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7/25/2019 Revista de La Sociedad Americana de Soldadura Aws Tecnologia de La Soldadura Para Tubos y Tuberias.
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La revista de la Sociedad Americana de Soldadura
EN ESPAOL
Octubre 2013
Otoo
Adems: Soldadura fuerte Nuevos productos Incrementando la eficienciade la soldadura en la industria de los vagones para ferrocarril
7/25/2019 Revista de La Sociedad Americana de Soldadura Aws Tecnologia de La Soldadura Para Tubos y Tuberias.
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Una editorial reciente del Welding Journal (vea abril 2013) escrita por DaveLandon, vice presidente de AWS, considera la funcin de la planeacin estratgicacomo un medio para asegurar el xito continuo de la Sociedad. Su mensaje se refi-
ri a la importancia del crecimiento internacional para la AWS, as como tambin asu influencia en expansin en todos los pases que confan o dependen de la solda-dura. En nuestra apuesta por ser la principal organizacin en el mundo dedicada ala soldadura y procesos afines de unin y corte, necesitamos ser conscientes de lasnecesidades de tecnologa tanto a nivel mundial como nacional. Aunque la AWScontinuar teniendo un fuerte enfoque nacional, tambin necesitamos ser un juga-dor efectivo en la creciente economa global.
Para este fin, vale la pena sealar que una buena parte de nuestra reciente expan-sin es internacional. La membresa de AWS en otros pases se ha desarrollado muyrpidamente con un crecimiento del 25% en la cantidad de miembros internaciona-les durante los ltimos tres aos. Nuestra base total de miembros fuera de losEstados Unidos ahora alcanza cerca de 14 000. Pudiera sorprenderte saber que elpas con la segunda cantidad ms grande de miembros es India, con 2928 miembros.
La actual ubicacin de las oficinas principales de AWS en Doral (Miami),Florida, se adecan bien a esta tendencia. Durante sus primeros aos, siguiendo a suformacin en 1919, la AWS tena su base en la Ciudad de Nueva York. Con la anuen-cia del consejo, la AWS fue reubicada en Miami hace cerca de 40 aos. Con fre-cuencia se nos pregunta, Por qu Miami?, pero este cambio ha probado ser unaubicacin eficiente para la AWS, ya que centraliza asuntos de negocios y turismo conotras partes del mundo.
Como parte de su creciente presencia en otros pases, la AWS est involucrada enmuchas exhibiciones internacionales de soldadura, incluyendo sociedades en mues-tras extranjeras que sirven a los expositores americanos. Por ejemplo, la AWS auspi-ci un Pabelln de Expositores de Estados Unidos en la Feria Cuatrienal deSoldadura de Essen (Schweissen & Schneiden) en Alemania este septiembre, la exhi-bicin ms grande del mundo dedicada exclusivamente a tecnologas de soldadura.La AWS tambin patrocina un Pabelln de Estados Unidos en la Feria de Corte y
Soldadura Beijing Essen que se lleva a cabo cada ao en China. Tenemos represen-tacin en la Feria Internacional de Soldadura y Corte en Japn y la Muestra deSoldadura Brasil, y estuvimos presentes por primera vez este ao en la muestra deSoldadura Arabia en Dubai. AWS Weldmex, realizada anualmente en Mxico, hacrecido ao con ao desde que adquirimos la muestra. Nuestros socios de FAB-TECH han contribuido para lograr el xito realizando FABTECH Mxico yMetalform Mxico al mismo tiempo en el mismo lugar. Estas exposiciones que ocu-rren en el mismo lugar de manera simultnea han vivido la experiencia del fuerte ycreciente apoyo del mercado latinoamericano.
La AWS iniciar una importante nueva empresa de exhibiciones en 2014 cuandouna en sociedad a FABTECH India con la Muestra de Soldadura India, ya existenteen Nueva Delhi, en cooperacin con el Instituto Indio de Soldadura. Adems,recientemente comisionamos a P.K. Das como representante especial de contratos
para ver por los intereses de la AWS en India y el Medio Oriente.Nuestras actividades de publicacin tambin estn creciendo fuera de los Estados
Unidos. Desde 2007, cada entrega del Indian Welding Journal ha incluido unaSeccin AWS con artculos de nuestro propio Welding Journal, y de manera regular
intercambiamos materiales con Modern Welding Technology,una revista publicada en China. As mismo, varios estndares
y cdigos AWS han sido traducidos a otros idiomas, incluyen-do la publicacin del D1.1, Cdigo para SoldaduraEstructural Acero, en mandarn par el mercado chino.
Para brindar apoyo internacional a nuestros esfuerzos decertificacin, hemos rebasado el doble de agentes internacio-
Founded in 1919 to Advance the Science,Technology and Application of Welding
AWS Una organizacin americana con alcance global
Ray Shook,AWS director ejecutivo
Officers
President Nancy C. Cole
NCC Engineering
Vice President Dean R. W ilson
Well-Dean Enterprises
Vice President David J. Landon
Vermeer Mfg. Co.
Vice President David L. McQuaid
D. L. McQuaid and Associates, Inc.
Treasurer Robert G. Pali
J. P. Nissen Co.
Executive Director Ray W. Shook
American Welding Society
Directors
T. Anderson (At Large),ITW Global Welding Tech. Center
U. Aschemeier (Dist. 7),Miami Diver
J. R. Bray (Dist. 18),Affiliated Machinery, Inc.
R. E. Brenner (Dist. 10), CnD Industries, Inc.
G. Fairbanks (Dist. 9),Fairbanks Inspection & Testing Services
T. A. Ferri (Dist. 1), Victor Technologies
D. A. Flood (At Large), Tri Tool, Inc.
S. A. Harris (Dist. 4),Altech Industries
K. L. Johnson (Dist. 19), Vigor Shipyards
J. Jones (Dist. 17), The Harris Products Group
W. A. Komlos (Dist. 20),ArcTech, LLC
T. J. Lienert (At Large),Los Alamos National Laboratory
J. Livesay (Dist. 8), Tennessee Technology Center
M. J. Lucas Jr. (At Large),Belcan Engineering
D. E. Lynnes (Dist. 15),Lynnes Welding Training
C. Matricardi (Dist. 5), Welding Solutions, Inc.
J. L. Mendoza (Past President),Lone Star Welding
S. P. Moran (At Large), Weir American Hydro
K. A. Phy (Dist. 6),KA Phy Services, Inc.
W. A. Rice (Past President), OKI Bering
R. L. Richwine (Dist. 14),Ivy Tech State College
D. J. Roland (Dist. 12),Marinette Marine Corp.
N. Saminich (Dist. 21),Desert Rose H.S. and Career Center
K. E. Shatell (Dist. 22),Pacific Gas & Electric Co.
T. A. Siewert (At Large),NIST (ret.)
H. W. Thompson (Dist. 2), Underwriters Laboratories, Inc.
R. P. Wilcox (Dist. 11),ACH Co.
J. A. Willard (Dist. 13),Kankakee Community College
M. R. Wiswesser (Dist. 3), Welder Training & Testing Institute
D. Wright (Dist. 16),Zephyr Products, Inc.
EDITORIAL
Contina en la pgina 50OCTUBRE 20136
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Indura capacit en soldadura a 17profesores de Magallanes
Entre el 21 y el 22 de agosto profesionales de Indura (Chile)capacitaron a docentes de colegios tcnicos de la regin de Ma-
gallanes que tienen la especialidad de soldadura dentro de susmallas curriculares.
En la capacitacin participaron 17 profesores de colegios dePunta Arenas que tienen la especialidad de soldadura dentrode sus mallas curriculares. La actividad se realiz en el LiceoIndustrial Armando Quezada Acharn de Punta Arenas, lugarque fue implementado con tecnologa de punta Indura, pro-ducto de una licitacin del Ministerio de Educacin.
La iniciativa se enmarca dentro de un programa de colabo-racin de Indura con establecimientos del rea tcnica imple-mentado en 2009, el cual tiene como objetivo colaborar con losdocentes en la actualizacin de procesos de soldadura, ademsde dar a conocer las tendencias del mercado a los profesores
del rea de la Educacin Tcnica.Fueron dos das de trabajo y ocho horas de clases por jor-nada: en la maana se trataron temas tericos y en las tardesse puso en prctica lo aprendido en materias como metalurgiadel acero y procesos de soldadura. Adems, se entreg mate-rial de apoyo para cada colegio y docente.
La actividad culmin con una ceremonia en la que se entre-garon diplomas y presentes a los asistentes. Se trat de una ca-
pacitacin gratuita, que tambin se realiz a principios de julioen Talca y a fines de ese mismo mes en Via del Mar.
En las regionales de Colombia se
escogen representantes para WordSkills
Se estn llevando a cabo las pruebas regionales de Worlds-kills, con el fin de escoger los aprendices SENA que participa-rn en la competencia nacional a realizarse en Bogot del 17 al23 de noviembre.
Esta es la primera vez que el Centro Agroforestal y Acu-cola Arapaima se presentar en la habilidad de soldadura; losaprendices que adelantan esta tcnica habitan en el corredorPuerto Vega Tetey, zona rural de Puerto Ass. Las pruebas,diseadas por instructores, se realizarn en los diferentes am-bientes de aprendizaje de cada una de las regionales. En Cal-das, Sucre, Nario, Boyac, Santander, Atlntico y Putumayo
se llevan a cabo las pruebas regionales de Worldskills, con elfin de escoger los aprendices SENA que participarn en la com-petencia nacional a realizarse en Bogot del 17 al 23 de no-
viembre en la que se seleccionar a los representantes del pasen la competencia continental.
