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PROCESOS DE SOLDADURA

PROCESOS DE SOLDADURA

Existe una gran variedad de procesos de soldadura, varios métodos y técnicas de aplicación y una extensa cantidad y variedad, en constante aumento, de metales base y de aporte, por lo que una revisión de tales procesos necesariamente resulta incompleta. Adicionalmente, debido a que cada proceso involucra aspectos técnicos, de producción, metalúrgicos, económicos y de otra índole, las consideraciones de este capítulo se limitan a los procesos más usuales, mismos que son abordados desde los puntos de vista más estrechamente relacionados con la inspección de soldadura: una descripción breve del proceso y del equipo que se emplea, sus principales aplicaciones, ventajas y limitaciones, las variables particulares más relevantes y, en especial, las especificaciones y clasificaciones de los electrodos y metales de aporte.

Debido a que en el idioma Español el término soldadura se aplica de manera indistinta para referirse a diferentes grupos de procesos de unión y a diversos objetos y significados (unión soldada, electrodo recubierto, metal depositado, metal de aporte y operaciones de soldadura, entre otros), es conveniente, antes de seguir tratando sobre los procesos de soldadura, hacer algunas precisiones sobre el significado de este término, para lo que se recurrirá a las siguientes definiciones estandarizadas:

CARTA MAESTRA DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA (DE ACUERDO CON LA NORMA ANSI/AWS A3.0-94, “TÉRMINOS Y DEFINICIONES ESTÁNDAR DE SOLDADURA”)

Soldadura Por Arco (Arc Welding – Aw) Soldadura con hidrógeno atómico................................................................ AHW Soldadura de arco con electrodo desnudo................................................. BMAW

Soldadura de arco con electrodo de carbón............................................... CAW Soldadura de arco con electrodo de carbón y gas.................................... CAWG Soldadura por arco con electrodo de carbón protegido......................... CAW-S Soldadura por arco con electrodos gemelos de carbón.......................... CAW-T Soldadura por electro-gas............................................................................. EGW Soldadura por arco con electrodo tubular................................................. FCAW Soldadura por arco metálico protegido con gas....................................... GMAW Soldadura por arco metálico pulsado protegido con gas...................... GMAW-P Soldadura de arco metálico en corto circuito protegido con gas..... GMAW-S Soldadura por arco de tungsteno protegido con gas..................................GTAW Soldadura por arco pulsado de tungsteno protegido con gas...............GTAW-P Soldadura por arco de plasma....................................................................... PAW Soldadura por arco metálico protegido con electrodo recubierto....... SMAW Soldadura de pernos por arco eléctrico...................................................... SW Soldadura por arco sumergido.................................................................... SAW Soldadura por arco sumergido en serie...................................................... SAW-S

TIPOS BASICOS DE SOLDADURAS.

Según el autor Horwitz, existen cinco tipos básicos de soldadura: · La de cordón · La ondeada · La de filete · La de tapón · La de ranura

Las Soldaduras De Cordón.

Se hace en una sola pasada, con el metal de aporte sin movimiento hacia uno y otro lado. Esta soldadura se utiliza principalmente para reconstruir superficies desgastadas, y en muy pocos casos se emplea para juntas. Metal de aporte

Las Soldaduras Ondeadas.

Se logran haciendo un cordón con algo de movimiento hacia uno y otro lado. Entre estas soldaduras hay también varios tipos, como el zigzag, el circular, el oscilante entre otros. Esta soldadura se también se usa principalmente para la reconstrucción de superficies.

Las Soldaduras De Tapón Y De Agujero Alargado.

Sirven principalmente para hacer las veces de remaches. Se emplean para unir por fusión dos piezas de metal cuyos bordes, por alguna razón, no pueden fundirse.

Las Soldaduras De Ranura.

Se realiza entre el espacio que queda entre dos piezas de metal. Estas soldaduras se emplean en muchas combinaciones dependiendo de la accesibilidad, de la economía, del diseño, y del tipo de proceso de soldadura que se aplique.

Las Soldaduras De Filete.

Son similares a las de ranura, pero se hacen con mayor rapidez que éstas. Las juntas soldadas de filete son simples de preparar desde el punto de vista de preparación y ajuste de borde, aunque a veces se requieran de más soldadura que las juntas soldadas de ranura. Filete sencillo Filete doble

TIPOS DE SOLDADURA:

Soldadura TIG Soldadura MAG Soldadura MIG Soldadura por arco Soldadura en frío Soldadura explosiva Soldadura por fricción Soldadura por fusión Soldadura a gas Soldadura por inducción Soldadura mixta

Soldadura por plasma Soldadura por puntos Soldadura de choque Soldadura con rayo de electrones Soldadura por rayo láser Soldadura ultrasónica Soldadura aluminotérmica Soldadura GMAW Soldadura sin plomo Soldadura oxiacetilénica Soldadura blanda

SOLDADURA (WELDING)

Es la coalescencia localizada de metales o no metales, producida por el calentamiento de los materiales a una temperatura apropiada, con o sin aplicación de presión y con o sin el empleo de material de aporte.

SOLDADURA FUERTE (BRAZING)

Grupo de procesos de soldadura, los cuales producen a coalescencia de los materiales por el calentamiento de éstos, a la temperatura adecuada, y empleando un metal de aporte que tiene una temperatura de liquidus superior a los 450° C (840° F), pero inferior a la temperatura de solidus del metal base. El metal de aporte se distribuye por acción capilar entre las superficies de la junta mantenidas en o estrecho.

SOLDADURA BLANDA (SOLDERING)

Grupo de procesos de soldadura que producen coalescencia de materiales, calentándolos a una temperatura adecuada y usando material de aporte que tenga una línea de liquidus que no exceda

de 450° C (840° F) y debajo de la línea de solidus del metal base. El metal de aporte se distribuye por acción capilar entre las superficies de la junta mantenidas en o estrecho.

[] SOLDADURA DE ARCO DE METAL BLINDADO (SMAW)

Uno de los tipos más comunes de soldadura de arco es la soldadura de manual con electrodo revestido (SMAW, Shielded Metal Arc Welding), que también es conocida como soldadura manual de arco metálico (MMA) o soldadura de electrodo. La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material base y la varilla de electrodo consumible, que es de acero y está cubierto con un fundente que protege el área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación por medio de la producción del gas CO2 durante el proceso de la soldadura. El núcleo en sí mismo del electrodo actúa como material de relleno, haciendo innecesario un material de relleno adicional.

El proceso es versátil y puede realizarse con un equipo relativamente barato, haciéndolo adecuado para trabajos de tiendas? Y trabajo de campo.[ ]Un operador puede hacerse razonablemente competente con una modesta cantidad de entrenamiento y puede alcanzar la maestría con experiencia. Los tiempos de soldadura son algo lentos, puesto que los electrodos consumibles deben ser sustituidos con frecuencia y porque la escoria, el residuo del fundente, debe ser retirada después de soldar.[16] Además, el proceso es generalmente limitado a materiales de soldadura ferrosos, aunque electrodos especializados han hecho posible la soldadura del hierro fundido, níquel, aluminio, cobre, y de otros metales. Con este proceso, operadores inexpertos pueden encontrar difícil de hacer buenas soldaduras fuera? de posición?.

SOLDADURA DE ARCO METÁLICO CON GAS (GMAW)

Es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura. También conocida como soldadura de gas de metal inerte o soldadura MIG, es un proceso semiautomático o automático que usa una alimentación continua de alambre como electrodo y una mezcla de gas inerte o semi-inerte para proteger la soldadura contra la contaminación. Como con la SMAW, la habilidad razonable del operador puede ser alcanzada con entrenamiento modesto. Puesto que el electrodo es continuo, las velocidades de soldado son mayores para la GMAW que para la SMAW. También, el tamaño más pequeño del arco, comparado a los procesos de soldadura

de arco metálico protegido, hace más fácil hacer las soldaduras fuera de posición (Ej.: empalmes en lo alto, como sería soldando por debajo de una estructura).

