Manual del Soldador-1

8/7/2019 Manual del Soldador-1

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Manual de Soldadura Manual de Soldadura

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La automatizacin de procesos en la produccin industrial,ha generado un gran avance, con la consiguiente tecnificacin queasume la productividad, lo cual implica una mayor competencia yuna reduccin en los costos de produccin y precios.

El papel del proceso de soldadura, se inscribe as en un medio

de alta tecnificacin, como una ciencia y una labor fundamental enel desarrollo de industrias que se proyectan al campo de lametalurgia, los tratamientos trmicos, la robtica, el anlisismicroestructural y la electrnica.

Desde hace ms de 30 aos EXSA S.A. DIVISIONSOLDADURAS OERLIKON provee al Per de productos de lams alta calidad, debido a la innovacin y actualizacin tenolgicapermanente y con apoyo tcnico constante, as como con lacapacitacin y publicaciones que ponen a nuestros usuarios a lavanguardia con los ltimos avances en este campo.

El presente manual rene la ms diversa informacin sobrela tecnologa de la soldadura, de gran utilidad para supervisores,soldadores, diseadores, proyectistas, estudiantes e interesadosen este campo.

Estamos seguros que este manual ser muy til y tendracogida, que nuestro nombre y la calidad unida a l, promueve.Ponemos as, a su disposicin, a nuestros clientes y a la industriaen general este MANUAL DE BOLSILLO OERLIKON.

PRESENTACION

La soldadura es una de las tecnologas que ms se hadesarrollado en los ltimos aos. En la primera dcada de estenuevo milenio se espera un avance an mayor, por lo que senecesitar contar con soldadores calificados, inspectores preparadospara ejecutar controles de calidad, ingenieros capaces de desarrollarprocedimientos de soldadura, etc. Por ello, con el objetivo de

apoyar a los usuarios de nuestros productos y con el afn demantenerlos al ms alto nivel tecnolgico, hemos decidido publicarnuevamente este manual Manual Prctico de Soldadura, en su 6ta.edicin, incluyendo en l, todos los avances tecnolgicos, ascomo la gama completa de nuestros productos para soldadura.

En complemento a nuestra ya conocida lnea de soldadurasOERLIKON, nos hemos visto fortalecidos con el lanzamiento denuestra nueva lnea de soldaduras EXSA, con la que presentamosal mercado la lnea ms completa de consumibles para soldadura,entre ellos una importante gama de aleaciones especiales, comopor ejemplo aleaciones de plata, cobalto y nquel, f ierro-nquel,para fierro fundido, etc. as como alambres tubulares de unin yrecargue, electrodos de corte y biselado, etc.

Ambas lneas de consumibles para soldadura, OERLIKON y EXSA,estn respaldadas por la certificacin ISO 9002, obtenida en agostode 1999 y renovada periodicamente, lo que permite a nuestrosclientes tener una total confianza en la calidad de nuestros productos.

As mismo contamos, como es habitual, con las certificaciones deafamadas empresas, como: Germanischer Lloyd, American Bureauof Shipping y Lloyd's Register of Shipping.


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La automatizacin de procesos en la produccin industrial,ha generado un gran avance, con la consiguiente tecnificacin queasume la productividad, lo cual implica una mayor competencia yuna reduccin en los costos de produccin y precios.

El papel del proceso de soldadura, se inscribe as en un medio

de alta tecnificacin, como una ciencia y una labor fundamental enel desarrollo de industrias que se proyectan al campo de lametalurgia, los tratamientos trmicos, la robtica, el anlisismicroestructural y la electrnica.

Desde hace ms de 30 aos EXSA S.A. DIVISIONSOLDADURAS OERLIKON provee al Per de productos de lams alta calidad, debido a la innovacin y actualizacin tenolgicapermanente y con apoyo tcnico constante, as como con lacapacitacin y publicaciones que ponen a nuestros usuarios a lavanguardia con los ltimos avances en este campo.

El presente manual rene la ms diversa informacin sobrela tecnologa de la soldadura, de gran utilidad para supervisores,soldadores, diseadores, proyectistas, estudiantes e interesadosen este campo.

Estamos seguros que este manual ser muy til y tendracogida, que nuestro nombre y la calidad unida a l, promueve.Ponemos as, a su disposicin, a nuestros clientes y a la industriaen general este MANUAL DE BOLSILLO OERLIKON.

