Capsula: Soldadura I Semestre 2017 by Taller de Construccion 3 ARQUIS-UCR

Universidad de Costa Rica Escuela de Arquitectura Taller de Construcción 3

Trabajo individual:

Soldadura

Estudiantes B43665 Melissa Jiménez Villalobos B43381Ana Gabriela Herrera Rodríguez

I Semestre 2017

Índice

1. 2. 3. 4. 5. 6.

¿Qué es soldadura?_________________________________________________________3 ¿Qué se puede soldar? ______________________________________________________3 Seguridad_________________________________________________________________3 Posiciones para soldar_______________________________________________________3 Definiciones_______________________________________________________________ 4 Tipos de soldadura__________________________________________________________5 6.1 MIG/MAG______________________________________________________________ 6 6.2 TIG___________________________________________________________________ 8 6.3 Arco manual con electrodo revestido o recubierto ______________________________ 9 6.4 Soldadura por arco sumergido (SAW)________________________________________11 6.5 Soldadura Oxiacetilénica__________________________________________________12

7. 8. 9.

Técnica: costura y puntos_____________________________________________________13 Problemas más comúnes ____________________________________________________15 Bibliografía ________________________________________________________________19

Soldadura

¿Qué es soldadura?

Es un método de unión entre metales, en donde a través de la fusión de otro material o los mismos a unir, se derriten formando un enlace entre ellos, la cual cuando se enfría se endurece formando una unión fija llamada cordón o costura. 2.

¿Qué se puede soldar?

Se pueden soldar distintos metales como son el aluminio, hierro, acero, acero inoxidable, cobre, titanio, magnesio, entre otros, por lo tanto, es utilizado en construcción e industria. Se puede realizar al aire libre, bajo el agua y en el espacio. 3.

Seguridad

Soldar puede ocasionar quemaduras, descargas eléctricas, humos venenosos y la sobreexposición a la luz ultravioleta, por lo que es necesaria la precaución y cuidado. Es necesario la utilización de guantes de cuero gruesos, manga larga para evitar las chispas, gafas protectoras y máscaras con fotocélula para oscurecer la chispa (fijas o de mano), calzado cerrado, así como mascarilla para soldadura para evitar respirar los diferentes tipos de gases. 4.

Posiciones para soldar

Existe bastante flexibilidad en la forma y posición en la que se desea soldar, como por ejemplo de forma plana, horizontal, vertical y sobrecabeza, ya sea en forma de “filete” o biselada. A continuación se muestran distintos diagramas para ejemplificar:

Posiciones para soldar: Tomadas de http://blog.utp.edu.co/metalografia/10-soldadura-10-1-procesos-de-soldadura/#explosiva

Definiciones

Electrodo: Pueden ser varillas metálicas lisas o recubiertas, así como hilos continuos de cobre, entre otros. Al tener contacto con los materiales a unir, se derrite para ser parte de la unión por medio del calor que genera el proceso de soldadura.

Electrodo recubierto Tomada de https://www.wurth.com.ar/es/tienda/productos-quimicos/sold adura/electrodo-inoxidable-308l-3-25mm.html

Electrodo hilo de cobre Tomadas de http://www.solysol.com.es/productos-y-servicios/procesos-soldadu ra/soldadura-gmaw-mig-mag-y-fcaw/

Arco o cráter: “deformación” que se genera en los materiales a unir por la fusión y el calor en el proceso de soldadura y su tamaño varía según el poder de penetración del electrodo.

Cráter Tomada de http://soldaduratecnologica.blogspot.com/2012/07/la-longitu d-del-arco-si-el-arco-esta.html

Cordón de soldadura: Se forma en la unión entre los metales y el material de aportación del electrodo.

Cordón Tomada de http://www.explicofacil.com/2015/04/como-hacer-cordonesde-soldadura-o-como.html

Escoria: Cáscara que se forma encima del cordón, que al finalizar la soldadura por medio de golpes con un martillo se retira.