El equipo requerido para realizar el proceso de GMAW es más complejo y costoso que el requerido para la SMAW, y requiere un procedimiento más complejo de disposición. Por lo tanto, la GMAW es menos portable y versátil, y debido al uso de un gas de blindaje separado, no es particularmente adecuado para el trabajo al aire libre. Sin embargo, debido a la rata media más alta en la que las soldaduras pueden ser terminadas, la GMAW es adecuada para la soldadura de producción. El proceso puede ser aplicado a una amplia variedad de metales, tanto ferrosos como no ferrosos.[]

Un proceso relacionado, la soldadura de arco de núcleo fundente(FCAW), usa un equipo similar pero utiliza un alambre que consiste en un electrodo de acero rodeando un material de relleno en polvo. Este alambre nucleado?? es más costoso que el alambre sólido estándar y puede generar humos y/o escoria, pero permite incluso una velocidad más alta de soldadura y mayor penetración del metal.[18]

SOLDADURA DE ARCO DE GAS DE TUNGSTENO (GTAW)

La soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG) (también a veces designada erróneamente como soldadura heliarc), es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo de tungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte, y un material de relleno separado. Especialmente útil para soldar materiales finos, este método es caracterizado por un arco estable y una soldadura de alta calidad, pero requiere una significativa habilidad del operador y solamente puede ser lograda en velocidades relativamente bajas. La GTAW puede ser usada en casi todos los metales soldables, aunque es aplicada más a menudo a metales de acero inoxidable y livianos. Con frecuencia es usada cuando son extremadamente importantes las soldaduras de calidad, por ejemplo en bicicletas, aviones y aplicaciones navales.[] Un proceso relacionado, la soldadura de arco de plasma, también usa un electrodo de tungsteno pero utiliza un gas de plasma para hacer el arco. El arco es más concentrado que el arco de la GTAW, haciendo el control transversal más crítico y así generalmente restringiendo la técnica a un proceso mecanizado. Debido a su corriente estable, el método puede ser usado en una gama más amplia de materiales gruesos que el proceso GTAW, y además, es mucho más rápido. Puede ser aplicado a los mismos materiales que la GTAW excepto al magnesio, y la soldadura automatizada del acero inoxidable es una aplicación importante del proceso. Una variación del proceso es el corte por plasma, un eficiente proceso de corte de acero.[]

SOLDADURA DE ARCO SUMERGIDO (SAW)

Es un método de soldadura de alta productividad en el cual el arco se pulsa bajo una capa de cubierta de flujo. Esto aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes en la atmósfera son bloqueados por el flujo. La escoria que forma la soldadura generalmente sale por sí misma, y combinada con el uso de una alimentación de alambre continua, la rata de deposición de la soldadura es alta. Las condiciones de trabajo están muy mejoradas sobre otros procesos de soldadura de arco, puesto que el flujo oculta el arco y casi no se produce ningún humo. El proceso es usado comúnmente en la industria, especialmente para productos grandes y en la fabricación de los recipientes de presión soldados.[21] Otros procesos de soldadura de arco incluyen la soldadura de hidrógeno atómico, la soldadura de arco de carbono, la soldadura de electroescoria, la soldadura por electrogas, y la soldadura de arco de perno.

SOLDADURA A GAS

Soldadura a gas de una armadura de acero usando el proceso deoxiacetileno. El proceso más común de soldadura a gas es la soldadura oxiacetilénica, también conocida como soldadura autógena o soldadura oxi-combustible. Es uno de los más viejos y más versátiles procesos de soldadura, pero en años recientes ha llegado a ser menos popular en aplicaciones industriales. Todavía es usada extensamente para soldar tuberías y tubos, como también para trabajo de reparación. El equipo es relativamente barato y simple, generalmente empleando la combustión del acetileno en oxígeno para producir una temperatura de la llama de soldadura de cerca de 3100 °C. Puesto que la llama es menos concentrada que un arco eléctrico, causa un enfriamiento más lento de la soldadura, que puede conducir a mayores tensiones residuales y distorsión de soldadura, aunque facilita la soldadura de aceros de alta aleación. Un proceso similar, generalmente llamado corte de oxicombustible, es usado para cortar los metales.[] Otros métodos de la soldadura a gas, tales como soldadura de acetileno y aire, soldadura de hidrógeno y oxígeno, y soldadura de gas a presión son muy similares, generalmente diferenciándose solamente en el tipo de gases usados. Una antorcha de agua a veces es usada para la soldadura de precisión de artículos como joyería. La soldadura a gas también es usada en lasoldadura de plástico, aunque la sustancia calentada es el aire, y las temperaturas son mucho más bajas.

SOLDADURA POR RESISTENCIA

La soldadura por resistencia implica la generación de calor pasando corriente a través de la resistencia causada por el o entre dos o más superficies de metal. Se forman pequeños

charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) pasa a través del metal. En general, los métodos de la soldadura por resistencia son eficientes y causan poca contaminación, pero sus aplicaciones son algo limitadas y el costo del equipo puede ser alto.

SOLDADOR DE PUNTO

La soldadura por puntos es un popular método de soldadura por resistencia usado para juntar hojas de metal solapadas de hasta 3 mmde grueso. Dos electrodos son usados simultáneamente para sujetar las hojas de metal juntas y para pasar corriente a través de las hojas. Las ventajas del método incluyen el uso eficiente de la energía, limitada deformación de la pieza de trabajo, altas ratas de producción, fácil automatización, y el no requerimiento de materiales de relleno. La fuerza de la soldadura es perceptiblemente más baja que con otros métodos de soldadura, haciendo el proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Es usada extensivamente en la industria de automóviles - Los carros ordinarios puede tener varios miles de puntos soldados hechos por robots industriales. Un proceso especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usada para los puntos de soldadura del acero inoxidable. Como la soldadura de punto, la soldadura de costura confía en dos electrodos para aplicar la presión y la corriente para juntar hojas de metal. Sin embargo, en vez de electrodos de punto, los electrodos con forma de rueda, ruedan a lo largo y a menudo alimentan la pieza de trabajo, haciendo posible las soldaduras continuas largas. En el pasado, este proceso fue usado en la fabricación de latas de bebidas, pero ahora sus usos son más limitados. Otros métodos de soldadura por resistencia incluyen la soldadura de destello, la soldadura de proyección, y lasoldadura de volcado?.[]

SOLDADURA POR RAYO DE ENERGÍA

Los métodos de soldadura por rayo de energía, llamados soldadura por rayo láser y soldadura con rayo de electrones, son procesos relativamente nuevos que han llegado a ser absolutamente populares en aplicaciones de alta producción. Los dos procesos son muy similares, diferenciándose más notablemente en su fuente de energía. La soldadura de rayo láser emplea un rayo láser altamente enfocado, mientras que la soldadura de rayo de electrones es hecha en un vacío y usa un haz de electrones. Ambas tienen una muy alta densidad de energía, haciendo posible la penetración de soldadura profunda y minimizando el tamaño del área de la soldadura. Ambos procesos son extremadamente rápidos, y son fáciles de automatizar, haciéndolos altamente

productivos. Las desventajas primarias son sus muy altos costos de equipo (aunque éstos están disminuyendo) y una susceptibilidad al agrietamiento. Los desarrollos en esta área incluyen lasoldadura de láser híbrido, que usa los principios de la soldadura de rayo láser y de la soldadura de arco para incluso mejores propiedades de soldadura.[]

SOLDADURA DE ESTADO SÓLIDO

Como el primer proceso de soldadura, la soldadura de fragua, algunos métodos modernos de soldadura no implican derretimiento de los materiales que son juntados. Uno de los más populares, la soldadura ultrasónica, es usada para conectar hojas o alambres finos hechos de metal o termoplásticos, haciéndolos vibrar en alta frecuencia y bajo alta presión. El equipo y los métodos implicados son similares a los de la soldadura por resistencia, pero en vez de corriente eléctrica, la vibración proporciona la fuente de energía. Soldar metales con este proceso no implica el derretimiento de los materiales; en su lugar, la soldadura se forma introduciendo vibraciones mecánicas horizontalmente bajo presión. Cuando se están soldando plásticos, los materiales deben tener similares temperaturas de fusión, y las vibraciones son introducidas verticalmente. La soldadura ultrasónica se usa comúnmente para hacer conexiones eléctricas de aluminio o cobre, y también es un muy común proceso de soldadura de polímeros.

Otro proceso común, la soldadura explosiva, implica juntar materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta. La energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solamente una limitada cantidad de calor sea generada. El proceso es usado comúnmente para materiales disímiles de soldadura, tales como la soldadura del aluminio con acero en cascos de naves o placas compuestas. Otros procesos se soldadura de estado sólido incluyen lasoldadura de coextrusión, la soldadura en frío, la soldadura de difusión, la soldadura por fricción (incluyendo la soldadura por agitación???), lasoldadura por alta frecuencia, la soldadura por presión caliente, lasoldadura por inducción, y la soldadura de rodillo.[]

SOLDADURA SUBACUÁTICA

Aunque que muchas aplicaciones de la soldadura se llevan a cabo en ambientes controlados como fábricas y talleres de reparaciones, algunos procesos de soldadura se usan con frecuencia en una amplia variedad de condiciones, como al aire abierto, bajo el agua y en vacíos (como en el espacio). En usos al aire libre, tales como la construcción y la reparación en exteriores, la

soldadura de arco de metal blindado es el proceso más común.