CONTENIDO GENERALPARTE I : CONCEPTOS GENERALES DE SOLDADURA Y PROCESOS

Captulo I : Conceptos Generales de Soldadura

Captulo II : Materiales de Aporte para SoldaduraCaptulo III : Tcnica de la Soldadura por ArcoCaptulo IV : Soldabilidad de los Aceros al carbono y de Baja Aleacin

Captulo V : El Acero .undido y su SoldabilidadCaptulo VI : El .ierro .undido y su Soldabilidad

Captulo VII : Soldabilidad de los Aceros InoxidablesCaptulo VIII : Recubrimientos ProtectoresCaptulo IX : Soldabilidad de los Metales No .errosos

Captulo X : Brazing y Soldadura Brazing

PARTE II : ELECTRODOS Y VARILLAS PARA ACEROS

Captulo XI : Soldaduras para Aceros al Carbono y de Baja Aleacin- Celulsicos Convencionales

- Celulsicos Especiales- Rutlicos

- Hierro en Polvo- Bsicos de Baja Aleacin Revestimiento Simple

- Bsicos de Baja Aleacin Doble Revestimiento

PARTE III : ELECTRODOS Y VARILLAS PARA SOLDADURAS ESPECIALES

Y MANTENIMIENTO

Captulo XII : Soldaduras Especiales- Electrodos para .ierro .undido- Electrodos Inoxidables Convencionales- Electrodos Inoxidables Especiales- Electrodo de Nquel y Aleaciones- Recubrimientos Protectores Convencionales- Recubrimientos Protectores Especiales- Soldaduras de Cobre y Aleaciones- Soldaduras de Aluminio y Aleaciones- Electrodos de Corte y Biselado

Captulo XIII : Varillas Desnudas y Revestidas para Brazing y Soldering- Aleaciones de Plata en Varillas y Lminas (Brazing)- Aleaciones de Estao, Plomo y Pl ata en Varillas y Pastas Metlicas

(Soldering)Captulo XIV : Varillas para Soldadura Autgena Usadas en Mantenimiento

- Varillas para Acero al Carbono- Varillas de Hierro .undido Gris- Varillas de Carburo de Tugsteno

- Varillas de Cobre y Aleaciones- Varillas de Stellite

- .undentes Especiales para Soldadura Autgena

PARTE IV : SOLDADURAS PARA PROCESOS AUTOMATICOS Y SEMIAUTOMATICOS

Captulo XV : Alambres Slidos y .undentes para Arco Sumergido- Alambres de Acero al Carbono y Baja Aleacin- Alambres de Acero Inoxidable- .undentes para Arco Sumergido

Captulo XVI : Alambres Slidos para Proceso MIG/MAG

- Alambres Slidos de Acero al Carbono- Alambres Slidos de Acero Inoxidable

- Alambres Solidos de Aluminio y Bronce al AluminioCaptulo XVII : Varillas Solidas para Proceso TIG- Varillas Solidas para Aceros al Carbono

- Varillas Solidas para Aceros Inoxidables- Varillas Solidas para Aluminio y Aleaciones

Captulo XVIII : Alambres Tubulares

- Alambres Tubulares de Unin para Aceros al Carbono- Alambres Tubulares de Acero Inoxidable

- Alambres Tubulares para Recubrimientos Protectores

PARTE V : APENDICE Y BIBLIOGRA.IA

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INDICE

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CAPITULO I:

Conceptos Generales de Soldadura 22

1.1. LA SOLDADURA COMO UNION METALICA 221.2. NATURALEZA DE LAS SUPERICIES METALICAS 221.3. CLASIICACION DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA 221.4. CLASIICACION GENERAL DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA 231.5. LA SOLDADURA ELECTRICA POR ARCO 25

1.5.1 . SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO MANUAL CON ELECTRODOMETALICO REVESTIDO

1.5.2 . NOCIONES DE ELECTRICIDAD CON RELACION AL ARCO ELECTRICOa. El Circuito Elctricob. El Circuito de Soldadura por Arco Elctricoc. Voltaje y Amperajed. Clases de Corriente Elctricae. Polaridadf. enmenos del Arco Elctrico para Soldar

