aceros inoxidables se pueden soldar utilizando la mayoría de los procesos de soldadura, teniendo que los más usuales son la soldadura manual con electrodo revestido (SMAW), los procesos TIG y MIG.

32 ACERO INOXIDABLE El acero inoxidable se define como una aleación de acero de bajo carbono, con un mínimo del 10 al 12 % de cromo. La elección del acero correcto es crucial para garantizar una combinación eficaz de solidez, resistencia a la corrosión, y maquinabilidad.

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48 AGUAS RESIDUALES Los metales presentes en los efluentes, no se degradan naturalmente, es por ello que las aguas residuales industriales, han sido una constante preocupación de los industriales y de las autoridades responsables de supervisar la actividad industrial.

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CONTENIDO

FERREPRO EDICIÓN DIECINUEVE

CROMO DURO El cromado duro es un proceso de galvanoplastia en el que el cromo se deposita a partir de una solución de ácido crómico, directamente sobre un metal base para aprovechar las propiedades especiales del cromo.

54 PROCESO CMT Se basa en el arco de transferencia por inmersión, o más bien en una discontinuidad deliberada y sistemática de este arco. El resultado es una especie de secuencia: “caliente-fría-caliente-fría”, intermitentemente.

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58PERSPECTIVAS DEL ACERO La industria siderúrgica tiene el potencial de contribuir a la competitividad de los productores nacionales y al crecimiento de la economía nacional. Son muchas las preocupaciones de esta industria, como el tema ecológico y la sobreproducción.

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DIRECTORIO

Director Editorial Enrique Sánchez Co-editora 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 Suscripciones suscripciones@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

Año 4, Número 19. 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: Agosto de 2017 EDITADA E IMPRESA EN MÉXICO.

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CARTA EDITORIAL

FRENTE A UNA GRAN OPORTUNIDAD

ué valiosos son los dichos y frases cuando llegan en el momento oportuno, hoy toca aquella que reza: “toda crisis es una gran oportunidad”. Estamos en vísperas de una inesperada renegociación del Tratado de Libre Comercio con los Estados Unidos de Norte América y Canadá. Francamente se percibe un ambiente de incertidumbre y desconcierto, en el proceso y resultado de esta renegociación. Sobre todo, por el estilo agresivo y muy poco cordial por parte del vecino del norte, sin embargo, representa para nuestro país una gran oportunidad para replantearnos, cómo favorecer, gracias a esta negociación, a la industria nacional; debemos rescatar y fortalecer nuestra vocación de fabricantes, lo hicimos en el pasado y lo tenemos que fortalecer en el presente y futuro inmediato. Nuevas alianzas, educación de calidad, capacitación, vínculos de la industria media con universidades y tecnológicos, diversificación de mercados de exportación e importación, cadenas productivas de valor, especialización y, mucho equipamiento a nuestro sector industrial, son medidas indispensables. Se habla ya que una cuarta revolución industrial está por manifestarse en todo el mundo, gracias a las nuevas tecnologías de comunicación que facilitan y democratizan la gestión, pronto lo veremos a nivel de industria. Hay que estar listos, para aprovechar nuestro momento.

Enrique Sánchez Editor en Jefe

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NEWS EMPRESAS PROVEEDORAS

NIVEL TIER1

Muy cerca de la ciudad de México, en estado de Tlaxcala, es posible ubicar un total de 48 empresas proveedoras de la industria automotriz, de las cuales 28 son de primer nivel, 18 en el nivel Tier2 y dos de nivel Tier3, en conjunto generan alrededor de 10 mil empleos directos y son proveedoras de firmas automotrices como Volkswagen, Audi, Fiat Chrysler y Ford, en productos diversos de acero inoxidable y especiales, piezas plásticas (facias y puertas), piezas troqueladas, maquinadas y ensambles de soldadura para la industria automotriz. Así se publicó en un reporte proporcionado por la Secretaría de Desarrollo Económico (Sedeco).

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DE ESTRUCTURA EN

ACERO INOXIDABLE La Administración Portuaria Integral (API) en Progreso, Yucatán, en el 2013 autorizó la construcción de un viaducto de dos kilómetros dentro del mar para reemplazar el ya existente que se construyó en los años 40 y tiene la particularidad de ser primera estructura en el mundo hecha con acero inoxidable. La obra se realizó por una empresa danesa que hizo una estructura que no tenía acero; hicieron unas pilas enormes de tres metros de diámetro de concreto, unos cabezales que unieran esas dos pilas de dos metros y medio por tres de peralte y arcos de 45 centímetros de espesor separados cada 12 metros. El único acero que colocaron fue en los cabezales o vigas y fue acero inoxidable. Este viaducto no se demolerá, se reforzará por ser patrimonio construido.

La producción mundial estimada de

Acero Inoxidable

41,7 millones de toneladas

SOLDADURA MATERIALES

DISIMILARES

Un estudio para la optimización del proceso de soldadura por láser de materiales disimilares, realizado por la Unidad de Tecnologías Avanzadas de Fabricación de dos empresas españolas, concluyó que se han obtenido muy buenos resultados posicionando el foco del láser en la superficie, centrando en la intercara de ambos y empleando rampas de potencia. La metodología para optimizar el proceso, es fijar la potencia del láser al máximo y, aumentar la velocidad de giro hasta el valor máximo que permita obtener una penetración completa hasta el núcleo de los cilindros. Considerando que se producen tensiones residuales tractivas y un aumento de dureza en la región del acero martensítico adyacente al cordón de soldadura, es recomendable realizar un tratamiento final de relajación para evitar que el componente soldado falle por esa zona.

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NEWS AVANZANDO EN

LA PRODUCCIÓN DE AUTOS México está cerca de ser el sexto productor mundial de autos, ya que con las nuevas inversiones de BMW, Toyota y otras desplazará a India de esa posición. Los expertos comentan que este nivel podrá alcanzarse incluso antes del año 2020, cuando la industria automotriz en el país tiene planeada la fabricación de cinco millones de vehículos anuales. Plantas armadoras en construcción como Infiniti, Mercedes Benz, Toyota y BMW planean iniciar su producción antes de ese año. México se convirtió en el séptimo productor de automóviles a nivel mundial, luego de que en 2015 alcanzó la fabricación de 3 millones 565,469 automóviles, camionetas y camiones, con lo que superó a países como Turquía, Francia y Alemania.

China representa el

52%

NUEVO MATERIAL TERMOELÉCTRICO

APLICABLE EN FORMA DE PINTURA

El Instituto de Ciencia y tecnología de Ulsán, ubicada en Corea del Sur, ha presentado un nuevo tipo de materiales termoeléctricos de alto rendimiento que poseen propiedades parecidas a los líquidos. Estos materiales se pueden adaptar con facilidad a cualquier geometría, ya que pueden ser aplicados directamente sobre cualquier superficie como si fueran pintura. El efecto termoeléctrico consiste en la conversión directa de diferencias de temperatura en voltaje eléctrico y viceversa. Este efecto se puede utilizar ya sea para calentar o para enfriar, y se podría fácilmente obtener electricidad a través de la aplicación de pinturas termoeléctricas sobre las superficies exteriores de edificios, tejados y coches.

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de la producción mundial de acero

NUEVO ADHESIVO TIPO FILM

PARA LA INDUSTRIA AERONÁUTICA El Grupo de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la URJC (España) ha patentado un adhesivo tipo film que es aplicable a uniones para la fabricación de estructuras primarias integradas y para su reparación, principalmente de material compuesto de fibra de carbono. La nueva tecnología cumple los estándares de seguridad que exige la industria aeronáutica y puede extenderse a otros sectores industriales. Este trabajo aborda uno de los principales desafíos científicos: la evaluación de la integridad estructural de uniones pegadas en estructuras de material compuesto, especialmente de fibra de carbono.

El consumo nacional de acero fue de

29.6 millones de toneladas, en 2016,

2.5% más respecto a lo registrado en el 2015.

DECLARATORIA DE

POLÍTICA CONJUNTA Seis grupos representantes de productoras de acero en Canadá, México y Estados Unidos: Instituto Americano del hierro y del acero (AISI), el Steel Manufacturers Association (SMA), la Asociación Canadiense de Productores de Acero (CSPA), la CANACERO, el Comité de tuberías e importaciones de tubos (CPTI) y la Industria de Aceros especiales de Norteamérica (SSINA); publicaron cinco recomendaciones para exigir se incluyan en el Tratado de Libre Comercio de América del Norte, principios claves para fortalecer el consumo y comercialización del acero, así como las cuotas de mercado para los productores, en pro del mejoramiento del TLC.

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PFERD Disco Flap De Zirconia Los POLIFAN Z SG Power son discos laminados de zirconia, para trabajos en los cordones de soldadura, biselado, esmerilado de superficies de acero, y otras aplicaciones. Fabricados sin la adición de cargas para su uso con aceros inoxidables y aceros comunes; reducen la vibración, el ruido y los niveles de polvo. Además, son ideales para jornadas largas de trabajo, otorgando ahorro de recursos sin fatiga y excelentes resultados en el menor tiempo posible. Están disponibles en grados 40, 60 y tipo 29 y en diámetros ya sea con 5 / 8-11 roscada o 7/8” en agujero liso. www.pferdusa.com

SOLUCIONES & PRODUCTOS ELECTRODOS INFRA Electrodo dióxido de titanio Electrodo de núcleo de acero inoxidable austenítico con revestimiento a base de dióxido de titanio (rutilo), recomendado para la soldadura de aceros inoxidables de la serie 200 y de los tipos 301, 302, 304, 305, 308 y 308L. Arco suave con mínimo salpique y chisporroteo, escoria particularmente fácil de remover. Su contenido de carbono controlado a bajos niveles de lo que marca la AWS, le da resistencia a la corrosión intergranular. Se puede aplicar con bajos amperajes, su resistencia a la tensión es de 520 MPa y tiene una elongación del 35%. Presentación: bote plástico c/5 kg. en bolsa termosellada. www.electrodosinfra.com.mx/

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WELDCRAFT Antorchas TIG Equipos para soldadura Tig con cuerpos de soplete excepcionalmente ligeros, que ayudan a minimizar la fatiga del operario de soldadura, sin dejar de ofrecer capacidades fiables. Las antorchas CS125A y CS200A, presentan un diseño D-Handle que permite al operador orientarles por el tacto y con ello mejorar el control sobre las mismas. Ofrecen gran capacidad de portabilidad, eliminando la necesidad y gasto para los sistemas refrigerados por agua y el aumento de refrigeración por aire para aplicaciones de campo. www.weldcraft.com