Los procesos que emplean gases inertes para proteger la soldadura no pueden usarse fácilmente en tales situaciones, porque los movimientos atmosféricos impredecibles pueden dar lugar a una soldadura fallida. La soldadura de arco de metal blindado a menudo también es usada en lasoldadura subacuática en la construcción y la reparación de naves, plataformas costa afuera, y tuberías, pero también otras son comunes, tales como la soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura de arco de gas tungsteno. Es también posible soldar en el espacio, fue intentado por primera vez en 1969 por cosmonautas rusos, cuando realizaron experimentos para probar la soldadura de arco de metal blindado, la soldadura de arco de plasma, y la soldadura de haz de electrones en un ambiente despresurizado. Se hicieron pruebas adicionales de estos métodos en las siguientes décadas, y hoy en día los investigadores continúan desarrollando métodos para usar otros procesos de soldadura en el espacio, como la soldadura de rayo láser, soldadura por resistencia, y soldadura por fricción. Los avances en estas áreas podrían probar ser indispensables para proyectos como la construcción de la Estación Espacial Internacional, que probablemente utilizará profusamente la soldadura para juntar en el espacio las partes manufacturadas en la Tierra.[]

A menudo, los soldadores también se exponen a gases peligrosos y a partículas finas suspendidas en el aire. Los procesos como la soldadura por arco de núcleo fundente y la soldadura por arco metálico blindado producen humo que contiene partículas de varios tipos de óxidos, que en algunos casos pueden producir cuadros médicos como el llamado fiebre del vapor metálico. El tamaño de las partículas en cuestión influye en latoxicidad de los vapores, pues las partículas más pequeñas presentan un peligro mayor.

Además, muchos procesos producen vapores y varios gases, comúnmente dióxido de carbono, ozono y metales pesados, que pueden ser peligrosos sin la ventilación y la protección apropiados. Debido al uso de gases comprimidos y llamas, en muchos procesos de soldadura se plantea un riesgo de explosión y fuego. Algunas precauciones comunes incluyen la limitación de la cantidad de oxígeno en el aire y mantener los materiales combustibles lejos del lugar de trabajo.[]

METALES SOLDABLES

METALES SOLDABLES

SOLDABILIDAD

La calidad de una soldadura también es dependiente de la combinación de los materiales usados para el material base y el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables.

1. METALES FERROSOS

ACEROS

La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabildad del acero depende de su composición química, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleaciónresultando en mayor templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero al carbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación decrece.[] La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleaciónfueron desarrollados especialmente para los usos en la soldadura durante los años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.[]

Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequeña de

ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables, y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.[]

ALUMINIO

La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía significativamente dependiendo de la composición química de la aleación usada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el agrietamiento caliente, pero puede reducir las características mecánicas del material base y no debe ser usado cuando el material base está restringido. El diseño del empalme también puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleación de relleno más compatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento caliente. Las aleaciones de aluminio también deben ser limpiadas antes de la soldadura, con el objeto de quitar todos los óxidos, aceites, y partículas sueltas de la superficie a ser soldada. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidaddebido al hidrógeno y a la escoria debido al oxígeno.[]

2. METALES NO FERROSOS

Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:

¨ Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 Kg./dm³, ¨ Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 Kg./dm³. ¨ Ultraligeros: su densidad es menor de 2 Kg./dm³.

Metales no ferrosos pesados:

1. Estaño (Sn)

¨ Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 Kg./dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 Kg./mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de

-18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño. ¨ Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%) ¨ Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.

2. Cobre (Cu)

¨ Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 Kg./dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 Kg./mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.

¨ Aleaciones y aplicaciones:

ALEACION TIPOS/COMPOSICION APLICACIONES BRONCE ( Cu + Sn) Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%) Campanas y engranajes Especial: Cu + Sn + elementos químicos Esculturas y cables eléctricos LATON (Cu + Zn) Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%) Tortillería Especial: Cu + Zn elementos químicos Grifos, tuerca y tornillos CUPROALUMINIO Cu + Al

Hélices de barco, turbinas ALPACA Cu + Ni + Zn. Tiene color plateado Joyería barata, cubiertos CUPRONIQUEL Cu + Ni (40 a 50%) Monedas y os eléctricos

3. Cinc (Zn)

¨ Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 Kg./dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 Kg./mm², y en las piezas forjadas de 20 Kg./mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable. ¨ Aplicaciones y aleaciones:

ALEACION CARACTERISTICAS Y APLICACIONES En forma de aleación Latones: Cu + Zn Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre Alpaca: Cu + Zn + Ni Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches En estado puro Chapas de diferentes espesores Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas

Recubrimiento de piezas Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda

adherido y la pieza protegida Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger Otras formas Óxidos de Zn Bronceadores, desodorantes Colorantes, pegamentos y conservantes

4. Plomo (Pb)

¨ Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 Kg./dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 Kg./mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre. ¨ Aleaciones y aplicaciones:

En estado puro: Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio) Tuberías: en desuso Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X) Formando aleación: Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación

5. Cromo (Cr)

¨ Características: su densidad es de 6,8 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión. ¨ Aleaciones y aplicaciones: Cromado brillante: para objetos decorativos Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas. 6. Níquel (Ni)

¨ Características: su densidad es 8,85 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.

¨ Aplicaciones y aleaciones:

Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables En aparatos de la industria química En recubrimiento de metales por electrolisis

7. Wolframio (W)

¨ Características: su densidad es 19 Kg./dm³; su punto de fusión de 3370ºC ¨ Aplicaciones y aleaciones: Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.

8. Cobalto (Co)

¨ Características: su densidad es de 8,6 Kg./dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético ¨ Aleaciones y aplicaciones:

Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.

Metales no ferrosos ligeros:

1. Aluminio (Al):

¨ Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 Kg./dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 Kg./mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.

¨ Aleaciones y aplicaciones:

Tipo Aleación Características y aplicaciones Aleación

Al + Mg Se emplea en aeronáutica y en automoción Al + Ni + Co (Alnico) Potentes imanes permanentes

2. Titanio (Ti):

¨ Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 Kg./dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC ¨ Aleaciones y aplicaciones:

Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.

Metales no ferrosos ultraligeros:

1. Magnesio(Mg):

¨ Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 Kg./dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 Kg./mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio ¨ Aplicaciones y aleaciones:

Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.

METALES SOLDABLES

SOLDABILIDAD

La calidad de una soldadura también es dependiente de la combinación de los materiales usados para el material base y el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables.

1. METALES FERROSOS

ACEROS

La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabildad del acero depende de su composición química, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleaciónresultando en mayor templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero al carbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación decrece.[] La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleaciónfueron desarrollados

especialmente para los usos en la soldadura durante los años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.[]

Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequeña de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables, y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.[]

ALUMINIO

La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía significativamente dependiendo de la composición química de la aleación usada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el agrietamiento caliente, pero puede reducir las características mecánicas del material base y no debe ser usado cuando el material base está restringido. El diseño del empalme también puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleación de relleno más compatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento caliente. Las aleaciones de aluminio también deben ser limpiadas antes de la soldadura, con el objeto de quitar todos los óxidos, aceites, y partículas sueltas de la superficie a ser soldada. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidaddebido al hidrógeno y a la escoria debido al oxígeno.[]

2. METALES NO FERROSOS

Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:

¨ Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 Kg./dm³,

¨ Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 Kg./dm³. ¨ Ultraligeros: su densidad es menor de 2 Kg./dm³.

Metales no ferrosos pesados:

1. Estaño (Sn)

¨ Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 Kg./dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 Kg./mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño. ¨ Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%) ¨ Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.

2. Cobre (Cu)

¨ Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 Kg./dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 Kg./mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.

¨ Aleaciones y aplicaciones:

ALEACION TIPOS/COMPOSICION APLICACIONES BRONCE ( Cu + Sn) Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%)

Campanas y engranajes Especial: Cu + Sn + elementos químicos Esculturas y cables eléctricos LATON (Cu + Zn) Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%) Tortillería Especial: Cu + Zn elementos químicos Grifos, tuerca y tornillos CUPROALUMINIO Cu + Al Hélices de barco, turbinas ALPACA Cu + Ni + Zn. Tiene color plateado Joyería barata, cubiertos CUPRONIQUEL Cu + Ni (40 a 50%) Monedas y os eléctricos

3. Cinc (Zn)

¨ Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 Kg./dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 Kg./mm², y en las piezas forjadas de 20 Kg./mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable. ¨ Aplicaciones y aleaciones:

ALEACION CARACTERISTICAS Y APLICACIONES En forma de aleación Latones: Cu + Zn Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre Alpaca: Cu + Zn + Ni

Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches En estado puro Chapas de diferentes espesores Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas

Recubrimiento de piezas Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger Otras formas Óxidos de Zn Bronceadores, desodorantes Colorantes, pegamentos y conservantes

4. Plomo (Pb)

¨ Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 Kg./dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 Kg./mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre. ¨ Aleaciones y aplicaciones:

En estado puro: Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio) Tuberías: en desuso Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X) Formando aleación: Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación

5. Cromo (Cr)

¨ Características: su densidad es de 6,8 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión. ¨ Aleaciones y aplicaciones: Cromado brillante: para objetos decorativos Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas. 6. Níquel (Ni)

¨ Características: su densidad es 8,85 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión. ¨ Aplicaciones y aleaciones:

Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables En aparatos de la industria química En recubrimiento de metales por electrolisis

7. Wolframio (W)

¨ Características: su densidad es 19 Kg./dm³; su punto de fusión de 3370ºC ¨ Aplicaciones y aleaciones: Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.

8. Cobalto (Co)

¨ Características: su densidad es de 8,6 Kg./dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético ¨ Aleaciones y aplicaciones:

Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.