Veintiocho regionales inscribieron aprendices y tienen plazohasta el 25 de octubre para elegir sus competidores y hacer partedel proceso WorldsKills, estrategia de la entidad que busca iden-
OCTUBRE 20138
NOTICIAS
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tificar, formular y hacer transferencia de conocimientos para laactualizacin, entrenamiento e intercambio de buenas prcti-cas, con el fin de elevar la calidad de la formacin profesionalintegral ofrecida, posicionar la calidad de talento humano co-lombiano en escenarios de competencia internacional e incre-mentar la competitividad del pas.
Entre las habilidades en las que se ha compiten estn: sol-dadura, torno CNC, cableado de redes, refrigeracin, enchape,mecatrnica, polimecnica, electrnica industrial, tecnologaautomotriz, control industrial, CAD (diseo mecnico asistidopor computador) y robtica mvil, entre muchas otras.
Las pruebas regionales son el primer escaln del ciclo olm-pico de WorldSkills; luego siguen las justas nacionales en lasque representantes de 28 departamentos buscarn la medallade oro y con ella el cupo a la olimpiada continental del 2014, lacual tendr como sede a Bogot. El ltimo paso es la compe-tencia WorldSKills International, que en la pasada edicin enLeipzig (Alemania) premi con medallas a la excelencia a seisaprendices SENA.
Thermacut s.r.o. adquiere HOLMAAG
Thermacut s.r.o., subsidiaria de IBG Industrie-Beteiligungs-Gesellschaft gmbH & Co. KG (IBG), adquiri a la compaaHOLMA AG, fabricante de consumibles para lser y plasmapara la mayora de las marcas a nivel mundial. La nueva adqui-sicin encaja directamente en la estrategia global del GrupoThermacut Group, proveedor de antorchas y consumibles paracorte con plasma.
Esta adquisicin permite a Thermacut enriquecer su cono-
9WELDING JOURNAL EN ESPAOL
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cimiento tecnolgico, su equipo de manufactura y su base de
clientes de consumibles para corte con plasma y lser y exten-
der su portafolio de productos que ofrece a sus socios de ven-
tas globales. Adems los clientes HOLMA ganarn acceso al
portafolio de productos Thermacut, su experiencia en plasma y
su tecnologa de Investigacin y Desarrollo.
"Con esta adquisicin, extendemos nuestro portafolio de
productos para corte de metales a un nmero mayor de clien-
tes y ganamos la oportunidad de combinar nuestro conocimiento
tcnico con un fabricante de alta calidad para entregar an ms
valor a nuestros clientes", coment Andreas Boeckling, CEOdel Grupo Thermacut.
Thermacut Mxico fue fundada en 2006 en la ciudad de
Aguascalientes y es la filial mexicana de la empresa.
Apertura de cuatro cursos intensivosde capacitacin laboral (Argentina)
El Centro Municipal de Capacitacin del Municipio de Quil-
mes informa la apertura de cuatro cursos intensivos de capaci-
tacin laboral que comenzaron en octubre. Se trata de solda-
dura; mecnica de autos; inyeccin y electricidad domiciliaria,
que se cursarn en jornadas de cuatro horas.El responsable del Centro Municipal de Capacitacin
Obrero Lus Jaramillo, Salvador Tiranti, inform que en
agosto se inici el segundo cuatrimestre de las clases regulares
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P: Me pregunto si existe un estndar in-
dustrial que se refiera a la vida til de
las pastas para soldadura fuerte. Me doy
cuenta de que los fabricantes de pastas
de soldadura fuerte parecen usar dife-
rentes enunciados en sus productos, al-gunos que adjudican una vida til de
hasta dos aos, mientras que otros sim-
plemente especifican una fecha de fabri-
cacin. Puesto que estoy trabajando en
un ambiente crtico, cmo puedo saber
cundo una pasta de soldadura fuerte ya
no est buena o ha caducado si el fabri-
cante no indica una vida til real en sus
contenedores?
R: No se de ningn estndar industrialque contenga lineamientos que se refie-
ran a la vida til o fechas de caducidadde las pastas para soldadura fuerte.
Nota que cada fabricante usa frmu-las de su propiedad para la produccinde sus unidores de pastas, y por ello cadauno tendr diferentes criterios para co-locar la vida til o fechas de caducidadpara sus pastas de metales de aporte parasoldadura fuerte (BFM, por sus siglas eningls). La vida til puede variar desde90 das hasta 2 aos, dependiendo del fa-bricante, tipo especfico de polvo BFM,formula del sistema pasta-unidor usado,
y el porcentaje de unidor del sis temaagregado para hacer la pasta el cualpuede ir desde tanto como un 40% hastatan bajo como 5% de unidor de pasta Fig. 1.
Debe notarse, tambin, que algunosfabricantes han dejado totalmente demostrar una fecha de caducidad en suscontenedores de pasta BFM, pero enlugar de ello, nicamente muestran unafecha de fabricacin, debido a las mu-chas variables que se acaban de descri-bir.
Date cuenta, tambin, que lo que se
llama vida til de una pasta de solda-dura fuerte adems depender mucho deti, el usuario final, ya que las condicio-nes en tu taller de soldadura puedentener, y tendrn, un impacto importanteen la vida de la pasta BFM. Conservastodos los contenedores/cartuchos depasta bien cerrados cuando no estn enuso? Los mantienes almacenados encajas cerradas a temperatura ambienterazonable en un cuarto de almacena-miento fresco, o los contenedores se que-dan afuera sobre bancos en condiciones
de muy altas temperaturas en el rea de
soldadura fuerte donde su contenido l-quido puede secarse ms fcilmente, osus contenidos pueden contaminarse conel polvo, mugre o grase en el aire del ta-ller? Siempre esfurzate por conservar
los contenedores cerrados y almacena-dos en condiciones de ambiente cmo-das y seguras.
Una situacin interesante surgi hacealgn nmero de aos que tuvo impactoen la impresin de fechas de caducidaden los cartuchos/contenedores de pastaBFM. Esto tuvo que ver con clientes quecompraban en cantidades ms grandesde las que necesitaban simplemente paraconseguir mejor precio de descuento. Al-gunos de estos usuarios finales regresa-ban pasta de soldadura fuerte en perfec-
tas condiciones al fabricante simple-mente porque la fecha de caducidad im-presa en la pasta sin usar ya se haba lle-gado. Como resultado, un fabricante em-pez a imprimir vida mnima en alma-cn nueve meses en los contenedores depasta para invitar a los usuarios finales acontinuar usando la pasta despus de quelos nueve meses se hubieran alcanzado.Sin embargo, los auditores no sabancmo interpretar esto, y por ello, no per-mitieron el uso de esos contenedores depasta despus de que los nueve meses ha-ban pasado. Otros fabricantes sencilla-mente extendieron las fechas de caduci-dad a fin de obtener menos mercancaregresada basada en la fecha de caduci-dad.
En mi opinin, los fabricantes depasta para soldadura fuerte no compren-den en su totalidad todas las reaccionespotenciales que pueden ocurrir entre lospolvos de metal para soldadura fuerte ylos sistemas unidores de pasta en los cua-les se mezclan para suspender esos pol-
vos. Si, los productos que ofrecen los fa-bricantes respetables de pasta BFM
usualmente se conservan bastante esta-bles hasta que son usados por el cliente,pero en ocasiones una remesa de pastapara soldadura se separa de manera pre-matura en el campo. El usuario de lapasta se da cuenta de una gruesa capa delquido encima del polvo de soldadurafuerte y pudiera no saber qu hacer conel contenedor (o cartucho). Ellos pudie-ran rechazarla y regresarla al fabricante,o pudieran vaciar el lquido y tratar deusar el sobrante de la pasta. Nota, nuncaes recomendable vaciar el lquido de la
pasta. El lquido debe mezclarse muy
bien en la pasta, ya sea manualmente omediante una mquina mezcladora.
Yo recomiendo los siguientes trespasos para determinar si una pasta de sol-dadura fuerte es an adecuada parausarse despus de su fecha de caducidadpublicada:
1. Llama al fabricante para obtener lainterpretacin de las fechas de caduci-dad para sus pastas, y pregunta lo queellos sugieren se haga con pastas de sol-dadura fuerte despus de esas fechas. Sipuedes, haz que te otorguen un escrito
que describa la vida mxima vida til queellos permitiran o garantizaran para suspastas.
2. Evala la cremosidad de las pastasBFM cuya fecha de caducidad se acerca.Yo lo hice extruyendo una pequea can-tidad de pasta del final del cartucho depasta. En tanto la pasta todava fuera ex-truible y cremosa, yo la usara en nues-tro taller de soldadura fuerte para nues-tras necesidades generales de soldadurafuerte. Obviamente, para proyectos es-peciales que requieran el uso nicamente
de materiales que todava estuvierandentro de los lineamientos y fechas decaducidad impresas en los contenedores
yo no podra hacer eso, ya que ningnmaterial caduco debera usarse en talesproyectos sin importar que tan buena pu-diera an estar la pasta. Con las necesi-dades de trazabilidad, todo uso de unapasta BFM que haya caducado oficial-mente o que haya pasado su fecha de ca-ducidad impresa podra causar que el ta-ller de soldadura fuerte se pusiera a smismo en peligro de que algo saliera mal
con la soldadura en servicio, an y si la
OCTUBRE 201312
POR DAN KAY
PREGUNTAS Y RESPUESTAS
SOLDADURA FUERTE
Fig. 1 Una variedad de pastas para sol-
dadura fuerte con etiquetas de fecha de pro-
ducin y fecha lmite de vida til. Foto cor-
tesa de Sulzer Metco.