Escoria (dentro del cuadro rojo) Tomada de http://www.stcolombia.com/portal/preguntas-tcnicasde-inters-general/35607-soldadura-que-es-como-funci ona.html

Tipos de soldadura

Existe una gran cantidad de tipos de soldadura, los cuales se presentan a continuación: a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. l.

*Soldadura (MIG/MAG): Soldadura por electrodo consumible protegido. *Soldadura TIG: Soldadura por electrodo no consumible. Soldadura por arco plasma: Usada en uniones de alta calidad como en construcciones aeroespaciales, plantas químicas, industriales y petroleras. *Soldadura por arco manual con electrodo revestido *Soldadura por arco sumergido Soldadura por electrogas: soldar chapas con espesores desde 12 mm y tanques de gran tamaño *Soldadura oxiacetilénica: Soldadura a gas Soldadura por rayos láser: Bastante costoso. Utilizado para altas producciones y es tan fuerte que puede soldar oro. Soldadura con rayo de electrones: Suelda hasta 65 mm de espesor y se utiliza en la industria aeroespacial, automotriz, engranes, compresores, sierras y tanques blindados. Soldadura de ultrasonido: Muy costoso. Espesores menores a 3mm y usado en industria automotriz, electro-comunicaciones, eléctrica, ya que solamente puede soldarse elementos planos o con curvaturas mínimas Soldadura explosiva: Recipientes a presión, industria eléctrica y uniones entre materiales difíciles de soldar entre sí como el aluminio y el cobre. Entre otras.

*Se explicarán los tipos más utilizados en Costa Rica, los cuales están subrayados anteriormente.

6.1

MIG / MAG

Este tipo de soldadura utiliza un hilo de cobre como electrodo, de diámetros entre 0,8 y 1,6 mm, aunque se puede encontrar hasta de 2,4mm. La elección del diámetro va dirigida por la potencia y la penetración que se requiera, ya que entre más diámetro, más potencia y penetración habrá. Hay que tener cuidado ya que puede sobrepasar el calibre de las piezas a unir y generar agujeros, así como el caso contrario de que la soldadura quede muy débil. El hilo se conserva de manera enrollada y poseer un recubrimiento de cobre que favorece el contacto a la hora de soldar, así como evitar la corrosión del mismo. Una particularidad de este tipo y la más importante, es el uso de un gas, el cual va a proteger de la atmósfera a la hora de soldar. Existen dos tipos de gases: MIG (Metal Inert Gas): inerte, no actúa, solo protege MAG (Metal Activ Gas): protege e interviene, se absorbe por el calor y se descompone en el arco. La máquina que se utiliza puede ser automatizada, previendo la tensión del arco, la velocidad en que sale el hilo, la intensidad de la soldadura y el gas, pero la soldadura se realiza manualmente. De la misma manera, se puede realizar de forma robotizada, el cual una máquina realiza absolutamente todo el trabajo, solo se configura. Algunas de las ventajas son: -

Acero de bajo y medio contenido de carbono, acero inoxidable, aluminio.

Se puede soldar en todas las posiciones.

Ausencia de cáscara.

Buena apariencia o acabado (pocos salpicados).

Soldadura de espesores desde 0,7 a 6 mm.

Menos dependiente de la habilidad de operador

Tomada de http://www.solysol.com.es/productos-y -servicios/procesos-soldadura/soldadur a-gmaw-mig-mag-y-fcaw/

Diagrama de funcionamiento MIG/MAG Tomada de http://www.demaquinasyherramientas.com /soldadura/soldadura-mig

Electrodo hilo de cobre Tomadas de http://www.solysol.com.es/productos-y -servicios/procesos-soldadura/soldadur a-gmaw-mig-mag-y-fcaw/

Mรกquina MIG/MAG Automatizada omada de http://www.directindustry.es/prod/dinse-we lding-tools/product-16207-38331.html