Metales no ferrosos ligeros:

1. Aluminio (Al):

¨ Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 Kg./dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 Kg./mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.

¨ Aleaciones y aplicaciones:

Tipo Aleación Características y aplicaciones Aleación Al + Mg Se emplea en aeronáutica y en automoción Al + Ni + Co (Alnico) Potentes imanes permanentes

2. Titanio (Ti):

¨ Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 Kg./dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC ¨ Aleaciones y aplicaciones:

Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.

Metales no ferrosos ultraligeros:

1. Magnesio(Mg):

¨ Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 Kg./dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 Kg./mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco

dúctil, es mas resistente que el aluminio ¨ Aplicaciones y aleaciones:

Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.

METALES DE APORTE

METALES DE APORTE ELECTRODOS PARA ACEROS AL CARBONO CELULOSICOS INFRA 10-S E-6010 Se usa en trabajos de fondeo y/o de raíz. Fabricación de recipientes a presión, estructuras, oleoductos, carrocerías y pailería. Sus características son alta penetración, toda posición, poca escoria, calidad radiográfica y buena aplicación. Utilizar C.D. P.I. (+). Se clasifica como E 6010

INFRA 10-P E-6010. Es usada en astilleros, constructoras, líneas de conducción, pailería y plataformas marinas. Recomendado para aceros al carbono. Sus características son el arco fuerte y penetrante. Calidad radiográfica. Utilizar C.D. P.I. (+)

INFRA 11 E-6011. Es usada en la fabricación de estructuras ligeras y pesadas, tanques, carrocerías, cobertizos, recipientes a presión, herrería y ventanería. Sus caracteristicas son toda posición, buen acabado,calidad radiográfica y rendimiento dentro de su género. Utilizar C.A. C.D. P.I.(+)

RUTILICOS INFRA 13 VD E-6013. Es usada en balconería, herrería, fabricación de estructuras ligeras, carrocerías y herrería artesanal. Sus caracteristicas son arco suave y estable, toda posición, buen acabado, fácildesprendimiento de escoria. Ideal para posición vertical descendente. Utilizar C.A. C.D. P.I. ó P.D.

EXCEL ARC E 6013. Es usada en Balconería, herrería, fabicación de estructuras ligeras, punteo, industria agrícola y pailería ligera. Sus caracteristicas son arco suave, fácil encendido y reencendido y depósitos de buena apariencia. Utilizar C.A. C.D. P.I. ó P.D.

PUNTA NARANJA / E 6013. Es usada en fabricación de carrocerías, cajas de volteo, depósitos de lámina, dispositivos agrícolas, estructuras ligeras, punteo y herrería en general. Sus caracteristicas son arco suave, reencendido instantáneo, buen acabado, ideal para vertical descendente. Trabaja con cualquier máquina.Utilizar C.A. C.D. P.I. ó P.D.

RUTLICOS CON POLVO DE HIERRO INFRA 724 / E 7024. Es usada en fabricación de tanques, maquinaria, estructuras, vigas tipo "I" y "H". Reconstrucción de ejes y flechas, bases y cubiertas soldadas. Metal-mecánica ligera y pesada. Sus caracteristicas son arco suave, alto rendimiento al depósito, escoria de fácil desprendimiento y calidad radiográfica. Buenas características mecánicas. Similar al tipo E 7018, sólo en posición plana y horizontal. Utilice C.A. C.D. P.D. ó P.I.

BASICO ( BAJO HIDROGENO )

INFRA 718 / E 7018. Es usada en fabricación de maquinaria y de estructuras pesadas sujetas a cargas dinámicas. En la industria petrolera, petroquímica, cementera, pailería y astilleros. Sus caracteristicas son buen encendido y reencendido, caldad radiográfica, depósitos de alta calidad metalúrgica. Utilizar C.D. P.I.

PARA ACEROS DE BAJA ALEACION

INFRA 9018 B3 / E 9018 B3. Es usada en soldadura de aceros de baja aleación. Fundiciones de forja, calderas de mediana aleación y tuberías de Cromo-Molibdeno. Temperatura de servicio de hasta 600°C. Sus caracteristicas son alta resistencia a la tracción y calidad radiográfica. Su composición química y bajo contenido de hidrógeno permiten aplicarlo con mayor seguridad y confianza en diversos tipos de acero. Utilizar C.D. P.I.

AW 90 / E 9016 B3. Es usada en mantenimiento de fluxes, espejos y cuerpos de calderas. Construcción de implementos agrícolas y tuberías de alta presión. En la industria eléctrica, petrolera, petroquímica y agroindustrial. Temperatura de servicio de hasta 600°C. Sus caracteristicas son arco suave y estable poco chisporroteo, mediana penetración, escoria de fácil desprendimiento, aleado con Cromo-Molibdeno.Calidad radiográfica. Utilizar C.D. P.I. o C.A.

MICROALAMBRES SOLIDOS MICROALAMBRES SOLIDOS PARA ACEROS AL CARBONO INFRAWELDIG WIRE / ER 70S-6. Es usada en procesos MIG/MAG para aceros al Carbono. Para uso en máquinas portátiles de potencial constante modelos MM-135 y MM-175 XL. Fabricación de carrocerías, estructuras, pailería, muebles metálicos y herrería. Construcción en general. Sus caracteristicas son alta productividad, mejor calidad metalúrgica del depósito por su mayor contenido de Manganeso. Atmósfera protectora de CO2 o mezclas. Utilizar C.D. P.I.

INFRAWELDIG WIRE / ER 70S-6. Es usada en procesos MIG/MAG para aceros al carbono. Construcción en general, automotriz, carrocera, estructuras, pailería, muebles metálicos, trabajos en serie, herrería, tuberías y tanques. Sus caracteristicas son alta productividad, alta calidad metalúrgica del depósito por su mayor contenido de Manganeso. Atmósfera protectora de CO2 o mezclas. Utilizar C.D. P.I. Tambo con 250 kg. de importación.

ALAMBRES TUBULARES ALAMBRES TUBULARES PARA ACEROS AL CARBONO

ALAMBRE TUBULAR / A 5.20 clase E-71 TGS FCAW. Es usada en para alta producción y capacidad de depósito. Pailería, astilleros, maquinaria industrial, construcciones estructurales, agroindustria y maquinaria de movimientos de tierras. Sus caracteristicas son alto volumen de depósito. Toda posición. Permite su aplicación a la intemperie. Menos costos combinados el ahorro de gas, la alta eficiencia y velocidad. Atmósfera autoprotectora. Utilizar C.D. P.I. SELF SHIELD 4 / A 5.20 CLASE E-70 T-4. Es usada en procesos sin atmósferas protectoras de gas en aceros bajo carbono, en láminas delgadas o gruesas y tubos. Pailería, astilleros, maquinaria industrial, construcciones estructurales, agroindustria y maquinaria de movimientos de tierras. Sus caracteristicas son alto volumen de depósito. Aplicable sólo en posición plana u horizontal. Permite su aplicación a la intemperie. Menos costos combinados el ahorro de gas, la alta eficiencia y velocidad. Atmósfera autoprotectora. Utilizar C.D. P.I.

PARA ACEROS INOXIDABLES ELECTRODOS REVESTIDOS AW IL / E 308L-16. Es usada en para aceros inoxidables tipos 302, 308, 304 y grado " L". Industrias alimentaria, vitivinícola, siderúrgica y agitadores. Aplicaciones generales, estructuras de acero inoxidable 304. Utilizado también para inoxidables de la serie 200. Sus caracteristicas son buena resistencia a la corrosión intergranular, obteniendo una zona afectada por el calor (ZAC) muy reducida, mínima precipitación de carburos. Fácil encendido, reencendido y remosión de escoria. Deja un cordón liso y fino, sin socavación. Utilizar C.A. C.D. P.I.

AW I MoL / E 316L-16. Es usada en para aceros inoxidables tipos 316, 321 y 316L. Partes de turbinas, quemadores, evaporadores y cámaras de combustión. En la industria química, petroquímica, papelera y pailería especializada. Sus características son mayor resistencia a la corrosión activa por su contenido de Molibdeno. Soporta temperaturas mayores de trabajo sin cambio en su estructura cristalina. Utilizar C.A. C.D. P.I.

INOX WELD 309 / E 309-16. Es usada para uniones y revestimientos en aceros disímiles 25/20 Cr Ni. Une los aceros tipo 405, 420 y 430. En la industria cementera, de fertilizantes, fabricación de hornos, valvulas y reparaciones en general. Sus caracteristicas son fácil encendido, reencendido y mínimo chisporroteo. Deja cordones de apariencia lisa y fina sin socavación. Resiste temperaturas

de trabajo hasta 1000°C. Utilizar C.A. C.D. P.I.

VARILLA PARA PROCESO GTAW TIG WELD IL / ER 308L. Es usada en buena liga en soldadura de aceros inoxidables tipo 302, 304 y 308. Para piezas donde existe corrosión activa por sustancias orgánicas, reactivos y fermentos. Sus caracteristicas son en láminas delgadas se controla eficientemente la entrada de calor evitando daño metalúrgico y corrosión. Utilizar C.D. P.D.