OLYMPUS Medidor de corrosión La sonda Dual Linear Array™ es una solución para la inspección de la corrosión. Integrada a un codificador Olympus, puede ser utilizada para crear representaciones C-scan codificadas con una resolución cercana a la superficie de 1 mm. Ofrece opciones de inspección para detectar la pérdida del espesor de la pared debido a la corrosión, abrasión y erosión. También detecta daños en la pared media, como los abultamientos inducidos por hidrógeno o la laminación inducida por el proceso de transformación, y diferencia fácilmente estas anomalías de la pérdida del espesor de la pared. www.olympusmexico.com.mx

VICTOR Regulador Edge Serie 2.0 Regulador de gas de alta resistencia, cuenta con diámetro extra grande 2 ½”, calibre de entrega y un alto contraste con código de colores que permiten a los usuarios ver y ajustar la presión de entrega más fácilmente. El medidor de presión del cilindro es más pequeño y por desplazamiento para crear una diferencia en la percepción de la profundidad. Incluso desde la distancia, los operadores pueden saber si tienen contenido suficiente en el cilindro y si la presión de entrega está dentro de los rangos seguros y aceptables. www.esab.com.mx

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HUNTINGDON FUSIÓN TECHNIQUES Monitor de soldadura TIG En los procesos de soldadura TIG (soldadura de tungsteno a gas inerte) lo importante antes de empezar a soldar acero inoxidable y otros metales reactivos, es esencial saber que el contenido de oxígeno se haya reducido satisfactoriamente a su nivel más bajo. El monitor PurgEye® 100 IP65 llevará a cabo esta tarea indicando el nivel de oxígeno a nivel atmosférico. Con este equipo es posible medir el oxígeno hasta 100 partes por millón, cuenta con protección contra el polvo y caja exterior a prueba de agua o humedad. www.huntingdonfusion.com

XENEMETRIX Analizador de sustancias peligrosas El nuevo RoHS Vision utiliza un detector de alta resolución, una cámara integrada, y un tubo de rayos X de alta potencia con tamaños de punto variables para poder acomodar muestras de diferentes tamaños y medir la existencia incluso de niveles extremadamente bajos de sustancias restringidas como plomo, cromo, cadmio o mercurio, en sectores de petroquímica, polímeros, metalúrgica y en aleaciones. Garantiza el cumplimiento de los reglamentos de las sustancias peligrosas con el método más sencillo y rápido. www.xenemetrix.com

BINZEL ABICOR Antorcha Abitig WH 400W ABITIG® WH 400 W es una antorcha para soldadura TIG mediante gas inerte con cambio manual o automático de cuellos; cuenta con refrigeración líquida a través de agua que incrementa su vida útil. De diseño ajustado y bajo peso, además con adaptación flexible y rápida a diferentes tareas de soldadura. Trabaja con electrodo de tungsteno pre-ajustado de 1.6 - 4.8 mm (1/16 - 3/16”) y alimentación de alambre en frío push-pull. www.old.binzel-abicor.com

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FRONIUS Carro de soldadura El carro FDV 22/MF ha sido diseñado para una soldadura mecanizada longitudinal (MIG/MAG). Un potente imán colocado en la base del carro ofrece la máxima tracción para la realización del mejor trabajo en superficies verticales y oblicuas. Con un diseño compacto y ligero, permite acceder a áreas de difícil aplicación y no necesita cables para su funcionamiento, gracias a la batería incorporada. Para los usos de soldaduras horizontales y verticales. www.fronius.mx

ESAB Casco Sentinel A50 El casco de soldadura ESAB A50 Sentinel cuenta con una lente de cubierta reflectante de color ámbar y diseño de concha innovador; incorpora arnés ergonómico de máxima capacidad de ajuste. El ADF oscila entre 5-13 sombra y tiene un amperaje TIG de menos de 2 amperios. El Sentinel también cuenta con un botón de modo de rutina externa para dar facilidad de cambiar de modo de soldadura. Un beneficio adicional es que la lente cubierta delantera es reemplazable dentro de los 10 segundos sin quitar el casco. Con su índice de protección óptica 1/1/1/2, el casco ofrece una visión nítida, clara y consistente del charco de soldadura. www.esab.com.mx

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Una perspectiva del

CROMO DURO Por: Guillermo Salas

A pesar de ser un proceso que tiene muchos años de aplicación en la industria, el cromo duro es uno de los más importantes procesos de electrodeposición, que vale mucho la pena analizar para comprender su aplicación presente y futura.

l cromado es un proceso de galvanoplastía muy utilizado en nuestra industria y comercio, a nivel de pequeños talleres y también en las grandes industrias. Es un recubrimiento que se reconoce por su notable dureza, brillo, estructura cristalina, densidad, expansión térmica; así como su punto de fusión y resistividad eléctrica. A pesar de ser un proceso muy conocido y utilizado, es importante distinguir los distintos tipos de cromado, diferenciando aquellos que sólo tienen propósitos decorativos, donde destacan el cromado brilloso, cromado negro, trivalente o el cromo micro-fisurado; de los cromados con exigencias más elevadas en el ámbito de la ingeniería, como es el cromado duro.

Es evidente que en el ámbito de los recubrimientos industriales, los recubrimientos orgánicos, poliméricos, han ido ganando terreno en relación al cromado y otros recubrimientos electrolíticos; no obstante, en los recientes años el proceso de cromado está revitalizándose al encontrar demanda en las clásicas aplicaciones dentro de la industria automotriz, hidráulica, de fabricación de herramientas, metal-mecánica, maquinaria, aeronáutica, electrónica, de manufactura de moldes, en la industria militar, nuclear, aeroespacial o minera, por mencionar las más destacadas. Como bien sabemos, el propósito de aplicar recubrimientos a las superficies metálicas es para fortalecer las

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propiedades del material en cuestión, mejorando el aspecto, la adherencia, la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste o la resistencia al rayado. El recubrimiento con cromo duro, a través de un proceso de galvanoplastía, ha sido, por mucho tiempo, un medio eficaz para lograr todo lo anterior, prolongando la vida útil de partes metálicas sujetas a desgaste por corrosión, fricción o abrasión. Gracias al cromado, estas partes metálicas pueden ser protegidas desde que son nuevas y también el proceso resulta muy valioso para recuperar piezas gastadas, restaurándolas a sus dimensiones originales.

PROCESO El cromado consiste en una serie de técnicas y procesos de electro-deposición a través de una fina capa de cromo sobre un objeto de otro metal o plástico.

Al cromo duro también se le conoce como cromo industrial o cromado de ingeniería, su cualidad más famosa es que se utiliza como material de volumen, para restaurar las partes gastadas a sus dimensiones originales.

Cromado decorativo La capa de cromo puede tener propósitos decorativos, por lo que en este caso se aplica un recubrimiento delgado sobre un chapado brillante de níquel, para servir como un acabado superficial no empañante y duradero en los metales. Típicamente se recubren por cromado el acero, aluminio, plástico, aleaciones de cobre y aleaciones de zinc. El cromo decorativo está diseñado para ser estéticamente agradable y duradero, los espesores oscilan entre 0,05 a 0,5 μm. El cromado decorativo también es resistente a la corrosión, por lo que además se utiliza a menudo en partes de automóviles, herramientas y utensilios de cocina.

Cromado duro El cromado duro es un proceso de galvanoplastía en el que el cromo se deposita a partir de una solución de ácido crómico, directamente sobre un metal base para aprovechar las propiedades especiales del cromo, proporcionando

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resistencia frente a la corrosión, permitiendo reducir la fricción, mejorando la durabilidad a través de la tolerancia a la abrasión y la resistencia al desgaste en general. También se busca minimizar el agrietamiento o agarre de partes, así como expandir la inercia química, para incluir un conjunto más amplio de condiciones. Estas características son aplicables para aplicaciones críticas de ingeniería, incluyendo superficies de corte de máquinas-herramientas, taladros de cilindro, barras de apoyo, cigüeñales y ejes hidráulicos. El cromo duro también se aplica a los moldes, debido a su baja energía superficial y las propiedades de liberación resultantes. Al cromo duro también se le conoce como cromo industrial o cromado de ingeniería, su cualidad más famosa, como ya se mencionó, es que se utiliza como material de volumen, para restaurar las partes gastadas a sus dimensiones originales. El grosor del cromado duro oscila entre 2 y 250 μm. Varios tipos de cromo duro incluyen cromo micro-agrietado, cromo microporoso, cromo poroso y cromo libre de grietas. Es esencial que los recubrimientos micro-agrietados y porosos tengan un espesor mínimo entre 80-120 μm para conferir una adecuada resistencia a la corrosión. El cromo micro-agrietado tiene una dureza Vickers de 800-1000 kg/mm², mientras que el cromo sin grietas tiene dureza Vickers entre 425-700 kg/mm². La formación de cromo microporoso se logra mediante un método de chapado especializado que implica el uso de partículas suspendidas inertes. El cromado poroso se desarrolla grabando el cromo electrodepositado. Estos están diseñados para retener lubricante, para aplicaciones de deslizamiento y tipo de cojinetes. El cromo duro se clasifica como un proceso “frío”, ya que la temperatura de procesamiento es de 50 a 60° C,

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evitando con ello efectos perjudiciales a las propiedades físicas o mecánicas de los materiales base, por altas temperaturas. El cromado duro se utiliza en aplicaciones donde las piezas se someterán a un desgaste muy alto, requiriendo una capa más gruesa de cromo, el espesor añadido induce grietas y mayor porosidad en la superficie del cromo. Las grietas aumentan a medida que aumenta el grosor del cromo, por tanto, para mejorar la superficie cromada dura, es necesario un mecanizado adicional, como pulido o afilado. Una superficie gruesa disminuye significativamente la resistencia al desgaste. El cromado duro se utiliza en aproximadamente el 95% de todas las aplicaciones, mientras que en el 5% restante, se utiliza cromado fino y denso. El cromado duro se aplica generalmente a superficies exteriores, donde el mecanizado posterior es más fácil. El cromado duro está sujeto a diferentes parámetros de calidad, dependiendo de la aplicación, por ejemplo, se evalúa la resistencia a la corrosión con un ensayo de pulverización de sal, el chapado en varillas de pistón hidráulicas.

Cromado de calidad ■ Las propiedades de un cromado duro de gran calidad proporciona una resistencia al desgaste muy alta, un bajo coeficiente de fricción, una alta resistencia a la corrosión, excelentes propiedades anti-grietas, alta dureza (70-72 Rockwell C) y una superficie extremadamente lisa. Estos dos factores, la dureza y la superficie lisa, crean las condiciones ideales para mejorar la resistencia al desgaste. La falta de grietas o hendiduras en el chapado, le da una alta resistencia a la corrosión.