1.6. MAQUINAS DE SOLDAR POR ARCO ELECTRICO 271.6.1 . CLASES DE MAQUINAS DE SOLDAR POR ARCO ELECTRICO

a. Mquinas estticasb. Mquinas rotativas

1. Mquinas tipo transformador2. Mquinas tipo rectificador3. Equipos transformador-rectificador

1.6.2 . CARACTERISTICA ESTATICA Y DINAMICA1.6.3. CICLO DE TRABAJO1.6.4 . TENSION DE VACIO O DE CIRCUITO ABIERTO1.6.5. CAIDA DE TENSION

1.6.5. 1. Cables Recomendados para Soldar - Cuadro1.6.5. 2. Datos de los Cables - Cuadro

1.7. COMO COMPRAR UNA MAQUINA DE SOLDAR 30

1.8. SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO 311.8.1. DESCRIPCION DEL PROCESO1.8.2. APLICACION1.8.3. EQUIPO

La Mquina de SoldarEl Alimentador de AlambreLa Pistola

1.8.4 . LUJO PARA SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO1.8.5. EL ALAMBRE

1.9. LA SOLDADURA POR ARCO CON ALAMBRE TUBULAR (OPEN ARC PROCESS) 331.9.1. DESCRIPCION DEL PROCESO1.9.2. CARACTERISTICAS DEL PROCESO1.9.3. EQUIPO

El Alimentador de AlambreLa Pistola de Soldar

El Gas de Proteccin1.9.4. ALAMBRE (electrodo)

1.10. SOLDADURA MIG/MAG 331.10.1. DESCRIPCION DEL PROCESO

MIGMAG

1.10.2. CARACTERISTICAS DEL PROCESO1.10.3. EQUIPO

La Mquina de SoldarEl Alimentador de Alambre

PARTE I: CONCEPTOS GENERALES DE SOLDADURA Y PROCESOS


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2.2.3 . NORMA AWS DE CLASIICACION DE LOS ELECTRODOS PARA METALES NO-ERROSOS2.2.4 . CODIGO DE COLORES NEMA PARA IDENTIICACION DE LOS ELECTRODOS2.2.5 . NORMA AWS DE ALAMBRES Y LUJOS PARA ARCO SUMERGIDO

2.2.5 .1. NORMA PARA ALAMBRES DE ACEROS DULCES2.2.5.2. NORMAS PARA LUJOS

2.2.6 . NORMA AWS DE ALAMBRES DE ACERO DULCE PARA SOLDADURA AL ARCO CON GAS2.2.7 . ALAMBRES SOLIDOS EMISIVOS Y TUBULARES - (Cuadro)2.2.8 . GASES PROTECTORES PARA SOLDADURA AL ARCO CON GAS - (Cuadro)2.2.9 . EECTO DE LOS GASES SOBRE LA ORMA DEL CORDON - (igura)

2.3. ACTORES A CONSIDERAR PARA SELECCIONAR EL ELECTRODO MAS ADECUADO 51a) Clase de Equipo o Mquina de Soldarb) Clase de Material a soldarsec) Posic in de la Soldadurad) Espesor y Dimensiones de la Pieza de Trabajoe) Aspecto deseado del Cordnf) Clase de Escoria y Adherencia al Metalg) Propiedades especficas que debe poseer el Cordn de Soldadurah) Aprobac in de los Electrodos

CAPITULO III:

Tcnica de la Soldadura por Arco 563 .0. G ENERAL IDADES 56

3.1. POSICIONES DE LA SOLDADURAPosicin planaPosicin verticalPosicin horizontalPosicin sobrecabezaLa Soldadura de Tuberas

3.2. PREPARACION DE LAS JUNTAS PARA LA SOLDADURA 58Las Juntasinalidad de la JuntaEleccin del Tipo de Junta3.2.1. JUNTAS A TOPE