TIG WELD 309L / ER 309L. Es usada para reconstrucción de partes de máquinas sometidas a corrosión y temperaturas, como turbinas, compresoras, molinos, tuberías, tanques de proceso e intercambiadores de calor. Sus caracteristicas son arilla calibrada desnuda y limpia, ideal para la corrosión, activa a bajas temperaturas, resistencia a la precipitación y corrosión. Intergranular aún en metales disímiles. Utilizar C.D. P.D.

ALAMBRES APRA ACEROS INOXIDABLES, SOLIDOS Y TUBULARES MIG WELD 308L / ER 308L. Es usada en proceso MIG para fabricación de alta producción en aceros inoxidables similares de cualquier espesor. En la industria alimenticia, petroquímica y destilación. Sus caracteristicas son carretes con orificio central estandarizado. Su encarretado es limpio y perfectamente calibrado conforme a normas. Utilizar C.D. P.I. MIG WELD 308LSi / ER 308LSi / Sólido. Es usada en soldadura de espesores 1/8" (3.2 mm) y mayores. Espesores delgados, pueden ser soldados usando una placa de cobre como respaldo.Fabricación de alta producción de aceros inoxidables similares. Industria alimentaria, petroquímica, destilación. Soldadura de metales similares como: AISI-301, 302, 304, 304L, 305, 308, 308L y 347. Sus caracteristicas son Encarretado hilio-hilo, tiene una clasificación igual al 308L excepto por su alto contenido de silicio, con el que se mejora la aplicación del depósito, logrando cordones más limpios, mayor velocidad de aplicación.

MIG WELD 309L / ER 309L / Sólido. Es usada en proceso MIG para fabricación de alta producción en aceros inoxidables similares de cualquier espesor. Para fabricación de autopartes. Liga universal entre inoxidables de análisis desconocidos. Sus caracteristicas son carretes con orificio central estandarizado. Su encarretado es limpio y perfectamente calibrado conforme a normas. Utilizar C.D. P.I. MIG WELD 316L / ER 316L / Sólido. Es usada en proceso MIG para fabricación de alta producción

en aceros inoxidables tipo 316, 316L, 317 y 319 con atmósfera de gas. En la industria alimentaria, química, farmacéutica y fertilizantes.

PARA HIERROS COLADOS ELECTRODOS PARA HIERROS COLADOS NILOX / E Ni-CI. Es usada en para soldar hierros colados. Gris, maleable y nodular. Maquinable para acabados de precisión. En la industria automotríz, fundidoras y áreas de mantenimiento. Sus caracteristicas son utiliza un mínimo de amperaje de trabajo, sin porosidad ni socavaciones. Su gran elongación permite absorber las tensiones residuales que quedan en el interior de la pieza. Utilizar C.A. C.D. P.D.

ARC WELD 127 / E St. Es usada para soldar o rellenar hierro colado maleable y nodular. Ideal para usarse como aporte de material sano en fundiciones viejas, requemadas o extremadamente sucias y contaminadas. Sus caracteristicas son utiliza un mínimo de amperaje de trabajo, sin porosidad ni socavaciones. Su gran elongación permite absorber las tensiones residuales que quedan en el interior de la pieza. Utilizar C.A. C.D. P.D. FERRONILOX 60 / E NiFe-CI. Es usada para soldar hierros colados. Gris, maleable y nodular. Maquinable para acabados de precisión. En la industria automotríz, fundidoras y áreas de mantenimiento. Sus caracteristicas son utiliza un mínimo de amperaje de trabajo, sin porosidad ni socavaciones. Su gran elongación permite absorber las tensiones residuales que quedan en el interior de la pieza. Utilizar C.A. C.D. P.D.

PARA NIQUEL Y SUS ALEACIONES ELECTRODO Y VARILLA DE APORTE PARA NIQUEL Y SUS ALEACIONES TIG 606/ ER NiCr-3 / Varilla desnuda. Es usada en fabricación de intercambiadores, reactores, bombas y válvulas industriales. En la industria química, petroquímica, alimenticia, papelera y laboratorios. Adecuado como blindaje. Sus caracteristicas son de fabricación y aleación para metal inconel y gran facilidad de liga con todas las aleaciones de Níquel, inoxidables y aceros al carbón. En general soporta altas temperaturas con procesos TIG. ELECTRODOS HERRAMIENTAS CUT WELD CUT WELD. Es usada en cualquier industria que requiera cortar, biselar, achaflanar y ranurar. Todo tipo de aceros de estructura ferrítica o austenítica, así como acero fundido, hierro colado y todos los metales no ferrosos. Sus caracteristicas son arco de alta potencia calorífica, alta deposición de

partículas que permiten fundir y separar limpiamente el material de la zona de corte, permitiendo una ranura limpia de impurezas. Utilizar C.A. C.D. P.I. ó P.D

PARA ALUMINIO Y SUS ALEACIONES ELECTRODOS, MICROALAMBRES Y VARILLA DE APORTE PARA ALUMINIO Y SUS ALECIONES AW 2201 / E4043 / Aluminio al silicio / Electrodo revestido. Es usada para uniones y revestimientos en aleaciones y fundición de los tipos Al-Si. Pailería en aluminio, estructuras arquitectónicas, fabricación y reparación de moldes, corrección de defectos de fundición, tanques y recipientes para la industria papelera y aceitera. Sus caracteristicas son buena soldabilidad, encendido y reencendido rápido, poco salpique, remosión de óxidos, características de uniones sobresalientes. Puede aplicarse con soplete, utilizando una flama ligeramente carburante. Con buenas propiedades de liga y fluidez capilar. Utilizar C.D. P.I. TIG 4043 / ER 4043 / Aluminio al silicio. Es usada en proceso TIG/TAG. Construcción de tuberías, válvulas, coples y conexiones, intercambiadores de calor, comestibles, lácteos y cítricos. Sus caracteristicas son alta fluidez del metal de aporte y facilidad de liga con varias aleaciones comunes. Utilizar C.A. A.F. MIG AW 5356 / ER 5356 / Aluminio al magnesio. Es usada en proceso MIG/MAG. Construcción de tanques, tuberías, muebles, cabezas y cubiertas de motor, motores espirales, impulsores de bombas, válvulas y piezas ornamentales. Sus caracteristicas son se puede anodizar después de aplicada la soldadura. Liga fácilmente con Aluminios al Manganeso. Utilizar C.D. P.I.

PARA COBRE Y SUS ALEACIONES ELECTRODO Y VARILLA DE APORTE PARA COBRE Y SUS ALEACIONES BRONSOMATIC A / E CuAl-A2 / Electrodo revestido. Es usada para unir y revestir bronces similares en alambiques, evaporadores, intercambiadores de calor, chumaceras y engranajes. En la industria alcoho-lera, perfumería, fábricas de explosivos, azucarera, cervecera y laboratorios farmacéuticos. Sus caracteristicas son electrodo de Bronce alumínico. Deja cordones finos con arco corto, facilidad de liga con hierros colados y aceros. Utilizar C.D. P.I.

AP SiL-O / Varilla desnuda / BCuP-2. Es usada en adecuado para la unión de láminas o tubos de Cobre a Cobre, o Cobre a Latón, Bronces en soldadura de cables eléctricos y telefónicos, embobinados y conexiones eléctricas, refrigeración, y aire acondicionado. En la industria artesanal, alimenticia, perfumería, vinícola y alcoholera. Sus caracteristicas son aplicable con procesos oxiacetilénico y oxigas. No requiere fundente, solo limpieza en las partes a soldar. Aleación con muy bajo punto de fusión. Flama neutra.

PARA PLATA Y SUS ALEACIONES ELECTRODO Y VARILLA DE APORTE PARA PLATA Y SUS ALEACIONES OXIWELD 600 / BAg-2a / Plata 30% / Varilla desnuda. Es usada en unión de metales diferentes, incluyendo carburos de Tungsteno o Vanadio, aceros aleados y aceros inoxidables. Para la fabricación de piezas ornamentales y muebles metálicos. En la industria de refrigeración, mantenimiento y arquitectónica. Sus caracteristicas son aleación de liga universal para producción y mantenimiento; iguala el color del latón. Altos valores mecánicos y muy buena apariencia y flujo capilar.

SOLDADURA ESTANO – PLATA Soldaudura Estaño - Plata / B32-Sn / ASTM B32-Sn96 - ASTM B32 Sn94. Es usada en soldadura de latones, cobre y aleaciones de cobre en general; tuberías, radiadores, refrigeradores, intercambiadores de calor, etc. Sus caracteristicas son esta alceación cae dentro de la familia de las aleaciones llamadas solders, es decir, soldaduras para aplicaciones a baja temperatura, generalmente de aplicación en la plomería y la industria electrónica. Se caracterizan por tener una alta resistencia al creep o fluencia lenta, lo que da muchas ventajas para usarse en tuberías a presión. Con esta soldadura, se pueden unir aceros inoxidables.