Chapado previo El incremento del grosor del chapado amplifica los defectos superficiales y la rugosidad en la severidad proporcional, ya que el cromo duro no tiene un efecto de nivelación. Las piezas que no tienen una forma ideal en referencia a las geometrías del campo eléctrico (casi todas las piezas enviadas para el chapado, excepto las esferas y los objetos en forma de huevo) requieren un recubrimiento aún más grueso para compensar la deposición no uniforme, ya que gran parte se desperdicia al triturar la pieza, para volver a las dimensiones deseadas.

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PROPIEDADES DEL CROMADO Dureza La elevada dureza del cromado, 1100 HV (70 HRc), hace de este revestimiento una excelente solución para aplicaciones resistentes al desgaste y la abrasión, por lo que se usa en moldes y troqueles, punzones, superficies de rodamientos, juntas y componentes deslizantes. Cuando hablamos de dureza, como propiedad del cromado; nos referimos a la dureza característica del propio cro-

mo, no así a la resistencia a la penetración del sistema binario, el constituido por el metal recubierto, más su revestimiento.

Coeficiente de fricción Una propiedad deseable del cromo electrodepositado, es su bajo coeficiente de fricción, reconocido como el más bajo de todos los metales. El cromo duro tiene un coeficiente de fricción de la mitad del acero. El coeficiente de fricción de cromo contra acero de 0.16 lubricado y 0.21 en seco; lo hace ideal para aplicaciones

El cromado duro se aplica generalmente a superficies exteriores, donde el mecanizado posterior es más fácil.

insuficiente de las piezas antes del revestimiento, ciclo de tratamiento térmico previo, y posterior, no adecuado; fluctuación frecuente de la fuente de alimentación, maquinado demasiado alto, falta de pulido, condiciones inadecuadas de revestimiento previo, condiciones de prueba demasiado altas, así como malas condiciones de trabajo del equipo.

tales como superficies de rodamientos, sellos y componentes de maquinaria.

Resistencia a la corrosión El cromo duro está dotado de una resistencia sumamente alta a la oxidación atmosférica, y una buena resistencia a la mayoría de los agentes oxidantes y reductores (con la excepción de los cloruros y ciertos haluros), por tanto, es amplio su uso en las industrias alimentaria y química.

Resistencia al desgaste La alta dureza y las propiedades de baja fricción del cromo duro, proporcionan una excelente resistencia al desgaste abrasivo y erosivo, prolongando la vida útil de componentes tales como moldes y punzones, hasta diez veces en la mayoría de los casos.

Capa de desgaste de sacrificio Dado que los depósitos de cromo duro se eliminan fácilmente con decapantes químicos, sin perjuicio del material base; la pieza puede des-

montarse y volver a colocarse repetidamente cuando el desgaste es notable, sin pérdida o daño al material de base.

Mecanizado Depósitos duros de cromo se pueden terminar con éxito por molienda, revestimiento o pulido.

POSIBLES DEFECTOS DEL PROCESO El recubrimiento de cromo duro puede presentar los siguientes problemas: revestimiento pelado, cortado, con grosor insuficiente o en ausencia total de revestimiento, grosor irregular, recubrimiento rugoso, de doble color, marcas y rasguños. La razón puede ser selección incorrecta de los parámetros eléctricos, configuración incorrecta del ánodo, uso de ánodos antiguos o dañados; tamaño y formas incorrectas del ánodo, selección incorrecta de la temperatura del baño galvánico, malas condiciones químicas, limpieza

Los depósitos estriados se ponen de manifiesto en forma de rayas blancas o lechosas sobre la superficie recubierta y generalmente son el resultado de efectuar el recubrimiento a densidades de corriente demasiado bajas. Para eliminar depósitos mates, debe aumentarse la temperatura del baño. Los depósitos delgados o descoloridos, pueden deberse a una excesiva temperatura del baño, que disminuye la velocidad de formación del depósito. La proporción del sulfato puede ser también causa de decoloración; una relación baja da un depósito amarillento. Los depósitos quemados son el resultado de una densidad de corriente excesiva, por lo que pueden corregirse reduciendo ésta, o mediante el uso de pantallas en los bordes o aristas. Las superficies no recubiertas son generalmente el resultado del desprendimiento de gas, que evita la formación del depósito en ciertas zonas. Este defecto puede corregirse prestando cuidadosa atención a la forma de colocar los objetos en los bastidores con relación a los agujeros y cavidades de los mismos.

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EL ACERO INOXIDABLE Larga vida útil Por: Guillermo Salas

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Los productos de acero inoxidable están diseñados para tener una larga vida útil, frecuentemente abarcando varias décadas, aún en las condiciones más severas de uso. Esta característica es una de las primeras razones para elegir el acero inoxidable. Además, al final de su ciclo de vida, los materiales de acero inoxidable pueden ser reprocesados con mucha eficacia.

S Foto: atomitechnology.com

egún la British Stainless Steel Association, en 2007 se produjeron alrededor de 27 millones de toneladas de acero inoxidable, de las que 16 millones de toneladas fueron de acero inoxidable reciclado. Se estima que la cantidad de acero inoxidable reciclado en cualquier objeto inoxidable, es de aproximadamente del 60 por ciento, participación que se calcula aumentará en los próximos años. Pero, conozcamos más de este importante material, tan presente en todos los ambientes en los que nos movemos y que, según los expertos en la materia, en los próximos años se incrementará notablemente la demanda de acero inoxidable en una mayor variedad de aleaciones.

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En realidad sí existe un proceso de oxidación en el acero inoxidable, sólo que se trata de una película de óxido de cromo en la superficie metálica, que constituye una coraza contra los ataques de corrosión.

Los aceros inoxidables son aceros que contienen cromo en una cantidad suficiente como para dotar a la aleación de la propiedad inoxidable, ya que el cromo y otros metales presentes, como níquel o molibdeno, poseen gran afinidad por el oxígeno; reaccionando con él y formando una capa pasivadora, que es la que evita la corrosión del hierro. Por ello, los aceros inoxidables no requieren de un tratamiento superficial para mejorar su resistencia a la corrosión; sin embargo, es importante destacar que, en ciertas condiciones, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, ocasionando que el hierro se vea atacado y oxidado por mecanismos inter-granulares o picaduras generalizadas.

Para ser más precisos, en realidad sí existe un proceso de oxidación en el acero inoxidable, sólo que se trata de una película de óxido de cromo en la superficie metálica -película tenue, pero muy densa-, que constituye una coraza contra los ataques de corrosión, por lo que se le denomina capa pasiva. En el caso de que ocurra un daño mecánico o químico en el sustrato metálico, esta película es auto reparable en presencia de oxígeno, ya que inmediatamente se vuelve a formar, al combinarse el cromo con el oxígeno de la atmósfera. En contraparte, el acero ordinario, cuando queda expuesto a las condiciones ambientales, se oxida formando el óxido de hierro, también conocido como herrumbre. Si no se combate el proceso corrosivo, la oxidación sigue adelante hasta que el acero esté completamente consumido por la herrumbre.

Conceptos esenciales En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero de bajo carbono, con un mínimo del 10 al 12 % de cromo. La elección del acero correcto es crucial para garantizar una combinación eficaz de solidez, resistencia a la corrosión, maquinabilidad, higiene y aspecto. La apariencia del acero inoxidable puede variar y dependerá de la manera en que esté fabricado y del acabado superficial que se aplique.

Producción Para producir acero inoxidable, se funden en un horno las materias primas como menas de hierro, cromo, silicio y níquel, proceso que requiere de 8 a 12 horas de elevada temperatura. Cuando se termina la fusión, el acero fundido se vierte en formas semielaboradas. Estos incluyen blooms (formas rectangulares), palanquillas (formas redondas

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Hay más de 57 aceros inoxidables reconocidos como aleaciones estándar, además de muchas otras aleaciones patentadas y producidas por diferentes productores de acero inoxidable.

o cuadradas), losas, barras y rondas de tubo. A continuación, el acero semiacabado pasa por operaciones de conformación, comenzando con el laminado en caliente, en el que el acero se calienta y pasa a través de enormes rollos. Los aceros inoxidables se deben producir en apego a las normas de calidad y los requisitos de rendimiento más estrictos, hay más de 57 aceros inoxidables reconocidos como aleaciones estándar, además de muchas otras aleaciones patentadas y producidas por diferentes productores de acero inoxidable.

El cromo, elemento invitado en la aleación El cromo es un metal de transición duro, frágil, de color blanco agrisado y brillante. Es uno de los más importantes e indispensables metales industriales, precisamente debido a su dureza y resistencia a la corrosión. Por esta razón se utiliza en metalurgia para aportar su propiedad anticorrosiva a las aleaciones de metal en las que participa, otorgando además un acabado brillante. Se usa, por ejemplo, en las aleaciones de acero inoxidable, en procesos de cromado, como revestimiento estético y de protección; también se utiliza en el anodizado del aluminio y en pinturas cromadas, como tratamiento antioxidante; o para crear pigmentos y productos químicos utilizados para procesar el cuero. Cromita es el mineral de cromo formado por óxido de hierro, magnesio, aluminio y cromo, es el único mineral de cromo. En la naturaleza, los depósitos de cromita son generalmente de dos tipos: estratiforme (en capas) y podiforme (en forma de vaina). El mineral fue descubierto por primera vez en los Estados Unidos alrededor de 1808 en la granja de Isaac Tyson Jr., justo al norte de Baltimore, Maryland, convirtiéndose en la fuente de casi todos los productos de cromo en el mundo, entre 1828 y 1850. Actualmente, los mayores depósitos de cromita estratiformes del mundo, se encuentran en Sudáfrica, en lo que se conoce como el complejo Bushveld. Se trata de una intrusión ígnea, en capas que contiene más de 11 mil millones de toneladas métricas de recursos de cromita.

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Esta amplia variedad de aceros, se utilizan en una gran cantidad de aplicaciones comerciales e industriales, como por ejemplo en la fabricación de muebles y equipos para uso médico y quirúrgico, cocinas industriales, muebles y estantería, industria automotriz, aeroespacial, construcción y arquitectura, minería, energía e industria petroquímica, por mencionar algunas.

