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Serrano curso Soldadura ESPOL
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Escuela Superior Politécnica del Litoral
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción
Reporte: ‘‘Soldadura: SMAW, GMAW, FCAW, UFC-A’’
Alumno: José Ignacio Díaz Pilpe
Paralelo: #1
Profesor: Ing. Omar Serrano
Fecha de entrega: viernes 30 de noviembre del 2015
2015-2016
Resumen
Este reporte abarca las prácticas de soldadura realizadas en el
Laboratorio de Soldadura del LEMAT -- ESPOL y en la escuela de
soldadura de LINDE: SMAW, GMAW, FCAW, UFC-A. En las páginas
posteriores de este documentos se detallaran los materiales, ventajas,
desventajas, aplicaciones y procedimiento de los tipos de soldadura
mencionados anteriormente, además de profundizar aún más en la teoría
dictada por los instructores a cargo de las prácticas.
Introducción
La soldadura es un proceso de fijación en donde se realiza la unión de
dos o más piezas de un material, generalmente metales o
termoplásticos. Se logra a través de la fusión, en la cual las piezas
son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte (metal
o plástico) que, al fundirse, forma un charco de material fundido
entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se
convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón.
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SMAW -- Shielded Metal Arc Welding
Fundamento del proceso
El sistema de soldadura
eléctrica con electrodo
recubierto se
caracteriza, por la
creación y mantenimiento
de un arco eléctrico
entre una varilla
metálica llamada
electrodo, y la pieza a
soldar. El electrodo
recubierto está
constituido por una
varilla metálica a la que
se le da el nombre de
alma o núcleo,
generalmente de forma
cilíndrica, recubierta de
un revestimiento de
sustancias no metálicas, cuya composición química puede ser muy
variada, según las características que se requieran en el uso. El
revestimiento puede ser básico, rutílico y celulósico. Para realizar
una soldadura por arco eléctrico se induce una diferencia de potencial
entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire
entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el circuito.
El calor del arco funde parcialmente el material de base y funde el
material de aporte, el cual se deposita y crea el cordón de soldadura.
Elementos
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Plasma: Está compuesto por electrones que transportan la corriente y
que van del polo negativo al positivo, de iones metálicos que van del
polo positivo al negativo, de átomos gaseosos que se van ionizando y
estabilizándose conforme pierden o ganan electrones, y de productos de
la fusión tales como vapores que ayudarán a la formación de una
atmósfera protectora. Esta misma alcanza la mayor temperatura del
proceso.
Llama: Es la zona que envuelve al plasma y presenta menor temperatura
que éste, formada por átomos que se disocian y recombinan
desprendiendo calor por la combustión del revestimiento del electrodo.
Otorga al arco eléctrico su forma cónica.
Cráter: Surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y
profundidad vendrán dadas por el poder de penetración del electrodo.
Cordón de soldadura: Está constituido por el metal base y el material
de aportación del electrodo y se pueden diferenciar dos partes: la
escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la
solidificación y que posteriormente son eliminadas, y sobre el
espesor, formado por la parte útil del material de aportación y parte
del metal base, la soldadura en sí.
Electrodo: Son varillas metálicas preparadas para servir como polo del
circuito; en su extremo se genera el arco eléctrico. En algunos casos,
sirven también como material fundente. La varilla metálica a menudo va
recubierta por una combinación de materiales que varían de un
electrodo a otro.
Tipo de Uniones: Tope, Unión T, Traslape, Esquina, Borde.
GMAW -- Gas Metal Arc Welding
Fundamentos del proceso
Se basa en la
alimentación automática
de un electrodo continuo
consumible que se protege
mediante un gas de
procedencia externa. El
proceso se ilustra a
continuación. Una vez que
el operador ha hecho los
ajustes iniciales, el
equipo puede regular
automáticamente las
características
eléctricas del arco. Por
todo esto, en efecto, los
únicos controles manuales
que el soldador requiere
para la operación
semiautomática son los de
velocidad y dirección del
desplazamiento, así como también el posicionamiento de la pistola.
Cuando se cuenta con equipo y ajustes apropiados, la longitud del arco
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y la corriente (es decir, la velocidad de alimentación del alambre) se
mantienen automáticamente.
Elementos:
Pistolas Soldadoras: Se han diseñado diversos tipos de pistolas
soldadoras para obtener el máximo de eficiencia sea cual sea la
aplicación, y van desde pistolas de trabajo pesado para trabajos de
producción de alto volumen con corriente elevada hasta pistolas
ligeras para soldadura fuera de posición con corriente baja.
Unidad de Alimentación del Electrodo: Consiste en un motor eléctrico,
rodillos impulsores y accesorios para mantener la alineación y la
presión sobre el electrodo. Estas unidades pueden incorporarse al
control de velocidad o ubicarse en una posición remota. El motor de
alimentación del electrodo por lo regular es de corriente continua, y
empuja el electrodo a través de la pistola hacia el trabajo. El motor
debe tener un circuito de control que varíe su velocidad dentro de un
intervalo amplio.