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paste BFM se hubiere desempeado per-
fectamente bien.
3. Verifica el color de la pasta de sol-
dadura fuerte que extruyas. Se ha vuelto
mucho ms obscura en comparacin a la
pasta original? La qumica de los com-
ponentes del BFM en la pasta es tal que
con la exposicin a los unidores de la
pasta, o a las condiciones de alta tempe-
ratura del taller, etc., el polvo BFM
mismo pudiera oxidarse al grado de queno se fundiera y fluyera apropiadamente
al ser calentado a temperatura de solda-
dura fuerte? Quiz este sea el caso
cuando el polvo de BFM contiene por-
centajes significativos de metales sensi-
bles a la oxidacin tales como el cromo,
cobre, titanio o aluminio.
Yo no tuve problema alguno al usar
una pasta vieja que cumpla con estos tres
criterios en una variedad de soldaduras
fuertes comerciales no crticas.
El polvo de BFM en la pasta de sol-
dadura fuerte no se echa a perder derepente nada ms porque se lleg la
fecha de caducidad. De hecho, an si
tiene ms tiempo del que la fecha de ca-
ducidad que se muestra en el contene-
dor, puede, como se describe en este ar-
tculo, ser usada todava hasta que se
acabe, siempre que los criterios del uso
final lo permitan. No es como los comes-
tibles, donde las fechas de caducidad
deben tomarse en cuenta cuidadosa-
mente por razones de salud. Las fechas
de caducidad de la soldadura fuerte
usualmente representan el lmite de la
garanta del fabricante para remplazarlos materiales SI se separara de su sis-
tema unidor y se asentara en el fondo del
contenedor, y por ende se volviera ms
difcil para trabajar con ello.
Nota que el cartucho de plstico o cu-
beta que contiene la pasta de hecho res-
pira a cierto grado permitiendo una pe-
quea cantidad de intercambio de aire a
travs de las paredes, alrededor del pis-
tn final, etc., lo cual puede provocar que
la pasta se seque. No se recomienda sim-
plemente agregar agua. La paste del
metal de aporte para soldadura fuerteque se ha secado hasta llegar a una vis-
cosidad mucho ms alta puede ser re-
constituida a un estado ms cremoso
mezclndola con algo de unidor adi-
cional, que se puede adquirir como un
producto separado de varios proveedo-
res de BFM.
Esta columna est escrita secuencialmente
por TIM P. HIRTHE, ALEXANDER E. SHA-
PIRO y DAN KAY. Los tres han hecho con-tribuciones a la Quinta Edicin del Cuaderno
de Soldadura Fuerte de AWS.
HIRTHE ([email protected]) actualmente
funge como vicepresidente de BSMC y tiene
su propia empresa de consultora.
Shapiro ([email protected])
es gerente de productos de soldadura fuerte
en Titanium Brazing, Inc., Columbus, Ohio.
Kay ([email protected]), con sus cua-
renta aos de experiencia en la industria,
maneja su propia empresa de consultora y
capacitacin en soldadura fuerte.
Se solicita a los lectores hagan llegar sus
preguntas para usarlas en esta columna en
la seccin Foro de Soldadura Fuerte (Bra-
zing Forum) del sitio Web de BSMC
www.brazingandsoldering.com.
13WELDING JOURNAL EN ESPAOL
Para ms informacin, visite www.aws.org/ad-index
AmericanTorchTip.com
Llameno
s (800)
342-
8477
Estable
cido e
n 1940 FabricadoenlosEstadosUnidos
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La soldadura de lneas de tubera(Fig. 1) es un negocio donde haymucha competencia, por lo que
todo contratista debe hacer propuestasagresivas a las licitaciones. Tienen queser competitivos en sus tiempos de en-trega y, por supuesto, cotizar para ajus-tarse a las necesidades de las presionesfinancieras por las que a menudo atrave-samos hoy da. Los contratistas con fre-cuencia tienen que esperar largos pero-dos de tiempo desde el momento en queingresan su propuesta hasta que recibenla aprobacin respectiva para empezarcon la porcin del contrato que les co-
rresponde. Sin embargo, una vez que la
aprobacin queda confirmada, muchasveces hay presin extrema desde muchoslados para iniciar y terminar el trabajoen un perodo breve de tiempo y con pre-supuesto restringido. Para cumplir conestas restricciones de tiempo y presu-puesto, los contratistas para lneas de tu-bera deben considerar constantementeuna importante funcin medible laeficiencia.
Eficiencia en una lnea
de tubera
Los profesionales de la soldadura se
enfrentan a menudo con la cuestin de
mejorar la eficiencia. Siempre que seconsidera una comparacin entre proce-sos de soldadura, la eficiencia del pro-ceso es crucial para la decisin final. Laeficiencia puede definirse simplementecomo la cantidad de trabajo logrado enun perodo dado de tiempo en compara-cin con el tiempo total para el trabajocompleto. Un estndar comn para la efi-ciencia en soldadura es la cantidad de li-bras de metal de soldadura depositadopor hora, a lo que se refiere comnmentecomo eficiencia de deposicin. Esta me-dida es muy til al comparar un procesode soldadura con otro.
La eficiencia de deposicin compara
JEFF NELSON([email protected]) es gerente
de aplicacin, Bug-OSystems, Canonsburg, Pa.
Se presenta un vistazo a losrequerimientos espaciales que seasocian a la soldadura en tuberas
POR JEFF NELSON
Fig. 1 A los trabajadores se les muestra laalineacin de secciones de tubera, una op-
eracin crtica necesaria para asegurar elajuste adecuado previo a operaciones tanto
de soldadura manual como automatizada.
Maximizando la eficiencia en la
soldadura de lneas de tubera
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la cantidad real de metal de soldaduraen la junta terminada con respecto alpeso total del electrodo usado. Por ejem-plo, la soldadura por arco sumergido(SAW) tiene una alta eficiencia, mien-tras que la soldadura por arco metlicoprotegido con electrodo recubierto(SMAW) tiene una eficiencia menor.
Eficiencia elctrica cunta energaelctrica se consume para realizar unasoldadura dada es otra preocupacin.Estas dos preocupaciones de eficienciason fcilmente aplicables en el ambientedel taller de fabricacin, pero cmo setraduce todo esto a la soldadura de unalnea de tubera?
En una lnea de tubera, la eficienciapude verse simplemente como, cuntas
juntas aceptablemente soldadas se ter-minan por da. El elemento crtico eneste enunciado es la frase aceptable-mente soldadas. Como con todas lasaplicaciones de soldadura sujetas a es-
trictos cdigos y especificaciones, es im-portante no solamente realizar cierto n-mero de soldaduras en el tiempo asig-nado, sino que las soldaduras hechas pue-dan aprobar los criterios de aceptabili-dad. Por ello, tenemos dos asuntos a con-siderar al hacernos la pregunta sobre la
eficiencia. Primero, debemos hacer lassoldaduras tan rpido como sea prctico.Segundo, toda soldadura debe ser de lams alta calidad. Si ambos de estos cri-terios se cumplen, tu eficiencia ser alta.
Realizar la soldadurarpidamente
El proceso por arco metlico prote-gido con electrodo recubierto es el es-tndar usado alrededor del mundo parasoldar lneas de tubera. Es un procesorobusto que le es familiar no solo a sol-dadores, sino a muchos que no lo son. Lamayora de los procedimientos para esteproceso estn precalificados. Precalifi-cado significa que existen parmetros desoldadura preestablecidos que se ha en-contrado producen soldaduras de cali-dad aceptable si se siguen estos procedi-mientos. Para el trabajo en lneas de tu-bera, tpicamente se usa la progresin
descendente. Los soldadores entrenadospara realizar estas soldaduras dominanel arte y tienen destreza y tcnica manualsobresalientes.
Publicaciones del ramo fcilmente ac-cesibles nos proporcionan algunos datosbsicos del procedimiento de soldadura
para la soldadura descendente de tubos.El paso de raz tpicamente se realiza conun electrodo recubierto de celulosa de 532pulg. (4.0 mm) de dimetro. Como reglabsica, para un electrodo de 532 pulg., eltiempo de soldadura para un electrododebera ser aproximadamente un minuto
y la longitud de la soldadura debera seraproximadamente la misma que la lon-gitud del electrodo que se consumi. To-mando en cuenta la prdida del cabo paraSMAW, la velocidad de desplazamientoresultante es aproximadamente 12 pulg./min. Por supuesto, esto es muy sensibleal ajuste y la preparacin de la junta, peronosotros usaremos este valor de 12pulg./min. Como un valor para compara-cin (Ref. 1). La cara de de la raz es t-picamente muy convexa y debe pulirsepara eliminar las posibilidades de inclu-siones de escoria durante el siguientepaso. Este mismo electrodo es tambinusado para hacer el siguiente paso al que
se le llama paso caliente. Los pases querestan, los pases de llenado y tapa, sehacen tpicamente usando electrodos de316 pulgadas (5.0 mm) de dimetro.
Asumamos que estamos soldando untubo XHY de 24 pulgadas. Este tubotiene un grosor de pared estndar de
Fig. 2 Un soldador hace un pase de razusando un proceso semiautomtico.