CLASIFICACIÓN Como tratamos en nuestra edición 18 de Ferrepro, la microestructura del acero es la que determina las propiedades del metal, por lo que en el caso de los aceros inoxidables, sucede de igual forma. Por ejemplo, los austeníticos contienen al menos un 6% de níquel y hierro, que contiene carbono austenítico con una estructura

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cúbica centrada en la cara, por lo que desarrollan buena resistencia a la corrosión y alta ductilidad, es decir, la capacidad del material para doblarse sin romperse. Por esta razón, el desarrollo de aleaciones especiales se ha vuelto muy importante para lograr aceros específicos, mucho más eficientes y eficaces para las necesidades de la vida actual. Veamos entonces cómo se clasifican las principales aleaciones de acero inoxidable. El acero inoxidable puede ser clasificado en cinco familias diferentes; cuatro de ellas corresponden a las particulares estructuras cristalinas formadas en la aleación: austenita, ferrita, martensita y los dúplex (donde hay austenita, más ferrita); mientras que la quinta son las aleaciones endurecidas por precipitación, que están myormente basadas en el tipo de tratamiento térmico, usado que en la estructura cristalina.

Austeníticos Los aceros inoxidables austeníticos constituyen la familia con el mayor número de aleaciones disponibles, integra las series 200 y 300 AISI (American Iron & Steel Institute). Su popularidad se debe a su excelente formabilidad y superior resistencia a la corrosión. Sus propiedades más notables son: su excelente resistencia a la corrosión, capacidad de ser endurecidos por trabajo en frío y no por tratamiento térmico, excelente soldabilidad, así como maravilloso factor de higiene y limpieza.

El American Iron & Steel Institute (AISI) tiene como misión promover políticas públicas que apoyen un ambiente competitivo, promoviendo productos de alta calidad y valor agregado a una amplia gama de clientes. Se ha puesto como objetivo liderar el mundo en innovación y tecnología en la producción de acero.

Además tienen la habilidad de ser funcionales en temperaturas extremas y no son magnéticos. Los Austeníticos se obtienen adicionando elementos formadores de austeníta, tales como níquel, manganeso y nitrógeno; el contenido de cromo generalmente varía del 16 al 26%, mientras que su contenido de carbono es del rango de 0.03 al 0.08%. Una amplia gama de industrias los prefieren, entre ellas la química, farmacéutica, textil, de alimentos y bebidas o de producción de pulpas y papeles. Para ambientes corrosivos muy severos, como los de una plataforma petrolera marítima o una planta de desalinización.

Ferríticos Estos aceros inoxidables de la serie 400 AISI mantienen una estructura ferrítica estable desde la temperatura ambiente, hasta el punto de fusión, sus características son resistencia a la corrosión de moderada a buena, la cual se incrementa con el contenido de cromo y algunas aleaciones de molibdeno. Endurecidos moderadamente por trabajo en frío, no pueden ser endurecidos por tratamiento térmico, son magnéticos y su soldabilidad es pobre, por lo que generalmente se eliminan las uniones por soldadura a calibres delgados.

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Usualmente se les aplica un tratamiento de recocido, con lo que obtienen mayor suavidad, ductilidad y resistencia a la corrosión. Debido a su pobre dureza, el uso se limita generalmente a procesos de formado en frío. Los aceros ferríticos con contenido bajo de cromo, se utilizan ampliamente en aplicaciones como sistemas de escape automotrices, en tanto que los aceros con contenido intermedio de cromo son demandados por fabricantes de artículos domésticos del mundo.

Martensíticos Son la primera rama de los aceros inoxidables simplemente al cromo. Representan una porción de la serie 400 AISI, sus características son de moderada resistencia a la corrosión, endurecibles por tratamiento térmico, por tanto, se pueden desarrollar altos niveles de resistencia mecánica y dureza. Son magnéticos y debido al alto contenido de carbono y a la naturaleza de su dureza, son de pobre soldabilidad. Los Martensíticos son esencialmente aleaciones de cromo

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y carbono; el contenido de cromo es generalmente de 10.5 a 18% y el de carbono es alto, alcanzando valores de hasta 1.2%.

Aceros inoxidables dúplex También conocidos como acero inoxidable austenítico-ferrítico, con proporciones iguales de ferritos y austenitas. Estos aceros tienen una microestructura doble, la cual contribuye a su alta fuerza y resistencia a la fractura de corrosión por estrés. Debido a su alto contenido de cromo, nitrógeno y molibdeno, los aceros dúplex ofrecen una buena resistencia a corrosión local y uniforme. Algunas de sus características es que son magnéticos, no pueden ser endurecidos por tratamientos térmicos, pero ofrecen buena soldabilidad. Los dúplex tienen un contenido de cromo entre 18 y 26% y de níquel de 4.5 a 6.5%. La adición de elementos como nitrógeno, molibdeno, cobre, silicio y tungsteno; agregan ciertas características de resistencia a la corrosión. Algunas de las aplicaciones del acero inoxidable dúplex se da en equipo

para manejo de petróleo y gas, tecnología con aplicaciones en el mar, plantas de desalinizadoras, industrias químicas, especialmente en aplicaciones de cloruros; limpieza de tanques de gas de combustión, paredes contra fuego, puentes o tanques de almacenamiento.

Aceros inoxidables endurecidos por precipitación

Esta familia ofrece una alternativa a los aceros inoxidables austeníticos, cuando se desea asociar elevadas características mecánicas y de maquinabilidad. Son aleaciones hierro-cromo-níquel que se caracterizan por la resistencia mecánica obtenida a partir del endurecimiento por tratamiento térmico de envejecimiento. Los aceros endurecibles por precipitación están patentados, por lo que frecuentemente se les designa con las siglas de la empresa productora.

Con mucho futuro El uso de aceros inoxidables y súper inoxidables, se está expandiendo en una variedad cada vez más amplia de mercados; por ejemplo, en las centrales eléctricas donde están instalando

revestimientos de pilas de acero inoxidable; en intercambiadores de calor secundarios para hornos domésticos de alta eficiencia, en tuberías de agua de servicio en centrales nucleares, tanques y sistemas de extinción de incendios para plataformas de perforación en el mar, o en tuberías flexibles para sistemas de distribución de petróleo y gas. Con mejoras en la tecnología de procesos, se están desarrollando aceros inoxidables superausteníticos (con contenido de nitrógeno de hasta 0,5 por ciento). También nuevas composiciones se están desarrollando: aleaciones ferríticas de hierro-base que contienen 8 y 12 por ciento de cromo, para aplicaciones magnéticas y acero inoxidable austenítico, con un contenido de azufre extra bajo, para piezas utilizadas en la fabricación de semiconductores y en productos farmacéuticos. Sin duda, el futuro de los aceros inoxidables será muy interesante, de la mano de todas las tecnologías que permitan su adecuado uso y procesamiento en la industria.

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SOLDADURA DE ACERO INOXIDABLE

La soldadura de acero inoxidable varía notablemente respecto a la soldadura que pueda practicarse en piezas de acero ordinario. Aspectos como el punto de fusión, la velocidad de conductividad térmica, el coeficiente de expansión térmica, así como la resistencia eléctrica del material; modificarán el comportamiento de la soldadura en determinado proceso.

ara lograr los mejores resultados de un proceso de soldeo, es importante analizar las características propias del material a unir, el proceso seleccionado, los parámetros del equipo y los consumibles a utilizar. Debido a que el punto de fusión de los aceros inoxidables es más bajo, se requiere de menos calor para llegar a este punto; por ejemplo el acero inoxidable tipo 304 requiere menos calor para producir la fusión, lo cual significa una soldadura más rápida para el mismo calor aportado por la fuente de soldeo; o bien, requiere emplear menos calor para la misma velocidad de soldeo. La resistencia eléctrica de los aceros inoxidables es mucho mayor que la del acero al carbono, por lo tan-

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to, los procesos de soldadura requieren menor intensidad de corriente. Esto tiene especial relevancia en los métodos de soldeo por resistencia eléctrica. El coeficiente de dilatación térmica para los tipos austeníticos es 50% mayor que el del acero al carbono y esto debe ser considerado para minimizar la distorsión. La baja conductividad térmica y eléctrica del acero inoxidable austenítico es generalmente útil en la soldadura. Se requiere menos calor de soldadura para hacer una soldadura porque el calor no se aleja de una junta tan rápidamente como en acero al carbono. En la soldadura por resistencia, se puede usar una corriente más baja porque la resistividad es mayor.

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Como mencionamos antes, las implicaciones de una baja velocidad de conductividad térmica, la podemos ejemplificar con el acero inoxidable 304 que conduce el calor mucho más lentamente que los aceros al carbono, lo cual producirá gradientes de temperatura más pronunciados, provocando una mayor deformación en la pieza soldada. También una menor velocidad de la conductividad térmica, significará una difusión más lenta del calor a través del metal de base, provocando que la zona soldada permanecerá caliente por más tiempo, originándose así un mayor riesgo de producirse fenómenos como la precipitación de carburos de cromo, lo que puede reducir la resistencia a la corrosión del acero.

Procedimientos de soldadura Los aceros inoxidables se pueden soldar utilizando la mayoría de los procesos de soldadura, teniendo que los más usuales son la soldadura manual con electrodo revestido (SMAW), el procedimiento TIG y el procedimiento MIG. Sin embargo, existen otros procesos que pueden ofrecer otras ventajas respecto a los anteriores, sobre todo cuando se trata de altas producciones o manufacturas especiales. Por ejemplo, el proceso de soldeo por arco con electrodo tubular, ha tenido gran avance en los últimos años, produciendo una soldadura de mucha calidad en los aceros inoxidables y de mayor eficiencia que los procedimientos con electrodo revestido. En otras ocasiones, cuando los espesores de las piezas a soldar sobrepasan los 6 mm, o bien para soldadura en solapa; el procedimiento de soldadura por arco sumergido resulta el más rentable y de mejor aplicación.

SMAW La soldadura por arco eléctrico con electrodo recubierto (SMAW), es un

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proceso que actúa entre un electrodo recubierto y el metal que se va a unir. Usualmente, el núcleo del electrodo es alambre sólido de acero inoxidable. Es el más utilizado debido a su flexibilidad, facilidad de uso y sencillez de equipo, además de su bajo costo.

GMAW En la soldadura por arco eléctrico con alambre continuo y protección gaseosa GMAW o MIG, también conocida comercialmente con el nombre de micro-almabre, el arco para soldar se produce mediante un arco eléctrico entre el electrodo consumible, que se alimenta automáticamen-

te en forma de alambre desnudo, y la pieza. Para soldar aceros inoxidables se utiliza una mezcla de 75% de argón y 25% de dióxido de carbono.