6.2

TIG

La soldadura tipo TIG utiliza un electrodo llamado Tungsteno (electrodo permanente), el cual no funciona como material de aporte, por lo tanto no se desgasta y aguanta hasta 3410 °C. Tiene una cabeza de diferentes colores, los cuales van a determinar el uso y el diámetro que lo caracteriza. De la misma manera, utiliza un gas (de helio, argón o ambos), los cuales van a proteger el momento de soldar de la intemperie y la contaminación que pueda existir en la atmósfera. Se utiliza en tuberías de acero, acero inoxidable, aleaciones de Níquel, aluminio y otros. Algunas de sus características son: -

No se requiere de fundente No hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura No hay salpicadura, chispas ni emanaciones Brinda soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión El área de soldadura es claramente visible por el gas Puede ser automatizado, controlando mecánicamente la pistola y/o el metal de aporte Las soldaduras hechas con sistema TIG son más fuertes y más resistentes a la corrosión

Electrodo Tungsteno: Tomada de https://comercialmuro.es/electrodos-de-tungsteno.html

Diagrama de funcionamiento TIG Tomada de https://ilmo.es/soldadura-tig-mig-mag-por-puntos/

Tomada de http://www.ferrovicmar.com/herramientas-electricas-text os.asp?texto=consejos-soldar-soldaduras

6.3

Arco manual con electrodo revestido o recubierto

Es el tipo de soldadura más utilizado en el país. Se requiere de un electrodo metálico recubierto, el cual con el calor forma un arco en los materiales a soldar y funde el electrodo, depositandolo en los metales y creando un cordón de soldadura. El electrodo mide de largo 23 a 70 cm, por lo que se debe de reponer cuando se desgasten y por lo tanto se utiliza para escalas pequeñas. Se conforman de dos partes: -

El alma: alambre de diámetro de 5.5mm, el cual se puede comercializar en rollo. El revestimiento: gran variedad de elementos que cubren y protegen el alma antes de su uso.

Cuando el alma del electrodo se funde, cae en forma de gotas recubiertas de una escoria (cáscara) fundida, la cual forma la costura directamente a los elementos a unir. Al finalizar el proceso, por medio de golpes en la soldadura, se rompe y retira la escoria. Algunas de las ventajas del arco con electrodo recubierto son: -

Bueno para trabajos de reparación, fabricación y construcción. Trabajos de pequeña y mediana soldadura en taller. Se puede soldar metal de casi cualquier espesor. Solo se puede de forma manual. Es de fácil transporte y económico.

Es necesario tener una precisa elección del amperaje, ya que este es determinante en la soldadura. Un bajo amperaje puede provocar que el color no sea uniforme ni la salpicadura, y por el contrario, un alto amperaje puede ocasionar una salpicadura mayor, ensucia la pieza, gasta más electrodo, la soldadura puede llegar a ser tan profunda que agujere el elemento y cuesta más quitar la escoria. Para no tener estos problemas, es importante educar el ojo, tomando en cuenta el calibre de las piezas. Otros aspectos a tomar en cuenta son: -

Comprobar deformaciones y corregir. No soldar con pintura. Limpiar ó quitar soldadura antigua. Elegir los electrodos que usaremos. Graduación de intensidad en la máquina de soldar. Hacer pruebas antes de soldar. Puntear antes de soldar.

Tomada de http://www.incimeksolucionesindustriales. com.co/soldadura.html

Tomada de http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/so ldadura-smaw-que-es-y-procedimiento

Tomada dehttp://ingemecanica.com/tu torialsemanal/tutorialn48.html

La simbología del electrodo: E-XXYZ

E: electrodo para soldadura eléctrica manual XX: esfuerzo o RESISTENCIA MÍNIMA -

60: 60 libras o 42,2kg/mm2 70 100

Y: La POSICIÓN en la que se puede soldar. -

1: plana, vertical, techo y horizontal 2: planas y horizontal 3: plana

Z: PENETRACIÓN Y CORRIENTE -

0: alta penetración 1: alta penetración 2: mediana penetración 3: baja penetración 8: mediana penetración

1. 2. 3. 4. 5.