FUNDENTES FLUX WELD 246 / Bronce. Es usada en industria eléctrica, máquinas-herramienta, artesanal, refrigeración y líneas de conducción. Sus caracteristicas son especial para soldaduras de Bronce y Cobre con proceso oxiacetileno. Efectiva labor de limpieza para facilitar el flujo capilar a bajas temperaturas.

FLUX WELD 800 / Plata. Es usada en la industria eléctrica, máquinas-herramienta, artesanal, refrigeración, líneas de conducción, etc. sus caracteristicas son especial para soldaduras de plata con proceso oxiacetilénico. De alta capilaridad y excelente acción de limpieza.

PARA RECONSTRUCCION Y RECUBRIMIENTO DUROS

ELECTRODOS CONOMANG / Alto manganeso. Es usada en la reconstrucción de maquinaria y molinos de trituración, en aceros de alto Manganeso. En las industrias cementera, azucarera y minera. Sus caracteristicas son económico y de fácil aplicación en cordones múltiples sin agrietamiento. Altas propiedades mecánicas. Endurece al impacto.Dureza al depósito de 90-92 Rb. Utilizar C.A. C.D. P.I.

DURWELD 6000 / Carburo de cromo. Es usada para severa abrasión e impactos combinados; en canjilones, minas, mueve tierras (como buldózer, alas y excavadoras). En cordones gruesos y como revestimiento final. En trituradoras, molinos, filos de transportadoras de mineral y maquinaria agrícola. Sus caracteristicas son electrodo tipo CrMoVa de dureza media. Util para revestimientos que deban soportar alta abrasión y alto impacto, como minerales y arenas. Arco estable y fácil aplicación. Soporta hasta tres cordones sobrepuestos mínimo agrietamiento. Dureza al depósito: 44 a 52 Rc. Utilizar C.D. P. I. THERMALLOY 400 / Ni-Mo. Es usada en revestimiento de partes de maquinaria sometidas a esfuerzos de impacto, roce y presión. Recomendado para reconstruir dados y matrices, rodillos de laminación y cuchillas de corte. En la industria de la fundición y acererías. Sus caracteristicas son alta resistencia al impacto combinado con calor y choque térmico. Dureza al depósito de 90-94 Rb. Utilizar C.A. C.D. P.I. HARDALLOY 61 / Carburo de cromo y vanadio. Es usada en protección de piezas mecánicas sujetas a desgaste extremo de abrasión y temperatura con moderado impacto. En cuchillas de corte, matrices, molinos y trituradores como capa final. En la industria cementera, petrolera y minera. Sus caracteristicas son resistencia al trabajo y a la alta presión, moderado impacto y altas temperaturas. Mantiene su dureza hasta 640°C sin cambio. Dureza al depósito de 62 Rc 2 capas. Utilizar C.D. P.I.AW65. Es usada en piezas de máquinas como gusanos transportadores, trituradores, mezcladas, amasadoras, etc. CD PI. Sus caracteristicas son electrodo básico que produce depósitos muy resisntentes a la alta abrasión, resistente al calor hasta 500ºC, propiedades de dureza al trabajo tambien denominada dureza en caliente. Dureza 60 - 65 HRC. AW621. Es usada en electrodos recomendados para revestir cadenas y zapatas de tractores, palas mecánicas, reconstrucción de martillos, muelas y rodillos de quebradoras, en piezas guresas se recomienda un precalentamiento para atenuar tensiones internas. CD PI. Sus caracteristicas son electrodo recomendo para revestir partes sujetas a fuerte desgaste por abrasión e impacto, es un electrodo de alto rendimiento. Durezas de 48 - 53 HCR.

COSTOS Y TENDENCIAS COSTOS Y TENDENCIAS

Como un proceso industrial, el coste de la soldadura juega un papel crucial en las decisiones de la producción. Muchas variables diferentes afectan el costo total, incluyendo el costo del equipo, el costo de la mano de obra, el costo del material, y el costo de la energía eléctrica. Dependiendo del proceso, el costo del equipo puede variar, desde barato para métodos como la soldadura de arco de metal blindado y la soldadura de oxicombustible, a extremadamente costoso para métodos como la soldadura de rayo láser y la soldadura de haz de electrones. Debido a su alto costo, éstas son solamente usadas en operaciones de alta producción. Similarmente, debido a que la

automatización y los robots aumentan los costos del equipo, solamente son implementados cuando es necesaria la alta producción. El costo de la mano de obra depende de la velocidad de deposición (la velocidad de soldadura), del salario por hora y del tiempo total de operación, incluyendo el tiempo de soldar y del manejo de la pieza. El costo de los materiales incluye el costo del material base y de relleno y el costo de los gases de protección. Finalmente, el costo de la energía depende del tiempo del arco y el consumo de energía de la soldadura.

Para los métodos manuales de soldadura, los costos de trabajo generalmente son la vasta mayoría del costo total. Como resultado, muchas medidas de ahorro de costo se enfocan en la reducción al mínimo del tiempo de operación. Para hacer esto, pueden seleccionarse procedimientos de soldadura con altas velocidades de deposición y los parámetros de soldadura pueden ajustarse para aumentar la velocidad de la soldadura. La mecanización y la automatización son frecuentemente implementadas para reducir los costos de trabajo, pero con a menudo ésta aumenta el costo de equipo y crea tiempo adicional de disposición. Los costos de los materiales tienden a incrementarse cuando son necesarias propiedades especiales y los costos de la energía normalmente no suman más que un porcentaje del costo total de la soldadura.[]

En años recientes, para reducir al mínimo los costos de trabajo en la manufactura de alta producción, la soldadura industrial se ha vuelto cada vez más automatizada, sobre todo con el uso de robots en la soldadura de punto de resistencia (especialmente en la industria del automóvil) y en la soldadura de arco. En la soldadura robotizada, unos dispositivos mecánicos sostienen el material y realizan la soldadura,[] y al principio, la soldadura de punto fue su uso más común. Pero la soldadura de arco robótica ha incrementado su popularidad a medida que la tecnología ha avanzado. Otras áreas clave de investigación y desarrollo incluyen la soldadura de materiales distintos (como por ejemplo, acero y aluminio) y los nuevos procesos de soldadura, como la soldadura por agitación???,soldadura por pulso magnético, costura de calor conductor???, y lasoldadura de láser híbrido. Además, se desea progresar en que métodos especializados como la soldadura de rayo láser sean prácticos para más aplicaciones, por ejemplo en las industrias aeroespaciales y del automóvil. Los investigadores también tienen la esperanza de entender mejor las frecuentes propiedades impredecibles de las soldaduras, especialmente la microestructura, las tensiones residuales y la tendencia de una soldadura a agrietarse o deformarse.[]

CODIGOS Y NORMAS DE SOLDADURA CODIGOS Y NORMAS DE SOLDADURA

1. INTRODUCCION

El contenido de este documento ha sido preparado para dar un alcance y Conocimiento básico en lo referente al porque de la utilización de códigos, normas y especificaciones en la aplicación de la industria metal mecánica.

Los códigos, normas y especificaciones son documentos que rigen y regulan actividades industriales.

Los documentos que establecen lineamientos para las actividades relacionadas con la industria de la soldadura tienen el propósito de asegurar que solo se producirán bienes soldados seguros y confiables, y que las personas relacionadas con las operaciones de soldadura no estarán expuestas a peligros indebidos ni a condiciones que pudieran resultar dañinas a su salud.

Todo el personal que participa en la producción de bienes soldados, ya sean diseñadores, fabricantes, proveedores de productos y servicios, personal de montaje, soldadores o inspectores, tienen la necesidad de conocer, por lo menos, las porciones particulares de las normas que aplican a sus actividades.

1.1. DEFINICIONES

Los códigos, las especificaciones y otros documentos de uso común en la industria tienen diferencias en cuanto a su extensión, alcance, aplicabilidad y propósito. A continuación se mencionan las características claves de algunos de estos documentos.

1.1.1. CÓDIGO

Es un conjunto de requisitos y condiciones, generalmente aplicables a uno o más procesos que regulan de manera integral el diseño, materiales, fabricación, construcción, montaje, instalación, inspección, pruebas, reparación, operación y mantenimiento de instalaciones, equipos, estructuras y componentes específicos.

1.1.2. NORMAS

El término “norma “ tal y como es empleado por la AWS, la ASTM, la ASME y el ANSI, se aplica de manera indistinta a especificaciones, códigos, métodos, practicas recomendadas, definiciones de términos, clasificaciones y símbolos gráficos que han sido aprobados por un comité patrocinador (vigilante) de cierta sociedad técnica y adoptados por esta.

1.1.3. ESPECIFICACIÓN

Una especificación es una norma que describe clara y concisamente los requisitos esenciales y técnicos para un material, producto, sistema o servicio. También indica los procedimientos, métodos, clasificaciones o equipos a emplear para determinar si los requisitos especificados para el producto han sido cumplidos o no.