FCAW El proceso FCAW (Flux Cored Arc Welding) Alambre Tubular Relleno de Fundente, es un proceso de soldadura de arco eléctrico que utiliza el arco formado entre un electrodo alimentado continuamente, que es el metal de aporte, y el charco de soldadura. El proceso emplea gas (que proviene de ciertos componentes del fundente que está contenido dentro del alambre tubular) para proteger el metal líquido cuando el arco está

La resistencia eléctrica de los aceros inoxidables es mucho mayor que la del acero al carbono, por lo tanto, los procesos de soldadura requieren menor intensidad de corriente. la soldadura se logra por el calor de un arco establecido entre un electrodo no consumible de tungsteno, y la pieza de trabajo. El electrodo, el arco y la zona cercana al charco de metal líquido, son protegidos por una pantalla de gas inerte. El electrodo no se consume en metal líquido, y muchas veces es necesario agregar o aportar metal de relleno. Produce una soldadura excepcionalmente limpia, ya que no genera escoria.

SOLDADURA DE INOXIDABLES

La soldadura FCAW es un proceso utilizado ampliamente en la fabricación en taller, montaje y construcción de campo, así como para reparaciones. Se emplea para construir recipientes a presión, barcos, estructuras y líneas de tubería.

el charco de fusión. El arco y el metal fundido se protegen por medio de una capa de fundente granular sobre la unión que se va a soldar. Esta soldadura está limitada a la posición plana, sin embargo, con algunos cuidados se pueden hacer soldaduras de filete en posición horizontal. En los aceros inoxidables es aplicable, donde el alto calor aportado y la solidificación lenta, resultan ser tolerables.

SAW

GTAW

La soldadura por arco eléctrico sumergido SAW, es un proceso con arco eléctrico entre uno o varios electrodos consumibles continuos y

La soldadura por arco eléctrico con electrodo de tungsteno y protección gaseosa (GTAW o también conocido como TIG), es un proceso en el que

encendido; con o sin protección adicional proveniente de un gas suministrado externamente, y sin la aplicación de presión.

Independientemente del proceso de soldadura seleccionado, las superficies de las juntas y cualquier metal de aportación deben estar muy limpios. Existen cinco tipos de aceros inoxidables, dependiendo de las otras adiciones de aleación presentes, que van desde totalmente austenítico, hasta totalmente ferrítico. La mayoría de los aceros inoxidables se considera que tienen una buena soldabilidad. A continuación presentamos fragmentos destacados de la Guía de Soldadura para Acero inoxidable, de la empresa Lincoln Electric; guía elaborada por Damian Kotecki y Frank Armao, donde establecen una descripción de las propiedades físicas y mecánicas, para una variedad de aceros inoxidables comerciales:

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Los aceros inoxidables se pueden soldar utilizando la mayoría de los procesos de soldadura, teniendo que los más usuales son la soldadura manual con electrodo revestido (SMAW), el procedimiento TIG y el procedimiento MIG. Tipos De Aceros Inoxidables Los aceros inoxidables austeníticos incluyen las series 200 y 300, de las cuales el tipo 304 es el más común. Las adiciones de aleación primaria son cromo y níquel. Los aceros inoxidables ferríticos son aleaciones Fe-Cr no endurecibles. Los tipos 405, 409, 430, 422 y 446 son representativos de este grupo. Los aceros inoxidables martensíticos son similares en composición al grupo ferrítico, pero contienen carbono más alto y cromo inferior para permitir el endurecimiento por tratamiento térmico. Los tipos 403, 410, 416 y 420 son representativos de este grupo. Los aceros inoxidables dúplex se suministran con una microestructura de cantidades aproximadamente iguales de ferrita y austenita. Contienen aproximadamente 24% de cromo y 5% de níquel. Su sistema de numeración no está incluido en los grupos

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200, 300 o 400. Los aceros inoxidables endurecibles por precipitación contienen adiciones de aleación tales como aluminio que les permiten ser endurecidos por una solución y tratamiento térmico de envejecimiento. Además se clasifican en subgrupos como martensíticos, semiausteníticos.

Aceros inoxidables ferríticos Los aceros inoxidables ferríticos contienen de 10.5 a 30% de Cr y hasta 0.20% de C, a veces promotores de ferrita como Al, Nb (Cb), Ti y Mo. Son ferríticos a todas las temperaturas, no se transforman en austenita y, por tanto, no son endurecibles por tratamiento térmico. Este grupo incluye los tipos más comunes: 405, 409, 430, 442 y 446. Se caracterizan por el crecimiento de grano de soldadura y una ZAC (zona afectada por el calor) que puede resultar en baja tenacidad de las soldaduras. Para soldar los aceros inoxidables ferríticos, se deben usar metales de aportación que coincidan, o excedan el nivel de Cr de la aleación de base. El tipo 409 está disponible como alambre de metal y el tipo 430 está disponible en todas las formas. Los tipos austeníticos 309 y 312 pueden usarse para articulaciones disímiles. Para minimizar el crecimiento del grano, se debe minimizar la entrada de calor de la soldadura, el precalentamiento debe limitarse a 149-232 °C

y usarse sólo para los aceros inoxidables ferríticos de alto carbono.

Aceros inoxidables martensíticos

Los aceros inoxidables martensíticos contienen de 11 a 18% de Cr, hasta 1.20% de C y pequeñas cantidades de Mn y Ni y, a veces, de Mo. Estos aceros se transformarán en austenita por calentamiento y, por lo tanto, pueden endurecerse por formación de martensita al enfriar . Este grupo incluye los tipos 403, 410, 414, 416, 420, 422, 431 y 440. Tienen una tendencia a la fisuración por soldadura al enfriarse cuando se forma martensita frágil dura. El contenido de cromo y carbono del metal de aportación debe coincidir generalmente con estos elementos en el metal base. El relleno de tipo 410 está disponible como electrodo cubierto, alambre macizo y alambre de núcleo y se puede utilizar para soldar los tipos 402, 410, 414 y 420 aceros. También se puede utilizar metal de relleno tipo 410 NiMo. Los metales de austenización 308, 309 y 310, pueden usarse para soldar los aceros martensíticos, así como otros aceros donde se requiere una buena tenacidad. Para la mayoría de los aceros inoxidables martensíticos, se recomienda la temperatura de precalentamiento y de paso en el rango de 204 a 316 ° C. Los aceros con más del 0.20% de C suelen requerir un tratamiento térmi-

co posterior a la soldadura para ablandar y endurecer la soldadura.

Acero inoxidable austenítico Los aceros inoxidables austeníticos contienen 16-26% de Cr, 8-24% de Ni + Mn, hasta 0.40% de C, así como pequeñas cantidades de otros elementos como Mo, Ti, Nb (Cb) y Ta. El equilibrio entre el Cr y Ni + Mn se ajusta normalmente para proporcionar una microestructura de 90-100% de austenita. Estas aleaciones se caracterizan por su buena resistencia y alta tenacidad, en un amplio rango de temperaturas y resistencia a la oxidación a más de 538 ° C. Este grupo incluye los tipos 302, 304, 310, 316, 321 y 347. Los metales de relleno para estas aleaciones deben coincidir generalmente con el metal base, pero para la mayor parte de las aleaciones, proporcionan una microestructura con algo de ferrita para evitar el craqueo en caliente. Para ello, el Tipo 308 se utiliza para los tipos 302 y 304 y el tipo 347 para el tipo 321. Los demás deben soldarse con relleno correspondiente. El tipo 347 también se puede soldar con relleno tipo 308H. Estos materiales de relleno están disponibles como electrodos recubiertos, alambre desnudo sólido y alambre de núcleo. El tipo 321 está disponible en forma limitada como alambre macizo y sin núcleo. Dos problemas están asociados con las soldaduras en los aceros inoxidables austeníticos: 1) sensibilización de la zona afectada por el calor de soldadura, y 2) craqueo en caliente del metal de soldadura.

Acero inoxidable duplex Los aceros inoxidables austenítico-ferríticos, normalmente denominados aceros dúplex, combinan muchas de las propiedades de los aceros austeníticos y de los aceros ferríticos. Los aceros inoxidables dúplex se solidifican como ferrita al 100%, pero aproximadamente la mitad de la ferrita se transforma en austenita durante el enfriamiento a temperaturas superiores a 1040°C. Este comporta-

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para controlar la entrada de calor y dominar el proceso de la soldadura TIG en acero inoxidable.

miento se logra aumentando Cr y disminuyendo Ni, en comparación con grados austeníticos. El nitrógeno se añade deliberadamente para acelerar la velocidad de formación de austenita durante el enfriamiento. Los aceros inoxidables dúplex son ferromagnéticos. Combinan una resistencia más alta que los aceros inoxidables austeníticos, con propiedades de fabricación similares a los austeníticos y con resistencia a la corrosión por estrés por cloruro, de los aceros inoxidables ferríticos. Para soldar los aceros dúplex es posible utilizar los métodos convencionales de soldadura como SMAW, MIG/ MAG, TIG, SAW, FCAW, plasma y láser. Sólo se puede soldar sin metal de aportación, cuando un tratamiento térmico posterior sea posible (tratamiento térmico de disolución). Si no se efectúa el tratamiento térmico, hay un gran riesgo de que el contenido de ferrita en el metal de aportación, sea demasiado elevado. En consecuencia, la ductilidad y la resistencia a la corrosión serán más bajas. La elección del método de soldadura normalmente está determinada por las propiedades requeridas, la posición de soldadura y la productividad.

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Consejos para evitar deformaciones

Cuando esté soldando acero inoxidable, debe aplicar calor en un bajo nivel, la mayoría de la ocasiones el acero inoxidable se encuentra en hojas muy delgadas por lo que si no se aplica el calor en una baja intensidad para soldarlo, puede deformar la chapa. Comience con ajustes en baja temperatura y luego agregue calor lentamente. Ser capaz de soldar acero inoxidable es una gran habilidad para cualquier soldador, ya que algunos trabajos están diseñados sólo para soldadores capaces de soldar piezas, de distinta ubicación , groso y forma, de acero inoxidable. Tan sólo cinco amperios pueden hacer la diferencia entre la soldadura perfecta y una pieza azulada o quemada. Soldadura de acero inoxidable a través del proceso TIG puede ser difícil porque este acero es muy bueno en la retención de calor, lo que puede conducir a problemas como deformación, fragilización y óxido. A continuación algunos consejos prácticos

El ajuste apropiado asegura que solamente se use la cantidad requerida de metal de relleno. No se puede agregar metal de aportación sin agregar calor. Cuanto más gruesa sea la varilla o alambre, más calor se necesita para fundirla. Por lo tanto, el diámetro del metal de aportación debe ser más delgado que el metal base. Para asegurar la integridad de la soldadura, el metal de aportación y el material base deben ser químicamente compatibles y poseer propiedades mecánicas similares. Seleccionar el tamaño correcto depende de variables como polaridad, amperaje, tamaño de la junta y grosor del metal base. Si el electrodo tiene un ahusamiento de más de 2.5 veces su diámetro, el arco puede desprenderse. Esto se traduce en una menor penetración y una zona más afectada por el calor. Un control de pie permite controlar con mayor precisión el amperaje y no interfiere con la mano de la antorcha. Hay diferentes diseños, así que asegúrese de seleccionar el que funciona mejor para usted. Comience con un amperaje bajo y deje que el charco se forme. A continuación, tire dos o tres amperios y agregue el relleno. El charco de soldadura debe ser del grosor del metal base. Si el charco crece demasiado, utilice el control de los dedos o del pedal, para reducir la entrada de calor. Puede eliminar los cráteres aliviando la corriente al final de la soldadura, y agregando un metal de relleno hasta que el charco se solidifique. Mantenga el gas fluyendo y dirigido hacia el charco hasta que el color naranja se desvanezca. El post-flujo también enfría el charco y el electrodo. No mueva la antorcha demasiado rápido.