Control de Soldadura: En aplicaciones semiautomáticas, el control de
soldadura y el motor de alimentación del electrodo pueden estar
integrados en una sola unidad. La función principal del control de
soldadura es regular la velocidad del motor de alimentación del
electrodo, por lo regular mediante un gobernador electrónico.
Fuente de Potencia: Suministra energía eléctrica al electrodo y a la
pieza de trabajo a fin de producir el arco. En casi todas las
aplicaciones de GMAW se emplea corriente continua con el electrodo
positivo (CCEP); por tanto, la terminal positiva se conecta a la
pistola y la negativa a la pieza de trabajo.
Reguladores de Gas Protector: Sistema que proporcione una tasa de
flujo de gas protector constante a presión atmosférica durante la
soldadura. Un regulador de gas reduce la presión del gas fuente a una
presión de trabajo constante sin importar las variaciones en la
fuente. Los reguladores pueden ser de una o dos etapas y pueden tener
un medidor de flujo integrado. Los reguladores de dos etapas
suministran gas a una presión más consistente que los de una etapa
cuando la presión de la fuente varía.
Suministro de Electrodo: Provee una gran cantidad de alambre que pueda
alimentarse con facilidad a la pistola para elevar al máximo la
eficiencia del proceso.
Gases Protectores:
Inertes: Argón y Helio
Mezclas de Argón y Helio
Mezclas de Oxigeno y CO2 con Argón y Helio
CO2
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FCAW -- Flush Cored Arc Welding
Fundamentos del proceso
Proceso de soldadura por arco que
aprovecha un arco entre un electrodo
continuo de metal de aporte y el
charco de soldadura. Este proceso se
emplea con protección de un fundente
contenido dentro del electrodo
tubular, con o sin un escudo
adicional de gas de procedencia
externa, y sin aplicación de
presión.
Elementos
Pistolas Soldadoras: Están
diseñadas de modo que se sostengan cómodamente, sean fáciles de
manipular y duren largo tiempo. Las pistolas establecen un contacto
interno con el electrodo a fin de conducir la corriente de soldadura.
La corriente y la alimentación del electrodo se accionan con un
interruptor montado en la pistola.
Unidad de Alimentación del Electrodo: Suministra el electrodo continuo
al arco de soldadura con una velocidad constante previamente
establecida. La rapidez de alimentación del electrodo determina el
amperaje de soldadura suministrado por una fuente de potencia de
voltaje constante.
Control de Soldadura: En aplicaciones semiautomáticas, el control de
soldadura y el motor de alimentación del electrodo pueden estar
integrados en una sola unidad. La función principal del control de
soldadura es regular la velocidad del motor de alimentación del
electrodo, por lo regular mediante un gobernador electrónico.
Fuente de Potencia: La fuente de potencia recomendada es la de cc de
voltaje constante, similar a las que se usan para soldadura por arco
de metal y gas. Esta fuente deberá ser capaz de trabajar en el nivel
de corriente máximo requerido para la aplicación específica.
Reguladores de Gas Protector: Los gases protectores provienen de
cilindros, grupos de cilindros conectados con múltiples, o de tanques
de gran volumen que se conectan mediante tuberías a estaciones de
soldadura individuales. Los reguladores y medidores de flujo sirven
para controlar la presión y las tasas de flujo. Como los reguladores
pueden congelarse cuando se extrae CO2 gaseoso rápidamente de los
tanques de almacenamiento, se debe contar con calefactores a fin de
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evitar esa complicación. Se requieren gases con pureza de grado
soldadura porque cantidades pequeñas de humedad pueden producir
porosidad o absorción de hidrógeno en el metal de soldadura.
Gases Protectores:
Inertes: Argón y Helio
Mezclas de Argón y Helio
Mezclas de Oxigeno y CO2 con Argón y Helio
CO2
UFC-A -- Proceso Oxiacetileno
Fundamento del Proceso
El proceso de soldadura
oxigas consiste en una llama
dirigida por un soplete,
obtenida por medio de la
combustión de los gases
oxígeno-acetileno. El intenso
calor de la llama funde la
superficie del metal base
para formar una poza fundida.
Con este proceso se puede
soldar con o sin material de
aporte. El metal de aporte es
agregado para cubrir biseles
y orificios. A medida que la
llama se mueve a lo largo de
la unión, el metal base y el
metal de aporte se
solidifican para producir el cordón. Al soldar cualquier metal se debe
escoger el metal de aporte adecuado, que normalmente posee elementos
desoxidantes para producir soldaduras de buena calidad. En algunos
casos se requiere el uso de fundente para soldar ciertos tipos de
metales.
Elementos
Cilindros de Gases (Oxigeno, Acetileno): Los gases se encuentran
almacenados en cilindros de acero que tienen gran variedad de tamaños
y comprimen el fluido a 15 mPa y a 21°C. Estos cilindros tienen una
construcción especial para soportar estas fuertes presiones.
Válvulas de cilindros: Regulan el paso de los gases procedentes de los
cilindros, constan de un dispositivo hexagonal con agujeros pequeños.
Reguladores de presiones manométricas: Permiten aumentar o disminuir
la presión a la que salen los gases antes de pasar por las boquillas.
Este regulador es importante porque dependiendo del trabajo a
realizarse se colocan los gases a una determinada presión.
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