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pulgada. Dado ese grosor de pared, escomn to tener la expectativa de que serequieren siete pases de soldadura parallenar y completamente y reforzar la
junta de soldadura. Con un dimetro de24 pulgadas, tenemos una longitud desoldadura circunferencial de aproxima-damente 75.4 pulgadas. Para hacer esta
junta, es comn hacer que un soldadorse coloque a cada lado del tubo de ma-nera que podamos dividir la longitud dela soldadura en mitades. Adems pode-mos asumir que el ancho del cordn re-querido se incrementa a medida que lapreparacin de la junta aumente, la ve-locidad de desplazamiento de la solda-dura necesariamente se reducir. Paranuestra consideracin, asumiremos unareduccin de 10% en la velocidad de des-plazamiento para cada pase sucesivo des-pus de la raz y el pase caliente.
En la Tabla 1, Caso I, se muestra queel tiempo total de arco para siete pasesde SMAW en progresin descendentesera significativamente mayor a 28 mi-nutos. Este es el tiempo real de arco en-cendido. Esto no incluye el tiempo quese necesita para pulir la cara de cada sol-dadura para asegurarse de que la esco-ria haya sido totalmente removida. Asmismo, estos clculos no incluyen el
tiempo que el soldador requiere paracambiar electrodos.
Consideremos ahora un mtodo al-terno para realizar esta soladura. Estemtodo utiliza las tecnologas combi-nadas de Surface Tension Transfer(STT) de The Lincoln Electric Co. re-alizado de manera semiautomtica parael pase de la raz junto con el proceso desoldadura por arco con electrodo con n-cleo de fundente protegido con gas(FCAW-G) para los pases de llenado ytapn.
El pase de la raz es ciertamente elms crtico para la integridad de la juntade la soldadura ya sea si se realiza conSMAW o de manera semiautomticaFig. 2. Debido a la naturaleza del manejode los tubos antes de la unin junto conla velocidad requerida durante el pro-ceso de adecuacin, el ajuste de cada
junta de soldadura es inconsistente.Dada esta realidad de la tubera, es re-comendable que la soldadura se realicede manera semiautomtica a mano. Yaque con SMAW, la coordinacin ojo
mano y la experiencia sin iguales del sol-
dador capacitado de tuberas son crticospara el xito de la soldadura. Sin em-bargo, debido a que STT proporcionamayor deposicin de soldadura, los pasescombinados tpicos de raz y caliente de
SMAW se reduce a un pase sencillo, el
cual es tpicamente mayor en grosor queel pase combinado raz/caliente.
El pase fuerte y grueso de la raz nopermitir que el proceso de FCAW-G seaempleado usando un control mecani-
zado de desplazamiento y movimiento.
Tabla 1 Comparacin de SMAW y Procesos Combinados
Caso I SMAW Caso II Raz de STT, FCAW-G Mecaniza
Descendente Llenado y Tapn
Velocidad de Tiempo de Velocidad de Tiempo de
Pase desplazamiento Soldadura Pase Desplazamiento Soldadura
(pulg/min) (min) (pulg/min) (min)
1 12.00 3.14 1 9.00 4.19
2 12.00 3.14 2 7.00 5.39
3 10.80 3.49 3 6.30 5.98
4 9.72 3.88 4 5.67 6.655 8.75 4.31
6 7.87 4.79
7 7.09 5.32
Tiempo Total de Arco SMAW 28.07 Tiempo Total de Arco STT y FCAW-G 22.21
Nota: Dimetro de tubo = 24 in., circunferencia = 75.4 in., dos soldadores, todas las longitudes de soldaduras =
37.70 pulg., reduccin de velocidad de desplazamiento en cada pase =10%.
Fig. 3 El sistema compacto mecanizadoincorpora un pendiente que proporcionacontrol funcional total para el soldador.
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Usando un sistema de tractor montadoen un riel, los siguientes pases puedenhacerse de manera continua en una pro-
gresin ascendente desde la parte msbaja del tubo hasta la ms alta.
Equipo como los sistemas Piper Bugy Piper Plus de Bug-O Systems propor-cionan control y desplazamiento conti-nuos. Instalar cualquiera de estos dos sis-temas toma solamente algunos minutos.Son ligeros, porttiles y fciles de levan-tar y manejar por una sola persona. Unavez levantados en sobre el sis tema deriel, acoplados en su lugar, la soldadurase inicia, y el sistema contina sin pararhasta que ese paso est terminado.
Como se puede ver en la Tabla 1, CasoII, la velocidad de desplazamiento realpara casa pase es considerablementemenor que el pase correspondiente quese asocia con el proceso SMAW en pro-gresin descendente (Caso I). Sin em-bargo, debido a la tasa de deposicinmucho ms alta de estos procesos, se re-quieren menos pases. El supuesto de quela velocidad de desplazamiento debe re-ducirse a medida que el ancho de la juntase incremente es an vlido. Como un re-sultado de la tasa de deposicin mucho
ms alta, el tiempo para terminar la sol-
dadura usando el mtodo mecanizado esde 22.21 minutos. Esto resulta en una me-jora de ms de 5 minutos/junta de sol-
dadura. Como en el Caso I, esto es sola-mente el tiempo en el que el arco estencendido y el metal de soldadura estsiendo depositado. Debido a que haymenos pases, el tiempo total requeridopara pulir la cara de cada soldadura pararetirar todo resto de escoria tambin sereduce.
Hacer una soldadura de
alta calidad
Existen varias maneras de afrontar las
preocupaciones por calidad de soldadurams alta. Una manera obvia es propor-cionar entrenamiento ms efectivo al sol-dador. Esto, sin embargo, no es tan fcilcomo pudiera parecer, ya que el xito dela capacitacin a los soldadores manua-les depende mucho de la cantidad detiempo permitido y de la habilidad indi-vidual de cada soldador. Otra manerade mejorar la calidad de la soldadura esmecanizar el proceso de soldadura deforma tal que la varilla o pistola de sol-dadura y la corriente puedan ser contro-
ladas por computadora para asegurar
que las soldaduras sern duplicadas deforma consistente usando el procedi-miento de soldadura aprobado por el ins-
pector de soldadura y el cliente o enti-dad que gobierne el trabajo.
Si las soldaduras de alta calidad sepueden duplicar de forma consistente,junta tras junta, con menos defectos, re-cortes y reparaciones, la construccin dela tubera se acelera, ahorrando astiempo y dinero. Por ejemplo, puede cos-tarle a un contratista de los Estados Uni-dos $5 000 dlares norteamericanos enpromedio recortar y reparar o remplazaruna soldadura pobre en un tubo de 24pulgadas. Adems, se necesitan horas y
dos trabajadores adicionales para reali-zar este tipo de reparacin. Si hay mu-chas reparaciones de esta naturaleza arealizarse en una lnea de tubera queatraviese el pas, es claro cmo el tiempoperdido es una gran preocupacin paracumplir con los agresivos tiempos de en-trega con que se enfrentan los contratis-tas a menudo hoy da. Sin embargo, elcosto del tiempo perdido para reparacio-nes no es la nica mortificacin; lo estambin el creciente costo en dlarespara hacer este tipo de reparaciones.
Debido a que cada junta de soldadura
Fig. 4 Un soldador monitorea la operacin de una mquina de soldadura para tubera.
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debe ser aceptable segn la especifica-
cin y cdigo que se aplica, el proceso
SMA al aplicarse en tuberas requiere
soldadores excepcionalmente bien entre-
nados y competentes. An as, pueden
resultar defectos por las numerosas pau-
sas e inicios que se requieren para que
los soldadores cambien electrodos o se
reacomoden ellos mismos para continuar
soldando o para aliviar los calambres
causados por las soldaduras incmodasfuera de posicin. La mayora de los sol-
dadores de tubera pueden parar y luego
continuar sin problema, pero esos luga-
res son sitios para posibles defectos. En
cada uno de estos sitios, existe un riesgo
aumentado de inclusiones de escoria y
otros defectos de calidad que quiz ten-
dran que repararse en una fecha poste-
rior. Al eliminar casi todos estos inicios
y pausas, un sistema mecanizado puede
virtualmente eliminar la posibil idad de
que ocurran estos defectos.
Los sistemas de soldadura mecani-zada de tuberas colocan al operador de
soldadura en una posicin ms de obser-
vador y controlador de ca lidad Figs.
3, 4. Aunque los soldadores quiz an
tengan la necesidad de entrar en posicio-
nes incmodas y en lugares estrechos, su
funcin es monitorear y ajustar la solda-
dura. La soldadura per se es realizada
por el control de movimiento del carro
del sistema y tejedor lineal manejable
usando el control automtico de altura.
El trabajo del soldador es manejar el arco
de soldadura, izquierda o derecha, mien-tras que el sensor automtico de altura
mantiene la extensin elctrica ade-
cuada. El operador de soldadura tiene
completo control del sistema para maxi-
mizar la tasa y calidad de la soldadura.
Los operadores calificados de solda-
dura monitorean y controlan el proceso,
haciendo ajustes segn lo dicta su entre-
namiento. De esta forma, todas las sol-
daduras son hechas a la tasa ms efi-
ciente de acuerdo al protocolo del pro-
yecto y cumplen con los procedimientos
preaprobados y preestablecidos, de ma-
nera tal que logran los ms altos niveles
de calidad de soldadura.