1.2. ORIGEN DE LAS NORMAS

Las normas son desarrolladas, publicadas y actualizadas por organizaciones y entidades gubernamentales y privadas con el propósito de aplicarlas a las áreas y campos particulares de sus intereses. Algunas de las principales entidades que generan las normas relacionadas con la industria de la soldadura son las siguientes:

* American Association of State Highway and Transportation Officials – AASHTO (Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportación) * American Bureau of Shipping –ABS (Oficina Americana de Barcos) * American Institute of Steel Construction – AISC (Instituto Americano de Construcción de Aceros) * American National Standards Institute – ANSI (Instituto Nacional Americano de Normas) * American Petroleum Institute – API (Instituto Americano del Petróleo) * American Society of Mechanical Engineers – ASME (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) * American Water Works Association – AWWA (Asociación Americana de Trabajos de Agua) * American Welding Society – AWS (Sociedad Americana de Soldadura) * Association of American Railroads – AAR (Asociación de Ferrocarriles Americanos) * ASTM, anteriormente The Society for Testing and Materials (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales) * International Organization for Standarization – ISO (Organización

Internacional para la Normalización) * SAE, anteriormente The Society of Automotive Engineers (Sociedad de Ingenieros Automotrices).

Las normas reflejan el consenso de las partes relacionadas con su campo de aplicación, por lo que cada organización que las prepara, tiene comités o grupos de trabajo compuestos por diferentes representantes de las diferentes partes interesadas. Todos los de esos comités son especialistas en sus campos, y preparan borradores o versiones preliminares de las normas, mismos que son revisados por grupos más amplios antes de que las versiones finalessean aprobadas.

1.3. APLICABILIDAD DE LAS NORMAS

El cumplimiento de los requisitos de las normas es obligatorio cuando tales Normas están referidas o especificadas en las jurisdicciones gubernamentales, o cuando estas están incluidas en contratos u otros documentos de compra.

El cumplimiento de las prácticas recomendadas o las guías es opcional. Sin embargo, si estos son referidos en los códigos o especificaciones aplicables o en acuerdos contractuales, su uso se hace obligatorio. Si los códigos o acuerdos contractuales contienen secciones o apéndices no obligatorios, el empleo de las guías o prácticas recomendadas, quedan a la discreción del .

1.3.1. DESCRIPCIÓN DE ALGUNAS NORMAS DE SOLDADURA

1.3.1.1. Código ANSI / ASME para calderas y recipientes a presión (ASME BPVC). Erróneamente se ha creído por mucho tiempo que ASME es un tipo de soldadura que consta o se definen como:

Soldadura con proceso SMAW, con electrodo E 7018, en placa de acero y solamente en progresión ascendente, generalmente utilizado para soldar tanques de almacenamiento.

Desafortunadamente, una mentira dicha y repetida tantas veces llega a convertirse en realidad para muchos, y esto es lo que ha pasado en el Ecuador.

En realidad, ASME son las siglas con las que se le conoce a los códigos aplicados a la Ingeniería Mecánica. Esta agrupación de información técnica, muy reconocida a nivel mundial, presenta una serie de libros conocidos como NORMAS tendientes a la normalización en la fabricación, inspección y control de calidad de ciertos artículos. El código aplicable a la construcción de tanques y recipientes de presión es el: “ASME Boiler and Pressure Vessel – Code Reference”. Este código está dividido en 11 secciones identificadas con números romanos. De nuestro interés es la sección IX llamada “Welding and Brazing Qualification” donde se describen los requerimientos para la calificación de los procedimientos de soldadura y soldadores que se utilizarán en la construcción de tanque y recipientes de presión.

1.3.1.2. Sección B31.4, "Sistemas de Transportación Líquida para Hidrocarburos, Gas Líquido de Petróleo, Amoniaco Anhidro y Alcoholes "

Esta sección prescribe requisitos para tubería que transporta líquidos tales como petróleo crudo, condensados, gasolina natural, líquidos de gas natural, gas licuado de petróleo, alcohol líquido, amoniaco anhidro líquido y productos líquidos de petróleo, entre las instalaciones de contratación de los productores, conjuntos de tanques, plantas de procesamiento de gas natural, refinerías, estaciones, plantas de amoniaco, terminales (marinas, de ferrocarril y de autocamiones) y otros puntos de entrega y recepción.

1.3.1.3. Código ANSI/AWS D1.1 de Soldadura Estructural -Acero

Este Código cubre los requisitos aplicables a estructuras de acero al carbono y de baja aleación. Está previsto para ser empleado conjuntamente con cualquier código o especificación que complemente el diseño y construcción de estructuras de acero. Quedan fuera de su alcance los recipientes y tuberías a presión, metales base de espesores menores a 1/8 pulg. (3.2 mm), metales base diferentes a los aceros al carbono y de baja aleación y los aceros con un límite de cedencia mínimo mayor a 100,000 lb./pulg2 (690 MPa).

A continuación se indican las secciones que lo componen y un resumen. De los requisitos que cubren:

1. Requisitos Generales Contiene la información básica sobre el alcance y limitaciones del código. 2. Diseño de Conexiones Soldadas

Contiene requisitos para el diseño de conexiones soldadas compuestas por perfiles tubulares y no tubulares. 3. Precalificación Cubre los requisitos para poder excluir a las especificaciones de procedimiento de soldadura de las exigencias de calificación propias del código. 4. Calificación Contiene los requisitos de calificación para especificaciones de procedimientos y personal (soldadores, operadores de equipo para soldar y "punteadores") de soldadura necesarios para realizar trabajos de código. 5. Fabricación Cubre los requisitos para la preparación, ensamble y mano de obra de las estructuras de acero soldadas. 6. Inspección Contiene los criterios para la calificación y las responsabilidades de inspectores, los criterios de aceptación para soldaduras de producción y los procedimientos estándar para realizar la inspección visual y las pruebas no destructivas. 7. Soldadura de Pernos Esta sección contiene los requisitos aplicables a la soldadura de pernos a acero estructural. 8. Reforzamiento y Reparación de Estructuras Existentes Contiene la información básica relacionada con la modificación o reparación de estructuras de acero ya existentes. Anexos - Información Obligatoria Anexos no Obligatorios Comentarios sobre el Código de Soldadura Estructural -Acero

1.3.1.4. Código para Soldadura de Puentes ANSI/ASHTO/AWS D1.5

Esta norma cubre los requisitos de fabricación por medio de soldadura aplicables a los puentes de carreteras, y debe ser usado conjuntamente con la Especificación Estándar para Puentes de Carreteras AASHTO o la Especificación AASHTO para. el Diseño de Puentes LRFD. Las provisiones de este código no son aplicables a la soldadura de metales base de espesores menores a 3 mm.

Las secciones de que consta este documento se listan a continuación:

1. Provisiones Generales 2. Diseño de Conexiones Soldadas 3. Mano de Obra 4. Técnica 5. Calificación 6. Inspección 7 Soldadura de Pernos 8. Estructuras Estáticamente Cargadas (sin aplicaciones dentro de este código) 9. Puentes de Acero Soldados 10. Estructuras Tubulares (sin aplicaciones dentro de este código) 11. Reforzamiento y Reparación de Estructuras Existentes (sin aplicaciones dentro de este código) 12. Plan de Control de Fractura (Fracture Control Plan -F) para no Redundantes Anexos-Información Obligatoria Anexos no Obligatorios

1.3.1.5. Norma API 1104 para Líneas de tubería e Instalaciones Relacionadas

Esta norma aplica a la soldadura por arco y por oxígeno y combustible de tubería empleada en la compresión, bombeo y transmisión de petróleo crudo, productos de], petróleo y gases combustibles, y también para los sistemas de distribución cuando esto es aplicable. Presenta métodos para la producción de soldaduras aceptables realizadas por soldadores calificados que usan procedimientos y equipo de soldadura y materiales aprobados. También presenta métodos para la producción de radiografías adecuadas, realizadas por técnicos que empleen procedimientos. Y equipo aprobados, a fin de asegurar un análisis adecuado de la calidad de la soldadura. También incluye los estándares de aceptabilidad y reparación para defectos de soldadura.

A continuación se citan las secciones que forman parte de esta norma: Sección 1 – Generalidades Sección 2 - Calificación de Procedimientos de Soldadura para Soldaduras con Metal de Aporte Sección 3 - Calificación de Soldadores Sección 4 - Diseño y Preparación de una Junta para Soldaduras de Producción Sección 5 - Inspección y Pruebas de Soldaduras de Producción Sección 6 - Estándares de Aceptación para Pruebas no Destructivas Sección 7 - Reparación y Remoción de Defectos

Sección 8 - Procedimientos para Pruebas no Destructivas Sección 9 - Soldadura Automática Sección 10 - Soldadura Automática sin Adiciones de Metal de Aporte

Apéndice – Estándares Alternativos de Aceptación para Soldaduras 1.3.1.6. Especificaciones AWS para materiales consumibles de soldadura La Sociedad Americana de Soldadura publica -entre una cantidad numerosa de normas (algunas de las cuales han sido descritas o referidas en este texto) sobre usos y calidad de materiales, productos, pruebas, operaciones y procesos de soldadura, las especificaciones para varillas, electrodos y metales de aporte de soldadura.