Tan sรณlo cinco amperios pueden hacer la diferencia entre la soldadura perfecta y una pieza azulada o quemada.

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REMOCIÓN DE CROMO De aguas residuales

Como es sabido, en galvanoplastía los procedimientos superficiales se basan en procesos de deposición electrolítica de metales, para lo cual se hace uso de baños o electrolitos de diferente composición. Estos procesos generan efluentes, principalmente inorgánicos; que por sus características de toxicidad, resultan nocivos para el humano y su entorno, principalmente por la presencia de metales pesados.

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características de toxicidad resultan nocivos para el hombre y su entorno, principalmente por la presencia de metales pesados como el níquel. Los metales presentes en los efluentes, no se degradan naturalmente, es por ello que las aguas residuales industriales, han sido una constante preocupación de los industriales y de las autoridades responsables de supervisar la actividad industrial.

AGUAS CON EL PROCESO Entre cada operación de galavanotécnia se tienen tanques con agua para lavar las piezas, con lo que se evita contaminar la solución de la siguiente etapa; las aguas de enjuague son reemplazadas periódicamente, y en razón de que contienen metales pesados, ácidos, álcalis y otras sustancias peligrosas; deben ser tratadas, antes de ser vertidas al sistema de drenaje público. Los efluentes líquidos pueden ser de dos tipos: por un lado, aparecen cargas contaminantes altas, en volúmenes relativamente pequeños, de los efluentes generados en los baños de proceso; y por otro, efluentes con cargas contaminantes diluidas, en grandes volúmenes de agua, de los efluentes procedentes de los enjuagues o lavados.

a mayoría de los procesos industriales de recubrimientos, se realizan por inmersión en un baño electrolítico, de manera que los iones metálicos presentes en las soluciones ácidas, alcalinas o neutras; se reducen en las piezas a recubrir. Las propiedades

específicas de los recubrimientos dependen de los componentes del electrolito utilizado en cada caso, por lo que se pueden aplicar recubrimientos de cromo, cobre, zinc, níquel, cadmio, plomo, plata, estaño u oro; así como de diversas aleaciones. Estos procesos generan efluentes, principalmente inorgánicos, que por sus

Los tipos de vertimiento que se pueden dar en una instalación son: vertidos discontinuos diluidos, procedentes de sumergir las piezas en cubas de agua estanca con el fin de diluir al máximo la película de baño que las piezas llevan adherida en todo momento. Los vertidos discontinuos concentrados, que son los procedentes de los baños de desengrases, neutralizados y pasivados agotados. Se dice que un baño se agota, cuando deja de ejercer la función para la cual se preparó. En el caso de los baños de desengrase, esto ocurre fun-

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de una muestra instantánea en todo momento. Puede ser a través de una muestra simple, o una muestra compuesta; que es la que resulta de mezclar varias muestras simples. Entre los metales que se pueden eliminar, se encuentran los metales pesados y/o los solubles, como el plomo, el cobre, el cromo, el hierro, el manganeso, el mercurio, el níquel y el zinc.

El cromo presente Foto: Kovofinis

en efluentes

damentalmente por acumulación de aceites libres y emulsionados; en el caso de los baños ácidos de pasivado y neutralizado, ocurre por acumulación de metal disuelto, así como de sus sales. También están los vertidos continuos que se generan en el proceso, ya que utiliza una entrada constante de agua limpia a los enjuagues corrientes durante la jornada de trabajo. Ésta es la mayor fuente de consumo de agua en una empresa de recubrimiento metálico

NORMATIVIDAD Es obligación de los industriales implementar programas para tratamiento de aguas residuales, para que los operadores en las instalaciones puedan reducir los metales pesados en los flujos de residuos, y poder de esta forma garantizar el cumplimiento de las normas vigentes al respecto. En México, la Norma Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT-2005, establece las características, el procedimiento de identificación, clasificación y los listados

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La norma define los valores, rangos y concentraciones de los parámetros que deben cumplir los responsables de la descarga, en función del análisis de una muestra compuesta de las aguas residuales. de los residuos peligrosos. Mientras que la Norma Oficial Mexicana NOM-066-ECOL-1994, establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores, provenientes de la industria de la galvanoplastia. La norma define los valores, rangos y concentraciones de los parámetros que deben cumplir los responsables de la descarga, en función del análisis de una muestra compuesta de las aguas residuales, provenientes de esta industria; se puede establecer de una muestra promedio diaria, o bien

El cromo es uno de los elementos que pueden encontrarse en las aguas residuales procedentes de una gran variedad de procesos industriales, como es el caso del cromado duro. Su toxicidad depende del estado de oxidación y concentración en que se encuentra, siendo de especial importancia la eliminación de cromo hexavalente presente en los sistemas acuosos, por su reconocido carácter cancerígeno.

Trivalente o Hexavalente En los sistemas acuosos, el cromo se encuentra principalmente en estado de oxidación (+3) y/o (+6). El cromo trivalente o Cromo III es un elemento esencial potencialmente requerido en cantidades traza, para el metabolismo de los mamíferos; ya que interviene en el metabolismo de la glucosa, el colesterol y los ácidos grasos, aunque la exposición a altas concentraciones del mismo puede ser sumamente tóxica. El Cromo VI o cromo hexavalente, es la forma química más tóxica, de manera que el Cromo VI y sus compuestos están clasificados por la International Agency for Research on Cancer, en el grupo I (carcinógenos confirmados en humanos), ya que existen suficientes evidencias como para relacionar la exposición a cro-

mo hexavalente, con el desarrollo de cáncer de pulmón.

Precipitación de metales

Foto: Envibat

El principio de la precipitación de metales como proceso de separación, se basa en los diferentes grados de solubilidad de los mismos, en función de pH de la solución. Así, la mayoría de los metales pesados son solubles en medios ácidos y precipitan en medios alcalinos. El zinc, aluminio, estaño y cromo VI, pueden disolverse nuevamente, a un pH muy elevado en función del álcali empleado.

Debido a la mayor estabilidad de Cromo III, frente a la gran movilidad de Cromo VI en los sistemas acuosos, el tratamiento fisicoquímico utilizado más frecuentemente para el tratamiento de efluentes contaminados con Cromo VI, consta de dos etapas: en la primera, el Cromo VI es reducido a Cromo III, mediante el empleo de agentes químicos como FeSO4, FeCl2, NaHSO3 o SO2. En una segunda etapa; el Cromo III formado, es precipitado como Cr(OH)3 o Cr2O3 a pH 8, siendo en ocasiones necesaria la adición en este paso, de algún agente coagulante/floculante, para favorecer la precipitación del Cromo III. Una de las principales desventajas de esta técnica, sin embargo, es que los agentes reductores utilizados son tóxicos. Para facilitar y acelerar la decantación, se utilizan sobre todo en plantas de tratamiento en continuo, floculantes que reducen las fuerzas de repulsión eléctrica entre las partículas y facilitan su floculación. Para

Foto: Kovofinis

Por lo general, se intenta gestionar de modo óptimo la alcalinidad y acidez, tanto de las aguas residuales, como de los concentrados para reducir al mínimo los costos de neutralización.

acelerar aún más la decantación se adicionan a veces poli-electrolitos o coagulantes orgánicos, que faciliten la concentración de los flóculos. En la última década se han mejorado los procesos de galvanotecnía y electrodeposición, poniendo especial atención a la tecnología más optimizada; es decir, con menores arrastres, ma-

yores tiempos de vida de los baños y mayor calidad de electrolitos y del recubrimiento. La reducción de los arrastres conlleva una menor purga de impurezas y contaminantes de los baños, por lo que éstos requieren medidas más estrictas de mantenimiento y limpieza, para garantizar una larga vida de los mismos.

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EQUIPOS INDUSTRIALES

CAMPANAS EXTRACTORAS SOLUCIÓN PR ÁC TIC A

LAS PARTÍCULAS SUSPENDIDAS, HUMOS DE SOLDADURA, ASÍ COMO LOS RESTOS DE METAL FUNDIDO, SE DEBEN TRATAR CON EFICIENCIA A TRAVÉS DE SISTEMAS DE EXTRACCIÓN Y FILTRADO.

omo bien dice el dicho: siempre será mejor prevenir que lamentar. Adelantarnos a los problemas, plateando soluciones oportunas y efectivas, será más eficiente y mucho más sano y productivo para todos, que esperar a que surjan los problemas y entonces atenderlos con carácter de emergencia. Para mantener un control eficiente, en apego a las normas de salud laboral dentro del ambiente industrial; en particular del que se genera en los procesos de la soldadura, el primer requisito para la creación de aire limpio en el entorno de trabajo, es asegurarse de que se aplica el mejor proceso de soldadura disponible para su aplicación; utilizar equipos y máquinas de soldar con el adecuado mantenimiento y calibradas, así como dotar de la correcta capacitación al personal técnico para usar los equipos, ejercer el proceso de forma correcta, aplicando una limpieza suficiente a los mate-

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riales para evitar humos en exceso, y hacer uso adecuado de los equipos de protección personal. Con la extracción de humos en el mismo origen se protege al soldador y se evita que la acumulación de humos de soldadura se disperse por todo taller. Los métodos de absorción en el origen estarán preferiblemente integrados en el puesto de trabajo, como las mesas de aspiración descendente, que son una combinación de banco de trabajo y extractor de humos. Otros métodos son los brazos de extracción, que se pueden colocar fácilmente cerca del foco contaminante o de las antorchas de soldar.