Mejorar la eficiencia ycalidad en la soldadurade tubos
Puesto de manera sencilla, los siste-
mas mecanizados utilizan un juego de
rieles que se sujetan al tubo para guiar y
un sistema de carro de soldadura com-
putarizado automatizado de desplaza
por los rieles para soldar los pases de lle-
nado y tapn. Los sistemas Piper Bug y
Piper Plus utilizan un alimentador de
alambre y una fuente de poder Power
Wave Lincoln Electric capaz de produ-
cir diferentes tipos de formas de onda.
Los sistemas proporcionan control de
ruta y movimiento reproducible y pre-
ciso del proceso de soldadura que se ase-
gura mediante un sistema de monitoreo
del proceso que brinda completo control
sobre todos los aspectos del proceso.Este control incrementa la eficiencia de
la soldadura y la calidad de cada solda-
dura.
Como con todo proceso de soldadura,
es necesario que el operador de solda-
dura califique el procedimiento de sol-
dadura antes de iniciar cualquier pro-
yecto. Esto es verdad para todo t ipo de
sistemas mecanizados y automatizados.
El procedimiento de soldadura pro-
puesto pasar por un extenso proceso de
certificacin de soldadura. Las probetas
de soldadura son inspeccionadas y apro-badas. Mientras se desarrolla la solda-
dura, todos los parmetros de soldadura
tales como la velocidad de la alimenta-
cin del alambre, velocidad de desplaza-
miento, datos de tejido, etc., se almace-
nan en la caja de control. Una vez apro-
bados, todos los parmetros que hayan
sido desarrollados y almacenados pue-
den guardarse ya sea dentro de la caja
misma o en un dispositivo de memoria
USB estndar. Estos datos pueden tam-
bin guardarse en una computadora per-
sonal para su almacenamiento perma-nente. Adems, estos datos pueden car-
garse a tantas unidades de soldadura
como se requiera, asegurando al gerente
de proyecto que los parmetros usados
para crear las soldaduras sean los mis-
mos durante toda la secuencia y que
todas las soldaduras se harn de la misma
manera.
Cualquiera que sea el sistema elegido,
es claro que la combinacin del proceso
semiautomtico para soldadura de pase
de raz junto a la soldadura FCA meca-
nizada para los pases de llenado y tapn
puede ayudar a mejorar la eficiencia de
la soldadura en tubos mediante el incre-
mento en las tasas de deposicin y la me-
jora en la calidad de la soldadura.
Referencia
1. Welding Pressure Pipelines & Piping
Systems, Stick C2.420. 2002. The Lincoln
Electric Co., Cleveland, Ohio.
OCTUBRE 201318
Alambres con centro fundente
Acero para herramientas MIG y TIG
Fabricando
Alambres concentro fundente
para soldadura
Cobalto
Nquel
Revestimientos duros
Inoxidable
Aleaciones
Acero para
herramientas
Mantenimiento
Aleaciones forjadas
Aleaciones pororden especial
Electrodos revestidos
P
aramsinformacin,visitewww.aws.org/ad-index
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La bsqueda por petrleo y gasnunca ha sido tan intensa como loes hoy; el petrleo fcil ya ha sido
encontrado. Hoy, la bsqueda se enfocaen el petrleo y gas que con anterioridad
eran demasiado caros de obtener, es-pecialmente en perforaciones submari-nas y de esquisto bituminoso. Estos nue-
vos descubrimientos a menudo involu-cran la exposicin del equipo a altos ni-
veles de gas de H2S (sul furo de hidr-geno), el cual es altamente corrosivo paramuchos materiales. Para evitar la corro-sin en vlvulas, tubos y otros equipos decampo, la zona expuesta es con frecuen-cia protegida con un depsito recubri-miento de soldadura alto en aleacin, porejemplo Inconel 625, mediante un pro-ceso conocido como enchapado o reves-
timiento. El revestimiento exitoso paraestos ambientes altamente corrosivos re-quiere de la integridad casi perfecta dela soldadura y la inspeccin minuciosa dela misma.
Como con todo tipo de soldadura, lacalidad del primer rendimiento es extre-
madamente importante. Esto es especial-mente verdad para el revestimiento de-bido a que si el H2S puede penetrar elmaterial revestido de alta aleacin y en-trar en contacto con el respaldo de acero
al carbn, el material subyacente se co-rroer y con el tiempo presentar falla.El depsito del revestimiento es exami-nado usando un penetrante lquido paraasegurar que no hay discontinuidades en
Revestimiento enfrentaretos de perforacin de
petrleo y gas natural
Revestir el cuerpo de una vlvula en unorificio que se interseca requiere delcontrol estricto de parmetros.
Considera estos factores antes de
preparar una operacin de
revestimiento
WM. JEFF HOFFART es un especialista enautomatizacin con Fronius USA
(www.fronius-usa.com). Fronius Interna-tional GmbH es una compaa con sede enAustria con su subsidiaria en los Estados
Unidos Portage, Indiana. Los centros deVentas y Servicios se encuentran ubicados
en Chattanooga, Tenn., and Brighton, Mich.
POR WM. JEFF HOFFART
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la superficie, y se utilizan pruebas ultra-snicas de haz recto para verificar el gro-sor del revestimiento. Si se identificandiscontinuidades, estas deben ser remo-
vidas quirrgicamente y el rea deberser preparada para efectuar soldadura dereparacin. Posterior mente se repite la
evaluacin con el penetrante lquido.
La seleccin del equipoes crtica para el xito
Se utiliza equipo especializado pararevestimiento para efectuar el depsitode la sobrecapa de soldadura. Debido a
su penetracin controlada y tiempo alto
de arco encendido, un proceso de solda-dura de eleccin es la soldadura por arcode tungsteno protegido con gas (GTAW)utilizando la adicin de alambre caliente.La mayora de las veces se usa alambrede 0.045 pulg., pero algunas compaasadems usarn dimetros de alambre de
0.035 y1
16 pulg. Para maximizar la cali-
Fig. 1 Sistemas multiaxiales decontrol para revestir una vlvula.
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dad del depsito de soldadura, se usan
suministros de energa de soldadura pul-
sada tanto para el proceso de GTAW
como para la adicin de alambre caliente.
Aunque muchos suministros de energa
de soldadura pulsada se encuentran dis-
ponibles en la industria, no todos son he-
chos de la misma manera, por lo que se
debe prestar mucha atencin al proceso
de seleccin. Cuando el Inconel o acero
inoxidable austentico son usados para el
depsito de soldadura, el suministro de
energa de pulso seleccionado debe tener
un amplio rango de parmetros de pulso
para permitir el fino ajuste del arco. As
tambin, el suministro de energa de
GTAW y el suministro de la energa del
alambre caliente se conectan mejor me-
diante software para permitir el desem-
peo pico. Debido a su control virtual in-
finito, un suministro de energa digital-mente diseado puede proporcionar la
mejor qumica del depsito de soldadura
y perfil del cordn de soldadura en
general.
La colocacin precisa yorificios que seintersecan requierencontrol por computadora
El equipo de movimiento controlado
por computadora asegura la colocacin
exacta de cada cordn de soldadura y
control superior del proceso de solda-
dura. El equipo debe tambin estar dise-
ado para manejar altas temperaturas de
soldadura de interpase y de precalenta-
miento. Esto se logra utilizando sistemas
de enfriado por agua en equipo crtica-
mente expuesto antorchas, brazos o
plumas, y cmaras. Complicando an
ms el diseo del equipo se encuentra la
precisin que se necesita para posicionar
la soldadura para revestir vlvulas con
mltiples orificios que se intersecan u
Fig. 3 Sistema de control de revestimiento con capacidades de monitoreo yregistro.
Fig. 2 Sistema de revestimientopara tubos con monitoreo visual.
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orificios con formas diferentes, o ambos.Por ejemplo, un orificio de una vl-
vula a menudo se coloca verticalmentepara aplicar el revestimiento porque losorificios que intersecan por fuera de la
vlvula evitan el fci l movimiento rota-tivo en la posicin horizontal. Los orifi-cios que se intersecan requieren que elequipo de aplicacin del revestimientose encienda y se apague a cada punto deinterseccin. Para manejar estos orificioscon formas diferentes, orificios que se in-tersecan y caras de anillos, el sistema
debe tener un sistema de control multia-xial Fig. 1.
Revestimiento de tubos
La aplicacin de revestimiento atubos es en s su propio portador de de-safos. Con frecuencia se aplica revesti-miento a una variedad de longitudes detubos, siendo la longitud ms grande lade 42 pies. Al soldar tubera, los pies cua-drados del depsito de soldadura pue-den ser cantidades enormes; por ello, el
rendimiento debe ser alto porque los re-querimientos lineales en la mayora delas aplicaciones pueden ser de muchasmillas. Los requerimientos de unos cuan-tos cientos de pies a ms de 40 millas sehan terminado o contemplado. El equipopara el revestimiento que se usa para re-cubrir tubos debe usar arcos mltiplesGTAW que funciones simultneamente.Por ende, el brazo debe ser robusto, y unmedio de visualizacin es tambin crtico Fig. 2. Todos los aspectos del equipodeben ser enfriados por agua ya que lostiempos de soldadura para un solo tubo
de 40 pies puede ser literalmente de das,dependiendo del dimetro interno.
Mantener la calidad
Debido a que el H2S es altamente co-rrosivo, la integridad de la soldaduradebe ser buena y la inspeccin, minu-ciosa. Para asegurar el mximo nivel decalidad, el equipo de revestimiento de-bera ofrecer monitoreo constante y ca-pacidades de registro de todos los par-metros de soldadura amperios, vol-
tios, velocidad del alambre, velocidad dedesplazamiento y gas de proteccin. Sise utiliza la oscilacin, el ancho del trazo
y la velocidad del trazo deberan tambinmonitorearse y registrarse.