Electrodo recubierto Tomada de https://www.wurth.com.ar/es/tienda/productos-q uimicos/soldadura/electrodo-inoxidable-308l-3-2 5mm.html

AWS 6010: Electrodo celulósico con buena penetración en todas las posiciones. AWS 6011: Electrodo celulósico con buena penetración en todas posiciones. AWS 6013: Electrodo rutílico con uso general para aceros comunes. Este electrodo es de los más comunes en uso. AWS E7016: ideal para soportar esfuerzos (recomendado). AWS E7018-1: Electrodo con polvo de hierro permite soldadura limpia, uniforme y con excelentes propiedades mecánicas.

6.4

Soldadura por arco sumergido (SAW)

Este tipo de soldadura utiliza un electrodo de alimentación de hilo de alambre continuo que tiene un espesor de entre 1,6 mm y 6 mm, dependiendo del amperaje a utilizar. Lo distinto a otras soldaduras es el uso de un fundente (un flujo granular compuesto de óxido,dióxido de silicio, óxido de manganeso, fluoruro de calcio y otros compuestos) el cual cubre el arco y la zona fundida en el momento de soldar, evitando salpicaduras, chispas, radiación ultravioleta y humo. El proceso se puede hacer de forma manual o por medio de una máquina automática. Normalmente se utiliza para soldadura en posición plana y horizontal, ya sea aceros, aleaciones de níquel, entre otros. Resiste a la corrosión y desgaste en el acero. Algunas de sus ventajas son: -

Se puede obtener una gran penetración en la soldadura. Hay un buen proceso de diseño y control. Las chispas, salpicaduras, luz ultravioleta y humos se reducen en comparación a otros tipos de soldadura. Se puede trabajar en el interior o al aire libre. Soldaduras robustas, uniformes y resistente. Evita el empleo de protección, pero sí es importante usarlo. Soldaduras de 5 mm hasta 40 mm.

Electrodo hilo de cobre Tomada de http://www.demaquinasyherramientas.com/ soldadura/tipos-de-alambres-utilizados-con -soldadura-mig

Fudente (polvo) Tomada de http://www.arqhys.com/conteni dos/soldadura-arco.html

Máquina SAW Tomada de http://www.directindustry.es/prod/kjellb erg-finsterwalde/product-23303-677815 .html

11 Tomada de http://mecmex.com/la-soldadura-por-arco-sumergido-saw/

6.5 Soldadura Oxiacetilénica Se trata de una soldadura por fusión, es decir, producida por el calor obtenido de un gas acetileno y oxígeno, los cuales funden el metal o el material de aportación. Se utilizan dos gases: -

Acetileno: se consume en el proceso. El cilindro es rojo y café. Las mangueras son de 6 a 11 mm de color rojo. Adentro se deposita una sustancia esponjosa. Oxígeno: ayuda a la combustión, se contiene en un cilindro de color negro y blanco. Las mangueras son de color azul con diámetros entre 4 a 9 mm. El interior es hueco.

Se utilizan válvulas de seguridad que regulan el paso de los gases por las mangueras, así como un soplete encargado de asegurar la mezcla de los gases y la correcta salida de la llama. La llama llega hasta 3500°C, fundiendo la superficie del metal y el material de aportación si se utiliza, el cual ayuda a cubrir orificios en la soldadura. Este tipo de soldadura es portátil, económico y puede ser utilizado en todas las posiciones, así como se pueden soldar metales hasta de ¼” de espesor.

Tanques de gas Tomada de http://www.bricolandia.es/galag ar-gap-oa-grupo-autonomo-por tatil-soldadura-autogena-oxi-ac etileno/

Tomada de Tomada de

https://www.0grados.com/solda dura-oxiacetilenica/

http://www.areatecnologia.com/tipos-de-sold adura.html

Tomada de

http://www.instecformacio.com/e s/cursos/caldereria-industrial/

7. Técnica En el momento de realizar una soldadura, se debe de practicar por medio de varias técnicas, ya que se trata de elementos bastante precisos, ya sea el número de electrodo que se va a utilizar y el amperaje del mismo. En Costa Rica, la soldadura más utilizada es el Electrodo Recubierto por lo que vamos a explicar puntos importantes a la hora de soldar, que igualmente pueden aplicar a otros tipos. Se necesita la máquina, electrodos, cepillos de acero, pica o martillo, guantes de cuero para mayor seguridad y máscara.