Estas especificaciones cubren la mayor parte de los materiales consumibles empleados en procesos de soldadura y soldadura fuerte, e incluyen requisitos obligatorios y opcionales. Los requisitos obligatorios cubren aspectos tales como composición química y propiedades mecánicas, fabricación, pruebas, marcado e identificación y empaque de los productos. Los requisitos opcionales incluidos en apéndices se proporcionan como fuente de información sobre la clasificación, descripción o uso previsto de los metales de aporte cubiertos.

La designación alfanumérica de la AWS para especificaciones de metales de aporte consta de una letra "A” seguida de un 5, un punto. y uno o dos dígitos adicionales, por ejemplo la AWS A5-1, Especificación para Electrodos de Acero al Carbono para Soldadura por Arco Metálico Protegido. Cuando ASME adopta estas especificaciones, ya sea de manera completa y fiel o con revisiones, le antepone las letras "SF” a la designación AWS, así, la especificación ASME SFA5.1 es similar, si no idéntica, a la AWS A5.1 (de la misma edición).

2. POSICIONES DE SOLDADURA

La clasificación de las posiciones que se indican mas adelante tiene aplicación principalmente a la hora de juzgar la habilidad de los soldadores u operadores de las maquinas de soldeo y también cuando se trata de responsabilidad.

La AWS (Sociedad Americana de Soldadura) y otras especificaciones, distinguen las posiciones cuando se trata de soldar chapas o tuberías, tanto a tope como en ángulo como se indica a continuación.

Figura 1. Posiciones de Soldadura en placas con soldadura de ranura.

Figura 2. Posiciones de Soldadura en placas son soldadura de filete

Figura 3. Posiciones de Soldadura en tubo con soldadura de ranura Figura 4. Posiciones de Soldadura en tubo con soldadura de filete

3. TIPOS DE JUNTAS

Existen cinco estilos básicos de juntas que son: · La junta a traslape · La junta a tope · La junta de esquina · La junta de orilla · La junta en T

3.1. Juntas A Traslape.

Están formadas en esencia por dos piezas de metal solapadas o traslapadas, que se unen por fusión mediante soldadura de puntos, de filete, de tapón o de agujero alargado.

3.2. Junta A Tope.

Está comprendida entre los planos de las superficies de las dos partes. Las juntas a tope pueden ser simples, escuadradas, biseladas, en V, de ranuras de una sola J, de ranura de una sola U, o dobles.

3.3. Juntas De Esquina

Son lo que implica su nombre: soldaduras hechas entre dos partes situadas a un ángulo de 90 grados. Estas pueden ser de medio traslape, de esquina a esquina, o de inserción completa, y pueden prepararse para formar un solo bisel, una sola V o ranuras de una sola U.

3.4. Juntas De Brida O Juntas De Orilla

Resultan de la fusión de la superficie adyacente de cada parte, de manera que la soldadura quede

dentro de los planos superficiales de ambas partes. Éstas pueden ser de una sola brida o de doble brida.

3.5. Juntas en T

Son precisamente lo que su nombre indica, pero también pueden ser de un solo bisel, de doble bisel, de una sola J y de doble J.

4. CONFIGURACIONES DE BISELES

Las ranuras mismas, dependiendo de su uso final (mantenimiento normal y reparación; uso en alta presión, con sellamiento hermético; y así sucesivamente) pueden prepararse por cualquiera de los métodos siguientes: corte a la llama, esmerilado, corte en sierra, fresado y cizallado.

La selección de las aberturas en la raíz y los ángulos de ranura está influida también en alto grado por los materiales a unir, la localización de la junta en el conjunto soldado y el desempeño requerido. Las juntas de ranura en J y en U pueden usarse para minimizar la cantidad de metal soldado que se requiere, cuando los ahorros son suficientes para justificar las operaciones de biselado, más difíciles y costosas. Estas juntas son particularmente útiles en la soldadura de piezas de gran espesor. Una desventaja de las juntas de ranura en J y de ranura biselada es la de que son difíciles de soldar para lograr juntas perfectas, debido al problema común de atrapamiento de escoria a lo largo de su lado recto. El criterio más importante para la resistencia en una junta soldada de ranura es el grado de penetración de la junta. Como las juntas soldadas se diseñan generalmente en forma tal que tienen igual resistencia que la del metal de base, los diseños de junta soldada de ranura con costuras que se extienden completamente a través de los que se están uniendo, son los que se usan más comúnmente. Uno de los principios del diseño es el de la selección de los tipos de junta que den por resultado el grado de penetración deseando en la junta.

Figura 15. Configuración de biseles

5. PARTES DE LAS JUNTAS

Las partes o elementos de las juntas soldadas o a soldarse son relativamente numerosas, y a fin de poder interpretar y describir correctamente cualquier junta, es necesario identificar y ubicar

cada una de sus partes. La figura 2.3 indica algunos de estos elementos en una junta aún sin soldarse. 1. Abertura de la raíz 2. Cara de la raíz 3. Cara de la ranura 4. Ángulo del bisel 5. Ángulo de la ranura 6. Tamaño de la soldadura de ranura indicado en el símbolo de soldar 7. Espesor de la placa

Así como una junta sin soldar tiene sus elementos, una junta soldada presenta elementos los cuales se describe en el gráfico siguiente:

6. CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS Y PERSONAL DE SOLDADURA

INTRODUCCIÓN

En términos generales, todos los trabajos de soldadura necesitan de uno o más procedimientos de soldadura que definan, con suficiente detalle, cómo deben realizarse las operaciones involucradas, y todas las normas sobre equipos, partes de equipos, tuberías y estructuras en cuya fabricación, construcción y montaje intervienen operaciones de soldadura, establecen requisitos relacionados con la preparación, calificación y certificación de los procedimientos de soldadura, así como de la calificación de la habilidad de los soldadores y operadores de equipo para soldar a emplearse en la realización de soldaduras de producción en los trabajos a realizar.

La exigencia de tales requisitos se debe a que existen muchos factores que influyen en las características de las uniones soldadas. Entre estos factores pueden mencionarse, entre muchos otros, los diferentes procesos de soldadura con que puede realizarse una junta, los diversos materiales base (aceros al carbono, aceros inoxidables, aleaciones de níquel, magnesio, titanio, etc.), las variaciones de espesor del metal base y los diferentes diseños de junta.

A fin de que las uniones producidas tengan, de manera consistente, las propiedades especificadas y la calidad requerida, es necesario controlar, de manera rigurosa, todas las variables que intervienen en la producción de las uniones soldadas, y tal control se logra mediante la preparación por escrito los procedimientos de

soldadura necesarios, la calificación de los mismos y la calificación de la habilidad del personal que los empleará. Es un hecho indiscutible que el éxito de los trabajos de soldadura depende, en gran medida, del cumplimiento total de las condiciones anteriores (disponibilidad de los procedimientos de soldadura calificados y apropiados para cubrir los requisitos de las aplicaciones previstas, así como del personal apto para aplicarlos), además de una inspección completa antes, durante y después de soldar, a fin de asegurar que los procedimientos establecidos son aplicados de manera correcta por el personal debidamente calificado. ASME sección IX, API 1104 y AWS D1. 1, entre otras normas, establecen los requisitos de calificación y/o certificación para el personal que realiza los exámenes y pruebas o inspecciones por parte del fabricante o contratista y por segundas o terceras partes. Los requisitos de calificación para este tipo de personal generalmente están fijados en términos de entrenamiento y experiencia, aunque algunas veces se hace referencia a esquemas más completos de calificación y certificación, mismos que incluyen también requisitos de escolaridad, exámenes de pericia y de agudeza visual. Entre estos esquemas destaca el Programa de Certificación de Inspectores de Soldadura de la Sociedad Americana de Soldadura

6.1. FORMATOS UTILIZADOS EN SOLDADURA.

6.1.1. Especificación del Procedimiento de Soldadura.

WPS (Welding Procedure Specification). Es un formato en que se detallan todas las variables indispensables y suficientes para realizar una soldadura. Los datos registrados en un WPS deben permitir al soldador, ajustar todos los parámetros de soldadura sin dejar nada a libre interpretación.

6.1.2. Registro de la Calificación del Procedimiento.

PQR (Procedure Qualification Record). Es un formato en el cual se detalla con claridad los datos reales utilizados para fabricar una probeta de soldadura así como los resultados obtenidos de las pruebas realizadas en la misma probeta.

6.1.3. Calificación de la Ejecución del Soldador.

WPQ (Welding Performance Qualification). Formato donde se especifican los resultados de las pruebas realizadas a la junta soldada, no para calificar un procedimiento sino para determinar la habilidad de una persona (soldador) para hacer soldaduras de buena calidad.