Algunos equipos de revestimientoofrecen monitoreo visual y capacidadesde registro (Fig. 3), los cuales son alta-mente deseables especialmente en situa-ciones con un acceso pobre al depsitode la soldadura. Aunque muchas cosaspueden causar problemas con la calidadde la soldadura tales como parmetros
incorrectos de soldadura, superficie desoldadura o alambre sucios, etc., el pro-blema ms comn es el error del opera-dor al no asegurarse de que el tungstenopermanezca lo suficientemente limpiopara permitir un perfil de arco bien de-finido y para asegurarse del encadena-miento adecuado del cordn de solda-dura y perfil general.
Parmetros de operacin
Un entendimiento completo de losparmetros de proceso de soldadura es
esencial al realizar revestimientos. De-pendiendo de la aplicacin de revestido,se puede utilizar un amplio rango de pa-rmetros de proceso de soldadura. Una
vez que el equipo adecuado haya sido ele-gido, la optimizacin de las variables deproceso de soldadura debe establecerse
y calificarse. Ver Tabla 1 para una listaabreviada de parmetros de proceso desoldadura para GTAW de alambre ca-liente y la influencia que tienen en la pro-duccin y la calidad de la soldadura. Porfavor nota que ste es un panorama ge-
neral; los parmetros de soldadura pue-den ser entremezclados para lograr unaamplia variedad de resultados.
Es el revestimientoadecuado para ti?
Con una cantidad de variables a con-siderar, una compaa que elige entraral negocio del revestimiento debe tenerun entendimiento a detalle de los pro-ductos que sern revestidos y la produc-
cin que se le requerir para cumplir consus demandas de mercado.A continuacin tenemos unos cuan-
tos ejemplos de las preguntas que debencontestarse al investigar las opciones deequipo:
Cul es la qumica deseada del re-vestimiento depositado?
Se requiere la oscilacin? Cuntos pies cuadrados deben re-
vestirse en un periodo dado de tiempo? Cul es la longitud mxima/mnima
de los orificios? Cul es el dimetro mximo/m-
Tabla 1 Inuencia de los parmetros de proceso sobre la calidad de la soldadura
Parmetro de soldadura Inuencia
Velocidad de soldadura Perl del cordn y produccin
Balancear la velocidad de soldadura con el amperaje del arco y la velocidad dealimentacin del alambre es crtico para logar resultados ptimos
Distancia del paso Perl del cordn en la zona de amarre
Dimetro del alambre Perl del cordnOptimizar el dimetro del alambre al aporte de calor disponible proveen mximo control del charco de soldadura
Velocidad de alimentacin del alambre Produccin
Alimentaciones ms altas de alambre proporcionan mayor cobertura (pulg.2)
Gas de proteccin Produccin y perl del cordnAlgunas mezclas de gas permiten mayores velocidades de alimentacin dealambre debido a la tasa de fundicin
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nimo de los orificios? Qu formas de orificios y caras de
anillos deben revestirse? Cul es el nmero y las medidas de
los orificios que se intersecan?Para compaas que tienen contem-
plado agregar el revestimiento a sus ca-pacidades, la atencin al detalle es im-perativa para el xito. El xito o fracasodependern de qu tan bien una compa-
a elija: El equipo de revestimiento que se
requiereCapacidad de produccinDurabilidadMantenimiento
Capacidad de respuesta del apoyode mantenimiento para el equipo porparte del fabricante.
Programacin del mantenimientopreventivo
Operadores de maquinariaReducir la rotacin de personal
Proporcionar capacitacin con-tinua de operacin y mantenimiento.
Finalmente, una empresa que ingresaal mercado del revestimiento necesitatener a alguien disponible empleadoo a travs de un proveedor o consultor que tenga un excelente entendimientode los parmetros de soldadura, de formatal que la produccin mxima y la cali-dad general del depsito de revesti-miento puedan optimizarse.
Necesidad creciente de
revestimiento
Debido a las demandas cambiantes enla exploracin de petrleo y gas, la nece-sidad del revestimiento se intensificaren los siguientes aos. La tecnologa delrevestimiento ha sido aceptada por la in-dustria como el estndar cuando la co-rrosin es un factor en el diseo deequipo para campos petrolferos. La apli-cacin exitosa de material de revesti-miento est directamente relacionadacon: 1) el equipo que se usa, 2) el nivel
de habilidad de los operadores para ase-gurar el uso apropiado del equipo, y 3)el desarrollo de parmetros ptimos desoldadura. Si estas tres reas especficasse manejan adecuadamente, la empresade revestimientos y sus clientes puedenestar seguros de que siempre se de-positar la mxima calidad de revesti-miento.
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Por qu necesitamos los estndaresde soldadura? En lugar de hacer esa pre-gunta, quiz deberamos considerar loque podra pasar si no hubiera estndaresde soldadura. Por ejemplo, si las solda-duras tuvieran la medida equivocada o sucolocacin fuera incorrecta, si se usaranmetales de aporte incompatibles, las es-tructuras soldadas pudieran no desempe-arse como se espera. Sin estndares, lacalidad e integridad de los productos fa-bricados pudieran ser inferiores, lo cualresultara en fallas catastrficas e incluso
en la prdida de vidas.
Lo que hacen losestndares
Los estndares de soldadura aseguranla seguridad y calidad de productos, elambiente y el personal incluyendo solda-dores y trabajadores en las inmediacionesde operaciones de soldadura. Los estn-dares proporcionan uniformidad y com-patibilidad para asegurar resultados con-
sistentes, confiables e intercambiables.
Los estndares brindan la seguridad deque un producto se ha fabricado en basea un conjunto de reglas establecido y con-fiable. Los estndares adems ayudan aevitar el costoso retrabajo al lograr que eltrabajo se haga correctamente desde laprimera vez.
Existen muchos tipos de discontinui-dades de soldadura que fomentan la fa-tiga, fracturas por fragilidad o fallas porcorrosin de lo fabricado. Los aceros sonsusceptibles al agrietamiento por hidro-geno y dctiles al comportamiento que-
bradizo a bajas temperaturas. Los mate-riales austeniticos son susceptibles alagrietamiento por licuacin y solidifica-cin, y a la significativa segregacin dealeaciones que pudiera promover la co-rrosin. Los estndares proporcionan lasreglas necesarias para asegurar que estos
y otros problemas sean controlados y queno representen riesgos.
A continuacin se encuentran ejem-plos de cdigos y estndares AWS y pro-psito para el que fueron creados:
Los estndares para consumibles de
soldadura AWS A5 aseguran que los me-
tales de aporte y materiales auxiliaressean compatibles con el material base y elproceso de soldadura.
Los estndares de soldadura puedenproporcionar las reglas para obtener sol-daduras sanas del diseo y tamao co-rrectos. Ellos aseguran que los productosterminados tengan la calidad requerida yque sean compatibles con la aplicacinpara la que fueron fabricados, v.g., lospuentes fabricados de conformidad al
AWS D1.5, Cdigo de Soldadura en Puen-tes, o las estructuras de acero soldadas de
acuerdo al AWS D1.1, Cdigo de Solda-dura Estructural Acero.
Estndares de inspeccin y evalua-cin, v.g., AWS B1.10, Gua para la Ins-peccin No Destructiva de Soldadura, seusan para evaluar los resultados de la sol-dadura. Para fabricaciones de alta inte-gridad, las juntas soldadas pudieran ne-cesitar pasar inspecciones volumtricas(radiogrficas o ultrasnicas), de superfi-cie (tinte penetrante o partcula magn-tica), y visuales. Los requerimientos de lainspeccin no destructiva se basan en el
manejo de riesgos para asegurar la apti-
Comprendiendo losEstndares AWS
Se explica qu son los estndares,por qu y cmo se desarrollan, ysu importancia para la industria
POR ANDREW DAVIS
Andrew Davis ([email protected])es el director gerente de
desarrollo y sistemas del depar-tamento de servicios tcnicos.
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tud para el servicio sin agregar costos ex-cesivos.
Los estndares de calificacin talescomo el AWS B2.1,Especificacin para laCalificacin de Procesos y Desempeo, de-finen la capacitacin, destrezas, conoci-mientos, y experiencia que se requierenpara que el personal realice la soldadurabajo un conjunto definido de condicio-nes. Los estndares de para la certifica-
cin como el AWS QC-1, Estndar parala Certif icacin AWS de Inspectores de
Soldadura, proporciona prueba docu-mentada de que el personal cumple conlos requerimientos de calificacin.
La certificacin de soldadores brindala confianza en la habilidad de la personapara soldar el material en cuestinusando procesos de soldadura adecuados
y en las posiciones de soldadura requeri-das. As mismo, la certificacin de proce-sos de soldadura de la seguridad de quela calidad requerida de soldadura se ob-
tendr.Los estndares para la seguridad y la
salud tales como el ANSI Z49.1, Seguri-dad en la Soldadura, el Corte y Procesos
Afines, aseguran la seguridad del solda-dor y del personal en las inmediacionesde operaciones de soldadura. Estos es-tndares especifican los requerimientospara asuntos como la seguridad en el ma-nejo de la electricidad y el fuego, ventila-cin, equipo de proteccin personal y eltrabajo en areas confinadas.