Escoger el amperaje correcto

Primeramente, se debe de escoger cuidadosamente el amperaje de la máquina (la cantidad de calor que va a generar), lo cual depende de la pieza a soldar. Si es un calibre muy pequeño y el amperaje es muy alto (80-100 amperios), el calor va a ser tanto que va a agujerear la pieza. Por lo tanto, piezas con calibre grande se recomienda un amperaje alto, y al contrario, un amperaje bajo (60-80 amperios). La dureza y calidad de la unión, va a depender de la penetración del electrodo. (+amparaje=+profundo=+rápido se suelda). -

Limpiar la punta del electrodo

El electrodo recubierto como su nombre lo dice, viene con una cáscara que al iniciar la soldadura. En otra pieza de metal, la golpeamos un poco para que se quiebre la punta y salga el material de aportación. De la misma manera se pueden hacer varios ensayos de puntos para calentar la máquina. -

Puntos para fijar y posición para soldar

Para iniciar la soldadura, es importante fijar las piezas a soldar antes de realizar el cordón correspondiente, por medio de puntos al inicio, final y medio de las piezas. Dependiendo de las piezas, se utiliza un ángulo para ubicar el electrodo que va entre 45-90 grados de lado y hacia atrás. Un dato muy importante, es que el electrodo nunca toca la pieza, ya que se puede quedar pegado, siempre hay que dejar una distancia de 5mm aproximadamente a la hora de soldar. Si se queda pegado, en vez de jalarlo se palanquea, y así se rompe la unión.

Tomada de http://ingemecanica.com/tutorials emanal/tutorialn53.html

Movimiento de la costura

Ya cuando las piezas están fijadas, se dispone a realizar el cordón, el cual puede variar con respecto al movimiento que se desee así como la experiencia del soldador. En el caso de una pieza delgada, se puede hacer con varios puntos ya que ayuda a un mayor dominio.

Movimiento de costuras Tomada de http://www.explicofacil.com/2015/04/como-hacer-cordones-de-sold adura-o-como.html

Retirar la escoria

Una vez hecho el cordón, se debe de retirar por medio de golpes con una “pica” o martillo pequeño, la cáscara que se forma. Luego se procede con un cepillo de acero a lijar la soldadura para retirar imperfecciones.

Movimiento de costuras Tomada de https://www.reparatucultivador.com/controla r-la-escoria-en-soldadura/

8. Problemas mรกs comunes

Tomada de http://blog.utp.edu.co/metalografia/10-soldadura-10-1-procesos-de-soldadura/#explosiva

9. Bibliografía

WikiHow. (2017, junio). ¿Cómo soldar?. Tomada el 1 de junio, 2017, desde http://es.wikihow.com/soldar Master Club (2016, June). Soldadura. Tomado el 1 de junio, 2017, desde https://www.youtube.com/watch?v=eVuTaJ8wnkc Chamorro, J.E., Andino, R., Velez, S. (2015, julio) Soldadura. Tomado el 1 de junio, 2017, desde http://blog.utp.edu.co/metalografia/10-soldadura-10-1-procesos-de-soldadura/#soldad ura Ferretería Bricolandia (2009, Mayo) Oxiacetileno. Tomado el 1 de junio, 2017, desde http://www.bricolandia.es/galagar-gap-oa-grupo-autonomo-portatil-soldadura-auto gena-oxi-acetileno/ De Máquinas y Herramientas (2013, julio) ¿Qué es soldadura SMAW? Tomado el 1 de junio, 2017, desde http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/soldadura-smaw-que-es-y-pr ocedimiento Explico fácil (2015, abril) ¿Cómo hacer cordones de soldadura? Tomado el 1 de junio, 2017, desde http://www.explicofacil.com/2015/04/como-hacer-cordones-de-soldadura-o-como. html iiNCIMEK (s.f.) Soldadura Tomado el 1 de junio, 2017, desde http://www.incimeksolucionesindustriales.com.co/soldadura.html