CAMPANAS DE EXTRACCIÓN Cuando esta primer medida no es suficiente se debe considerar el confinamiento de la zona a través de campanas de extracción y lamas de

protección. Las lamas de protección de soldadura se utilizan para aislar una zona de trabajo y proteger al personal que trabaja en las proximidades. Seleccionar un modelo adecuadamente es fundamental, por ejemplo un diseño modular permite adaptar el tamaño de la campana extractora al espacio en cuestión. Las campanas extractoras tradicionales con frecuencia son voluminosas y difíciles de transportar y manipular dentro de una fábrica. Se puede colocar con columnas al suelo o colgarse del techo; cualquiera de estas opciones le permite instalar fácilmente la campana en una zona de trabajo concreta. Es importante considerar los accesorios de iluminación de la campana extractora, con filtros que pueden brindar una luz en transparente, amarillo-naranja (transparente), naranja-rojo (semitransparente), verde opaco, entre otros. Dependiendo de las necesidades, la altura de los soportes de las cortinas pueden ir de 2 a 3.5 metros de altura.

Sin embargo, y siendo realistas, no es suficiente todo lo anterior para garantizar la seguridad de los operadores, por lo que debemos tomar medidas adicionales como reducir las áreas de riesgo a la zona más pequeña que sea posible. En ocasiones, la absorción en el origen y las campanas de soldadura pueden ser insuficientes para ofrecer una solución total al ambiente industrial, en estos casos, se deberá complementar todo lo anterior con un método de limpieza y ventilación del aire en general. Se recomiendan brazos articulados de extracción, que se pueden combinar con extensiones de brazo y rieles auto aspirantes, para cubrir longitudes ilimitadas. Sistema de filtro de cartuchos auto-limpiables, por aire comprimido modular, que se puede adaptar a las necesidades actuales y ampliarse al crecimiento futuro de la operación. También se pueden instalar ventiladores que cubren la mayoría de los requisitos habituales en este tipo de instalaciones. Por supuesto una excelente alternativa es automatizar procesos e instalar sistemas robotizados para sacar al ser humano de estas zonas de riesgo. Todos estos sistemas los iremos tratando con detalle en futuras entregas.

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ARTร CULO

COLD METAL TRANSFER (CMT) La nueva revoluciรณn en soldadura digital GMAW Por: Fronius

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Tres letras: CMT, una nueva tecnología, innumerables beneficios. En el contexto de la soldadura, decir “frío” es un término muy relativo, por supuesto. Sin embargo, el hecho es que, en este nuevo proceso, las piezas de trabajo a unir - y sobre todo sus zonas de soldadura - permanecen considerablemente “más frías”, de lo que harían en la soldadura GMAW convencional.

U Foto: atomitechnology.com

na entrada térmica reducida, conduce a ventajas tales como baja distorsión y mayor precisión. Sin embargo, esto es sólo una de las características distintivas de esta nueva tecnología GMAW para aplicaciones automatizadas y asistidas por robot. Los otros beneficios importantes para los usuarios incluyen mayor calidad de las juntas soldadas, ausencia de salpicaduras, capacidad de soldar chapa de calibre ligero de 0,3 mm y facilidad para unir chapas galvanizadas y acero a aluminio. Por “calidad superior”, se entiende mayor uniformidad y reproducibilidad, y por lo tanto, menos rechazos. Así como para la soldadura, la nueva tecnología es también conveniente para el uso con procesos de la soldadura fuerte. En el momento en que el CMT estaba listo para la producción industrial en serie, Fronius ya había invertido cinco años de trabajo en el desarrollo, y los recursos correspondientes, en dicho proceso.

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ARTÍCULO

Hay tres criterios destacables que diferencian el proceso de CMT, del proceso de arco de transferencia por inmersión común: los movimientos de alambre se incorporan en el control de proceso; la entrada térmica es disminuida, y la transferencia de metal tiene lugar sin salpicaduras. EL PROCESO CMT El proceso CMT se basa en el arco de transferencia por inmersión, o más bien en una discontinuidad deliberada y sistemática de este arco. El resultado es una especie de secuencia: “caliente-fría-caliente-fría”, intermitentemente. Este proceso “frío-caliente” reduce en gran medida la presión del arco. En un arco de transferencia de inmersión normal, el electrodo se deforma al ser sumergido en el charco de soldadura, y se funde abruptamente con una corriente de arco de transferencia de inmersión elevada. En contraste con esto, el proceso CMT se caracteriza por una amplia ventana de proceso, y por la alta estabilidad resultante. Esto es importante cuando, por ejemplo, la antorcha de soldadura se reorienta abruptamente. La principal innovación es que los movimientos del alambre se han integrado en el proceso de soldadura y en el control general del proceso. Cada vez que se produce un corto-

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circuito, el control digital del proceso interrumpe la alimentación y controla la retracción del cable. Este movimiento hacia delante y hacia atrás, tiene lugar a una frecuencia de hasta setenta veces por segundo (70 Hz). El movimiento de retracción del alambre ayuda al desprendimiento de gotas durante el cortocircuito.

dinados: el movimiento hacia adelante y atrás del cable; y el cortocircuito controlado. Aplicaciones que hasta ahora eran imposibles, o sólo posibles con gran dificultad, ahora pueden convertirse en una práctica común.

Al garantizar una transferencia de metal prácticamente libre de corriente, el proceso CMT reduce en gran medida la cantidad de calor generado. Además, la interrupción controlada del cortocircuito conduce a una baja corriente de cortocircuito. Debido a la interrupción en la fuente de alimentación, el arco sólo introduce calor en los materiales a unir durante un tiempo muy corto durante el período de arco eléctrico.

APLICACIONES Y POTENCIAL

Cabe destacar que después de su extensa experiencia en pruebas con el proceso CMT, Fronius ha optado por referirse a la “transferencia de metales sin salpicaduras” de CMT. Este es el resultado de los dos efectos coor-

La tecnología CMT establece algunos nuevos estándares en el campo de la ingeniería de soldadura. De hecho, la combinación de movimientos de cables integrados, reducción de la entrada térmica y la ausencia de salpicaduras, significa que la soldadura y la soldadura fuerte, ahora pueden ser utilizadas para ciertas aplicaciones que solían estar “fuera de los límites”, además de ofrecer beneficios tales como, mayor productividad, menor costo de rechazos y mecanizado post-soldadura. Estas ventajas se complementan con la alta capacidad de puenteo de los huecos, que

conduce a una mejor manejabilidad de los procesos automatizados, y son subrayados por el aspecto impecable de la soldadura de unión. Son especialmente dignos de mención varios campos de aplicación: Las chapas de calibre ligero pueden incluso ser soldadas a tope desde un espesor de tan sólo 0,3 mm. Las láminas de aluminio pueden ser soldadas ahora sin necesidad de herramientas para sujeción, o sujeción para evitar la caída o el quemado. En el pasado, las juntas de aluminio a acero sólo han sido posibles utilizando soldadura láser, y con mayores limitaciones, en ello. La tecnología CMT ha logrado otro de sus objetivos de desarrollo aquí; tanto la unión metalúrgica como la apariencia de la costura son 100% convincentes. En principio, la tecnología CMT ofrece una alternativa a todos los procesos GMAW automatizados, o asistidos por robot para unir láminas delgadas. Esto también es cierto con respecto a los metales de base y de aporte usados. El desarrollo de otros productos innovadores implementados por Fronius en este sector, como por ejemplo la soldadura de magnesio, permitirá ampliar su margen de utilización.

EL SISTEMA DE SOLDADURA CMT Fronius ha desarrollado algunos nuevos componentes del sistema para este proceso innovador, todo basado en la familia de máquinas digitales de la empresa. La alimentación de alambre, por ejemplo, se caracteriza por soluciones novedosas: Para empezar, hay dos cables separados de control digital, el primero de los cuales mueve el cable hacia ade-

lante y hacia atrás, hasta setenta veces por segundo; mientras que el trasero empuja el cable por detrás. Con el fin de desacoplar las dos unidades entre sí, hay un búfer de alambre colocado entre ellas. Este proceso logra mover el alambre sin aplicarle prácticamente ninguna fuerza. El sistema CMT en su conjunto comprende los componentes que se exponen a continuación.

Fuente de alimentación Las máquinas de la serie TPS 3200/4000/5000 CMT, con 320/400/500 A de potencia, respectivamente, tienen las mismas características básicas que las fuentes de alimentación de convertidor totalmente digitalizadas y controladas por microprocesador de los sistemas TPS correspondientes. Además de ser adecuados para todos los procesos de soldadura, también incorporan el paquete funcional especial para el proceso CMT.

Control remoto La unidad de control remoto RCU 5000i tiene una pantalla de texto completo y supervisión de datos de soldadura con la función Q-Master. Esta unidad de control remoto destaca por su estructura de menú sistemática, por contar con guías para el usuario fáciles de seguir y las características de administración de usuario.

gitalmente, en forma analógica o vía bus de campo.

Alimentador de alambre El VR 7000 CMT controlado digitalmente garantiza una alimentación de alambre suave de todos los tipos comunes de wirepack.

Soplete de soldadura de robot La característica especial de la unidad compacta Robacta Drive CMT es el servo motor AC de control digital, sin engranajes y altamente dinámico. Esto asegura una alimentación de alambre de precisión en ambas direcciones y una presión de contacto constante.

Buffer de cable Situado entre el alimentador de hilo y la unidad CMT de Robacta, el búfer de alambre “desacopla” sus dos hilos de transmisión entre sí y proporciona una capacidad de almacenamiento adicional para el hilo. Lo ideal sería montarlo en el equilibrador o en el tercer eje del robot.

Unidad de enfriamiento El enfriamiento óptimo de la antorcha de soldadura robótica está garantizado por la unidad de enfriamiento FK 4000 R refrigerada por agua, robusta y fiable.

Interfaz de robot La interfaz del robot es adecuada para todos los robots habituales, independientemente de si se tratan di-

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REPORTAJE

Perspectivas de la Industria del Acero L a opinión de líderes de la industr ia Desde vehículos automotores para transportar carga y pasajeros, puentes y rascacielos que son parte cotidiana del horizonte de las grandes urbes; hasta las turbinas eólicas que generan energía, la industria del acero ha contribuido a darle forma al mundo actual.

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l 98% del mineral de hierro extraído en el mundo se transforma en acero, a través de procesos muy diversos y complementarios, todo para desarrollar los productos, servicios, infraestructura y métodos de transporte que usamos todos los días. Pero no siempre fue así, antes de la revolución industrial, el acero era un material caro que se producía a una escala muy re-

ducida, sólo para fabricar armas. Los componentes estructurales de máquinas, puentes y edificios eran de hierro forjado o fundiciones. El primer paso para lograr la producción masiva del arrabio en acero, lo dio el británico Henry Bessemer en 1856, quien lo logró a través de un proceso de refinado del arrabio, utilizando chorros de aire en un horno, llamado el convertidor Bessemer.