Una historia de losestndares AWS
Pudiera sorprenderte saber que la So-ciedad Americana de Soldadura ha es-tado redactando estndares por casi 100aos, especialmente debido a que la sol-dadura, como proceso comercial deunin, se ha estado usando a penas desdefinales del siglo XIX. En la infancia de lasoldadura, la comprensin acerca de losprocesos y materiales disponibles era li-mitada. Como consecuencia, con fre-
cuencia ocurran fallas en las soldadurasque no podan explicarse. Exista una re-sistencia inicial hacia la soldadura comoremplazo de las tcnicas existentes comoel remachado con aire caliente y la unincon tornillos o pernos, la cual trajo suspropios riesgos debido a que estructurasms grandes y ms complejas se empeza-ron a construir.
A principios de la Primera GuerraMundial, se fund la Emergency FleetCorp. para revisar el uso de la soldaduraelctrica en la construccin de navos
para incrementar la productividad y la re-
duccin de costos. El Consejo Nacionalde Soldadura fue creado en 1918 paraconsiderar los desarrollos en la soldaduracon gas.
La Sociedad Americana de Soldadurase fund en 1919 para aumentar los co-
nocimientos combinados de estas dosorganizaciones y obtener una mayorcomprensin de esta tecnologa aun rela-tivamente nueva e incomprendida.
Un grupo auxiliar, The American Bu-reau of Welding (tambien conocido comoel Comit Americano de Soldadura)tena la tarea de establecer y estandari-zar la informacin, realizar investigacinsegn fuera necesaria, y por ende proveeruna base solida para el desarrollo de unaindustria destinada a ser la primera de sumagnitud. Su funcin principal era la in-
vestigacin y la estandarizacin de la sol-dadura.
La primera edicin del AWS WeldingJournal, publicada en 1919, ya reconocala gran importancia para la soldadura dedos temas: Qu debe constituir la eva-luacin de una soldadura? y Comodebe entrenarse a los soldadores? Tam-bin se identifico la necesidad de pruebasestandarizadas para el equipo y especifi-caciones para el alambre de soldadurapara obtener resultados comparables yrepetibles.
En 1922, la AWS public sus primeros
estndares: Boletn No. 1, Estndares para la
Evaluacin de Soldaduras. Este ha evolu-cionado a un rango de estndares actua-les como el AWS B4.0,Mtodos Estndarpara la Evaluacin Mecnica de Soldadu-
ras, y el B1,Estndares Acerca De la Eva-luacin No Destructiva.
Boletn No. 2,Especificaciones y Fo-lios para Alambre de Soldadura . En 1922,ya se reconoca que se deba prestar aten-cin cuidadosa a las caractersticas fsicas
y qumicas del alambre de soldadura para
obtener buenas soldaduras. Actual-
mente, existen ms de 30 especificacio-nes AWS A5 para metales de aporte queabarcan diferentes procesos de soldadura
y materiales base.La AWS tiene una larga relacin con
la Sociedad Americana de Ingenieros
Mecnicos (ASME, por sus siglas en in-gles). La AWS comparti el mismo Edifi-cio de Sociedades de Ingeniera que
ASME en Nueva York hasta 1961. Estasinergia sin duda permiti compartir co-nocimientos y desarrollar la Seccin IX,Calificaciones de Soldadura y Soldadura
Fuerte, del Cdigo ASME para Calderas y
Contenedores a Presin.
Por qu se desarrollaronlos estndares
La base de conocimientos acerca de lasoldadura y los materiales ha aumentadoexponencialmente desde los primerostrabajos de la Agencia Americana de Sol-dadura. El desarrollo de los estndares
AWS a lo largo de los aos ha reflejadolas preocupaciones de manufactura de unperiodo particular y de los procesos yequipos que se usaban en cada uno. Porejemplo, los muchos casos de navos Li-berty y otros que se agrietaron durante laSegunda Guerra insto la investigacinacerca de la fractura por fragilidad. El re-
sultado es que problemas como el agrie-tamiento por hidrogeno y otras fallasrelacionadas de la soldadura son hoyampliamente comprendidas y docu-mentadas
Los efectos de las discontinuidades enla resistencia de la soldadura, fatiga y sus-ceptibilidad a la falla han resultado en laevaluacin y estndares de inspeccinms estrictos. Adems, los avances en latecnologa en la fabricacin de acero handado como resultado aceros ms limpiosbajos en aleaciones y de alta resistencia
que son menos susceptibles a los meca-
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Tabla 1 Principales reas cubiertas por los estndares AWS
Soldadura estructural Ferrocarriles Seguridad y salud Especificaciones estndar de procesos de soldadura Calificacin Soldadura fuerte y soldadura blanda Capacitacin Tubos y tuberas Certificacin Sistemas de procesamiento de alimentos Inspeccin Consumibles Proyeccin o roco trmico Especificaciones de material de aporte
Procesos de soldadura y corte Automotriz Metal laminado Aeroespacio Soldabilidad de metal base Marina Robtica Maquinaria Computarizacin Soldadura por resistencia Plsticos
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nismos de fallos vistos en el Siglo XX.Los avances en los materiales de aportede soldadura y los procesos de soldadurahan dado como resultado soldaduras queson ms fuertes y mucho menos suscepti-bles al agrietamiento y a las fallas.
La Sociedad Americana de Soldaduraactualmente emite ms de 300 estndares
y otras publicaciones sobre soldadura y
procesos afines. La Tabla 1 muestra lasprincipales reas que los estndares AWScubren. Puedes encontrar una lista com-pleta de los estndares AWS actuales enwww.aws.org/catalogsohttp://pubs.aws.org.
La calificacin de procedimientos desoldadura y soldadores se ha extendidopara controlar el rango completo de pro-cesos de soldadura y materiales. Para ase-gurar la calidad, se ha desarrollado unrango de certificaciones, que incluye elprograma de Inspector Certificado AWSde Soldadura (CWI, por sus siglas en in-gles), para demostrar que el personaltiene calificaciones y destrezas necesariaspara producir soldaduras consistentes yde alta calidad.
Los programas de certificacin AWSincluyen soldadores, inspectores, intr-pretes radiogrficos, educadores de sol-dadura, entre otros. Para una lista com-pleta de los programas de certificacin
AWS, visitawww.aws.org/certification.
Formatos para losestndares
Un estndar es un documento queproporciona reglas y pautas, se producepor consenso, y aprobado por un cuerporeconocimiento. Los estndares AWS sepublican en cinco formatos diferentes de-pendiendo de su propsito (Tabla 2).
Aunque abarcan la soldadura de los ma-teriales ms ampliamente utilizados, v.g.,acero y aluminio, usando procesos tradi-cionales de unin como la soldadura porarco de tungsteno protegido con gas, porarco metlico protegido con gas, y por
arco metlico protegido con electrodo
recubierto, se han extendido en aos re-cientes para incluir temas como la solda-dura de plsticos y la soldadura robtica
y por friccin agitacin. Las nuevas reaspara la estandarizacin que se estn con-siderando incluyen la manufactura y an-lisis numrico.
Los cdigos son escritos en la formade un conjunto complete de requeri-
mientos y materiales de referencia quedan soporte al proceso de fabricacin omanufactura de una compaa. Los cdi-gos prescriben procedimientos e inspec-ciones aceptados por la industria, deforma tal que se pueda determinar que seha cumplido con los requerimientos.Estn escritos en un formato apropiadopara la adopcin por parte de entidadesgubernamentales, gremios, compaas deseguros, y otras autoridades como partede una ley o disposicin regulatoria. Loscdigos a menudo constituyen la base dedocumentos contractuales.
Las especificaciones proporcionan re-querimientos tcnicos esenciales (mate-riales, equipo, detalles de procesos, etc.)para un material, producto, sistema o ser-
vicio. Por ejemplo, los estndares A5para metal de aporte para soldadura pro-porcional los requerimientos para la cla-sificacin y evaluacin de consumibles dela soldadura.
Los mtodos detallan procedimientosaceptados por la industria para realizarpruebas o ensayos, tcnicas de muestreo,anlisis o medicin. Un ejemplo es el
AWS B4.0,Mtodos Estndar para la Eva-luacin Mecnica de Soldaduras .
Las guas brindan informacin gene-ral con respecto a uno o ms mtodospara lograr una tarea especfica.
Las prcticas recomendadas detallantcnicas aceptadas por la industria pararealizar un proceso, procedimiento uoperacin especfica.
Tanto las guas como las prcticas re-comendadas proporcionan datos tcni-cos de apoyo que ayudan a educar a laindustria y a transferir las mejores
prcticas.
Los voluntariosfortalecen losestndares
Los estndares de la Sociedad Ameri-cana de Soldadura son el resultado de lacombinacin de los conocimientos y la in-formacin literalmente de cientos de
miles de expertos de la industria global yde los Estados Unidos con la suma de mi-llones de horas de trabajo a travs de losaos. Algunos estndares bien estableci-dos se publicaron por primera vez en ladcada de 1920 y se han revisado y ac-tualizado ms de veinte veces. El AWSD1.1, Cdigo para la Soldadura Estructu-ral Acero, sali a la luz por primera vezen 1928 como el Cdigo para Soldadurapor Fusin y Corte con Gas en la Cons-
truccin de Edificios. La vigesimoterceraedicin de este prestigioso y amplia-mente utilizado estndar se espera para2015.
Para asegurar la relevancia para la in-dustria y alta calidad, los estndares AWSse desarrollan bajo estrictos procedi-mientos acreditados y consensuados delInstituto Americano de Estndares Na-cionales (ANSI por sus siglas en ingles)que garantizan, entre otras cosas, que: La participacin est abierta para todaslas personas, a nivel mundial, directa ymaterialmente afectadas; Los comits estn balanceados de ma-nera que ningn individuo, categora de
intereses u organizacin puede dominarel proceso; Todos los puntos de vista y objecionessean consideradas; Todos los borradores estn sujetos amltiples niveles de evaluacin y escruti-nio incluyendo un periodo de revisin p-blica; Todos los pasos en el proceso de desa-rrollo se puedan ser impugnados de ma-nera imparcial; Los estndares se revisen en pro de laprecisin tcnica en un plazo no mayor a
los cinco aos posteriores a su publica-
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Tabla 2 Resumen de Tipos de Estndares y Sus Aplicaciones
Tipos de Estndar Proporciona Uso
1. Cdigo Requerimientos Alcance del trabajo2. Especificacin Detalles tcnicos Producto o servicio3. Mtodo Procedimiento detallado Medicin, evaluacin o anlisis4. Gua Gua instructiva Alcance del trabajo5. Prctica Recomendada Prctica actual de preferencia Alcance del trabajo
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cin y se actualicen o confirmen en con-secuencia.
Una de las claves del xito de los es-tndares AWS es que son desarrolladospor la industria de la soldadura para eluso de la industria de la soldadura. Losestndares son redactados por ms de160 comits dedicados a temas especfi-cos y los borradores se someten a variosniveles de revisin tcnica previos a su
publicacin. Los estndares AWS son di-rigidos por el mercado y su desarrolloguiado por el sector privado, no por cuer-pos reguladores o de gobierno. La fuerzadel sistema de desarrollo de estndarespor consenso voluntario de los EstadosUnidos es realzado por el Acta Nacionalde Avance y Transferencia de Tecnologade 1995, el cual ordena a los cuerpos gu-bernamentales a usar estndares tcnicosdesarrollados y adoptados por instanciasde estndares por consenso voluntario.En un nmero de casos, estndares AWS
tales como el AWS D17.1,Especificacinpara la Soldadura por Fusin para Aplica-
ciones del Aeroespacio, han remplazado alas especificaciones de la milicia de losEstados Unidos.
Traducciones de losestndares AWS
Los estndares AWS son redactadospara el uso global y de los Estados Uni-dos y muchos pases a nivel mundial losadoptan y los usan debido a sus reconoci-dos alta calidad y enfoque cero sin sen-tido reconocidos.
Para abrir la puerta aun mas a usua-rios de estndares AWS, un numero depublicaciones clave estn ahora disponi-bles en idiomas distintos al ingls, inclu-
yendo espaol, chino, portugus, ruso yjapons.
El objetivo de la AWS es tener una bi-blioteca completa en espaol de referen-cias para el programa de Inspector deSoldadura Certificado (CWI) AWS queincluya seminarios y preguntas de exa-men en 2014. Los soldadores e ingenierosen soldadura de habla hispana entonces
podrn beneficiarse del valioso conte-nido asimilado durante muchos aos y es-tudiar para convertirse en CWI.
T puedes participar
El trabajo de redactar estndaresAWS se hace mediante ms de 166 comi-ts tcnicos, subcomits y grupos para ta-reas especficas. Ms de 2000 voluntariosen los comits con el apoyo de la indus-tria y la academia redactan los estnda-res. Sin la informacin de estos valiosos
recursos de los comits, estos estndarestcnicos no serian posiblesSi estas interesado en obtener exper-
ticia y contribuir con el desarrollo de es-tndares, por favor ponte en contacto conla AWS para explorar en qu rea tus co-nocimientos y experiencia pueden agre-gar valor.
Puedes ponerte en contacto con cual-quiera de los siguientes miembros delpersonal de la Divisin Tcnica de AWSen Espaol: Annette Alonso, director, (305) 443-9353, ext. 299,[email protected]
Alex Daz, director asociado, (305) 443-9353, ext. 304,[email protected].
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La tecnologa de convertidores para
la soldadura por arco de tungstenoprotegido con gas (GTAW) con co-
rriente alterna (AC) tradicionalmente hasido considerada como cara, complicadae incluso problemtica. Avances recien-tes en dispositivos interruptores, micro-chips y la tecnologa del tungsteno hancambiado el campo de juego, haciendode la tecnologa de convertidores paraaplicaciones de GTAW AC ms accesi-ble y econmica, ofreciendo una solucinde soldadura de alta tecnologa a unrango ms amplio de usuarios desde el
soldador promedio hasta talleres de fa-bricacin industrial de todos tamaos.
Los inicios de la GTAW AC
Para una mejor comprensin de losconvertidores y los beneficios que ofre-cen, es importante reflexionar acerca delos inicios de la GTAW AC.
Durante el desarrollo de la GTAW aprincipios de los 1940s, se descubri quela polaridad inversa de la AC podra re-mover la tenaz capa de xido del alumi-
nio, hacindolo ms fcil de soldar. LaGTAW de corriente alterna utilizaba una
sencilla tecnologa de transformador que
utilizaba una potencia de onda de senoentrante de 60 Hz para generar un arcoadecuado para el proceso. Esta tecnolo-ga consista en un pesado transforma-dor para suministrar la energa adecuada
y un amplificador magntico igualmentepesado como medio del control de salida.
Una desventaja de usar energa de
onda de seno AC era el largo periodo de
tiempo en corriente baja mientras que lacorriente cambiaba de polaridad. Se re-quera de alta frecuencia (HF) para ayu-dar a asegurar el reencendido del arcodurante la alternancia del flujo de co-rriente. Si el arco no se reencenda, tpi-camente durante el medio ciclo de elec-trodo positivo, suceda la rectificacin y
ROBERT L. BITZKY([email protected])
es gerente, Centro de Entrenamiento y
Procesos, y JEFFGARRAUX
([email protected])es ingeniero
soldadura y procesos de soldadura, ESAB
Welding & Cutting Products, Florence, S.C.
La tecnologa de los convertidores en aplica-ciones GTAW ha evolucionado para ofreceruna respuesta rentable, fcil de usar y dealta tecnologa que tiene un gran atractivo
POR ROBERT L. BITZKYY JEFF GARRAUX
Fig. 1 Suministros de energa de con-
vertidor ponen a disposicin frecuen cias
de soldadura de hasta 200 Hz, brindando
ms control de la forma de onda AC. De-
bido a que la frecuencia se incrementa, la
columna del arco se vuelve ms concen-
trada. Esto permite al soldador colocar
cordones ms pequeos. Con un arco ms
concentrado, el lado de limpieza del ciclo
es adems ms concentrado,produciendo
una zona de ataque el xido ms angosta.
Convertidores mejoran controlpara soldadura por arco de
tungsteno protegido con gas AC
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la accin limpiadora se perda.Era una lucha constante tratar de
mantener la polaridad balanceada paraasegurar la accin limpiadora suficientesobre la superficie del aluminio. Esta po-laridad balanceada causaba que la puntadel electrodo de tungsteno formara una
bola fundida y que el arco fuera bastanteamplio. Como un menoscabo secunda-rio, la rectificacin a veces causaba queel tungsteno de hecho escupiera un pe-queo pedazo del material fundido en elcharco de soldadura. Adicionalmente, lacaracterstica de los dispositivos magn-ticos caus una mayor distorsin (dete-rioro) en la onda de seno, haciendo deste, un proceso menos que perfecto.
Era obvio que el proceso de la ondade seno no era la respuesta. Un cambioms rpido a travs de la inversin de la
corriente ofreca una mejor solucin. La
era de la onda cuadrada (alrededor de fi-nales de los 1970s) introdujo un cambiorpido, lo cual ayud a disminuir muchosde los problemas del arco de balance yrectificacin, pero las mquinas de sol-dar an eran muy pesadas y no muy efi-cientes en energa.
Mejor frecuencia y balance
Aunque la introduccin de la tecno-loga de onda cuadrada ofreca mejorcontrol del balance de polaridad en com-paracin con la tecnologa de onda deseno, esta tecnologa se limitaba a apro-
ximadamente 75% corriente directa elec-trodo negativo (DCEN) y 25% corrientedirecta electrodo positivo (DCEP), per-mitiendo menos tiempo en el lado DCEPdel ciclo y reduciendo el calentamiento
general del tungsteno.
Lo que se necesitaba era el cambioms rpido y tecnologa que fuera mseficiente y pesara menos. Esto vino a su-ceder con la era de la tecnologa del con-
vertidor.La llegada de los suministros de ener-
ga de convertidor puso a disposicin fre-
cuencias de soldadura de hasta 200 Hz Fig. 1.El incremento en la frecuenciaproporciona mayor control de la formade onda AC. A medida que la frecuenciase incrementa, la columna del arco se
vuelve ms concentrada. Esto permite alsoldador colocar cordones ms peque-os. Con un arco ms concentrado, ellado de limpieza del ciclo es tambin msconcentrado, produciendo una zona msangosta de ataque de xido. Adems deun arco ms concentrado, las capacida-des para el pulsado tambin se incre-
mentan bastante.
Fig. 2 El control de balance y frecuencia ms altos proporcionado por los sistemas modernos basados en convertidores permite al
soldador afinar el arco de la onda cuadrada tradicional a un arco concentrado en AC, en competencia con las caractersticas del arco
DC. Esto ayuda al soldador a mantener un arco muy estable y concentrado para producir soldaduras pequeas de alta calidad que no
se pueden lograr con equipo de estilo ms viejo.
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