Hoy, los convertidores de arrabio en acero ya no son como los de Bessemer y sus contemporáneos. Los convertidores BOF (basic oxygen furnace) logran la refinación del arrabio empleando la misma idea de Bessemer para eliminar las impurezas y el exceso de carbono por oxidación, además de aprovechar el calor de la oxidación como fuente de energía para la fusión.

Sin lugar a dudas, la industria siderúrgica es una importante plataforma para el desarrollo de notables industrias en la economía global, como la industria de la defensa, el transporte y la ingeniería pesada, la energía y la construcción. Además, la industria siderúrgica está estrechamente relacionada con la industria química y la industria ligera. Esto demuestra que la industria siderúrgica tiene el potencial de contribuir a la compe-

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REPORTAJE

LA INDUSTRIA SIDERÚRGICA ES UNA IMPORTANTE

PLATAFORMA PARA EL DESARROLLO DE NOTABLES INDUSTRIAS EN LA ECONOMÍA GLOBAL

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titividad de los productores nacionales y al crecimiento de la economía nacional. Son muchas las preocupaciones de esta importante industria como el tema ecológico, altos costos de energía, capacidad de extracción de mineral de hierro y carbón, exceso de capacidad instalada a nivel mundial, sobreproducción en determinadas épocas y contracción de la demanda a nivel mundial.

CÓMO HAN CAMBIADO LAS COSAS Según la firma privada de consultoría Deloitte, en los últimos 35 años, la industria siderúrgica ha experimentado cambios significativos. Nos recuerdan que en 1980, la producción mundial del acero era de 716 millones de toneladas, con las siguiente participación: Japón (16%), Estados Unidos (14%), Alemania (6%), China (5%), Italia (4%), Francia y Polonia (3%), Canadá y Brasil (2%).

Según Deloitte la lista de países líderes ha cambiado significativamente, hoy China ocupa el primer lugar, con el 60% de la producción mundial, muy por delante de otros países, que entre los primeros diez, participan entre 2 a 8%: Japón (8%), EE.UU. y la India (6%), Sur Corea y Rusia (5%), Alemania (3%), Turquía, Brasil y Taiwán (2%). Justamente el factor China ha causado grandes complicaciones en los mercados mundiales del acero, generando flujos comerciales de exportación en condiciones desleales, ya que su industria es a menudo estatal, controlada y subvencionada. Para conocer cuál es la situación de la industria mexicana del acero en el contexto internacional, nos hemos dado la oportunidad de buscar a actores destacados de la industria; desde los grandes productores, hasta los usuarios más modestos de este importante metal.

ENTREVISTA En esta ocasión, tuvimos la oportunidad de conversar en entrevista telefónica, con el director de operaciones de Grupo Collado, Gerardo Ahedo, Ingeniero Mecánico por la UNAM y Maestría en MBA, por el IPADE. Ingeniero, agradecemos el tiempo que nos brinda. Antes que nada, por favor, cuéntenos un poco de la trayectoria de Grupo Collado. Grupo Collado es una empresa que se inició hace 60 años como una empresa distribuidora, pero a lo largo de los años ha cambiado su modelo de negocio, por lo que ahora somos una empresa transformadora de acero, con más de 12 plantas de manufactura; procesamos el acero, aplicando más de 60 procesos primarios y secundarios, en todas las plantas del grupo. Somos el intermediario natu-

ral entre el fabricante de acero, que es la industria siderúrgica, los molinos y el usuario del acero, ya sea en placa, lámina o perfil. Nuestro trabajo es agregarle valor al acero, transformándolo. La mayoría de nuestros procesos son en frío, hacemos troquelados, formados, corte plasma, corte láser, embutidos, etcétera. ¿Qué cargo y responsabilidad tiene en su empresa? Soy responsable de la Dirección de Operaciones de Grupo Collado, empresa pública que cotiza en la Bolsa Mexicana de Valores, con una plantilla superior a 2,200 colaboradores. Comercializamos más de 420 mil toneladas de acero al año. El ingeniero Ahedo, con más de treinta años en el sector y 17 en grupo Collado, opina que México, de acuerdo a sus niveles de producción,

no es considerado una potencia en la producción de acero: “México produce aproximadamente 18 millones de toneladas al año, como país, realmente estamos lejos de ser una potencia en acero; China produce 1000 millones de toneladas anuales” “Nosotros nos enfocamos al sector industrial en general, pero en particular al sector automotriz, línea blanca, eléctrico, iluminación, manufactura de mobiliario y construcción, que son grandes consumidores de acero al carbón. En lo referente al sector distribución, Grupo Collado atiende al sector comercial abasteciendo principalmente a cadenas de ferreterías y a los negocios conocidos como Materialistas para el sector construcción. Del total de la venta del Grupo el 80% es con valor agregado y el 20% se destina a apoyar la distribución de diferentes productos de acero.

“Nos dedicamos a los aceros al carbón, los aceros más comerciales. En los aceros al carbón, es justamente el carbón el que determina las propiedades del acero, recordando que el acero es una aleación de hierro y carbón” Ing. Gerardo Ahedo

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REPORTAJE

Chino con precios bajos, por debajo del mercado mundial. Un número importante de países implementaron aranceles como medida correctiva para desalentar las importaciones de acero con precios “dumping”. Grupo Collado destaca como ventajas competitivas la amplia gama de servicios de procesamiento de productos de acero y la capacidad instalada de sus centros de servicio. Todos ellos trabajando con estándares de calidad a nivel internacional, con modernos equipos y nuevas tecnologías, siempre incorporando nuevos procesos para beneficio de sus clientes.

RENEGOCIACIONES EN CURSO ¿Cómo comercializadores de aceros al carbón, cómo perciben el momento actual? México consume arriba de 25 millones de toneladas y produce 18, por lo tanto estamos en una condición deficitaria. Vale la pena recordar que para producir acero hay dos formas de hacerlo: la primera, a través de empresas integradas que parten de minas de hierro y carbón, como Ternium, AHMSA y ArcelorMittal y la segunda, a través de las empresas semi-integradas o recicladoras que parten de la chatarra de acero como base de su producción, también conocidas como “minimills”. En México ya no hay más zonas con reservas probadas en mantos con mineral de hierro y carbón, estamos saturados, ya no hay lugar dónde crecer para tener más producción de acero, también por eso se da la importación intensiva de acero. ¿Cuál es su perspectiva de la producción mundial de acero y el impacto en esto del factor china? La indus-

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tria mundial del acero tiene un problema muy grave, se trata de un exceso de capacidad instalada a nivel mundial, generado por China; de tal forma que China está produciendo entre el 54-55% de toda la demanda mundial. Los tres grandes drivers que empujan el precio de venta del acero hacia arriba, son el consumo de Europa, de China y el consumo de los Estados Unidos. Estas tres demandas han mostrado una notable reducción a partir del 2013, poniendo al mercado en una situación muy lamentable, ya que por el exceso de capacidad instalada de China, el precio del acero se derrumbó del 2012 al 2015. ¿Qué acciones ha tomado la industria respecto a la situación actual? En años recientes, la industria siderúrgica mundial reaccionó ante una caída continua en los precios generada por el exceso de capacidad instalada en el mundo, contracción de la demanda y las importaciones de acero

Mientras se concluye este artículo, dan inicio las renegociaciones de Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN), al respecto las seis asociaciones del acero en Canadá, México y Estados Unidos, instan a sus respectivos gobiernos a asegurar que las negociaciones incluyan principios clave que den lugar a un incremento del consumo de acero en Norteamérica, a un aumento del comercio regional (intra-TLCAN) y eleven su participación de mercado para los productores del TLCAN. El Instituto del Hierro y del Acero de Estados Unidos (AISI), la Asociación de Fabricantes de Acero (SMA), la Asociación de Productores de Acero de Canadá (CSPA), la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero de México (CANACERO), la Industria de Aceros Especiales de Norteamérica (SSINA) y el Comité sobre Importaciones de Productos Tubulares (CPTI), resaltaron las siguientes recomendaciones para modernizar el TLCAN:

■ Reforzar las reglas de origen e incrementar el valor de contenido regional ■ Fomentar la cooperación y la coordinación en acciones para el control del comercio desleal ■ Establecer rigurosas disciplinas monetarias ■ Establecer disciplinas de mercado sobre las empresas estatales ■ Mejorar el funcionamiento y la coordinación de los procedimientos aduaneros y la infraestructura fronteriza. “El TLCAN ha proporcionado beneficios significativos a las industrias siderúrgicas de Estados Unidos, México y Canadá. Esto se ha dado

como resultado el fortalecimiento de las cadenas de valor del sector manufacturero de Norteamérica, especialmente en clientes importantes como lo es la industria automotriz. Ha contribuido a incrementar las exportaciones, inversiones y ha ayudado a que la industria siderúrgica se mantenga globalmente competitiva. Si bien, consideramos al TLCAN como un acuerdo exitoso, después de 23 años, podemos modernizarlo y fortalecerlo” declararon las asociaciones.

¿SABÍAS QUE…? Según INEGI, en México casi la cuarta parte de la producción de la Industria siderúrgica se destina a cubrir la demanda de la propia industria; otra parte importante (21.9%) tiene como destino la edificación residencial y no residencial (inmuebles comerciales y de servicios, naves y plantas industriales); el 11.5% a la fabricación de productos metálicos; y el 11.1% a la fabricación de equipo de transporte.

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“…la industria siderúrgica mundial reaccionó ante una caída continua en los precios, generada por el exceso de capacidad instalada de China”

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ESTRUCTURAS DE ACERO

“Las personas se van a sorprender de lo rápido que cambiará de color el edificio debido al material y para integrarlo a su contexto industrial”. Arq. Fernando Romero

El Museo Soumaya es un diseño del Arquitecto Fernando Romero. Revestido en acero inoxidable.

A pesar de que el aluminio pesa 1/3 menos que el acero, cuenta con un acabado de mayor duración, es de fácil mantenimiento y no se corroe; de no ser anodizado, deja un residuo negro cuando entra en contacto con otras superficies. En cambio, el acero inoxidable tiene mayor peso y es más fuerte que el aluminio, no se decolora, ni oxida. Por lo anterior, se hizo el cambio de aluminio a acero inoxidable, de la superficie del Museo Soumaya en el año 2011.

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