3.2.1.1. JUNTA A TOPE3.2.1.2. JUNTA A TOPE EN "V"3.2.1 .3. JUNTA A TOPE EN "DOBLE V" o "X"

3.2.1 .4. JUNTA A TOPE EN "U" SIMPLE3.2.1 .5. JUNTA A TOPE EN "DOBLE U"3.2.1 .6. OTROS TIPOS DE JUNTAS A TOPE

3.2.2. JUNTAS "T"3.2.2 .1. JUNTA EN "T" CON BORDE PLANO3.2.2 .2. JUNTA EN "T" CON BORDE EN "V"3.2.2 .3. JUNTA EN "T" CON BORDES EN DOBLE "V"3.2.2 .4. JUNTA DE SOLAPE DE RINCON SIMPLE3.2.2 .5. JUNTA DE SOLAPE DE RINCON DOBLE

3.3. INICIO DE LA SOLDADURA 613.3.1. Cmo encender el Arco elctrico3.3.2. Cmo ejecutar un Cordn de Soldadura3.3.3. Cmo reanudar el Cordn3.3.4 . Cmo rellenar un Crter al inal del Cordn3.3.5. Movimientos oscilatorios comunes3.3.6. Cmo rellenar una Superficie plana3.3.7. Cmo rellenar un Eje

3.4. SOLDADURA ELECTRICA EN POSICION PLANA 643.4.1. Juntas de Angulo en Posicin Plana3.4.2. Junta de Solape en Posicin Plana3.4.3. Juntas a Tope en Posicin Plana

3.5. SOLDADURA ELECTRICA EN POSICION HORIZONTAL 653.5.1. Juntas de Solape en Posicin Horizontal

La PistolaEl Gas ProtectorAlambre de Aporte

1.1 1. SOLDADURA TIG (ARCO DE TUNGSTENO CON GAS) 361.11.1. DESCRIPCION DEL PROCESO1.11.2. CARACTERISTICAS DEL PROCESO1.11.3. EQUIPO

La Mquina de SoldarEl Soplete

1.11.4. EL GAS DE PROTECCION1.11.5. LOS ELECTRODOS1.11.6. EL METAL DE APORTACION1.11.7. SEGURIDAD DE SOLDADURA

1.12. LA SOLDADURA OXI-ACETILENICA 371.12.1. DESCRIPCION DEL PROCESO1.12.2. PROCEDIMIENTOS BASICOS EN LA SOLDADURA OXI-ACETILENICA

Soldadura por usinSoldadura uerte y Soldadura Blanda

1.12.3. EXPLICACION DE LOS PROCEDIMIENTOS1.12.4. LIMPIEZA DE LAS SUPERICIES1.12.5. UNDENTES1.12.6. VARILLAS DE APORTACION1.12.7. EQUIPOS

El Soplete StandardLos Reguladores de GasLas Mangueras de GasLos GasesLos Cilindros de GasEl Carro para los CilindrosLas Precauciones de Seguridad

1.1 3. RECARGUE DE SUPERICIES POR PROYECCION Y DIUSION 411.1 4. CORTE DE METALES CON ELECTRODOS METALICOS 42

1.14.1. APLICACIONES1.14.2. ELECTRODOS

VentajasSUPERCORTE - Cortar y PerforarCHAMERCORD Y EXSACUT - Biselar y Acanalar

CAPITULO II:

Materiales de Aporte para Soldadura 442.0. GENERALIDADES 442.1. SOLDADURA ELECTRICA MANUAL 44

2.1.1 . LOS ELECTRODOS METALICOS2.1.2. UNCIONES DEL REVESTIMIENTO

A) unciones elctricasB) unciones metalrgicasC) unciones mecnicas

2.1.3 . COMPOSICION BASICA DEL REVESTIMIENTOElementos o materiales ionizantesElementos generadores de gases protectoresElementos productores de escoria

Elementos aportantes de materiales de aleacin2.1.4 . RESUMEN DE LAS UNCIONES DE ALGUNAS MATERIAS PRIMAS - (Cuadro)2.1.5 . ELECTRODOS BASICOS DE DOBLE REVESTIMIENTO

2.1.5.1. VENTAJAS DEL DOBLE REVESTIMIENTO2.1.5.2. NUEVOS ELECTRODOS BASICOS DE DOBLE REVESTIMIENTO - (Cuadro)

2.2. NORMAS PARA LAS SOLDADURAS 462.2.1 . NORMA AWS DE ELECTRODOS PARA ACEROS DULCES Y ACEROS DE BAJA ALEACION

INTERPRETACION DE LA NORMA2.2.1.1. TIPO DE CORRIENTE Y REVESTIMIENTO SEGUN NORMA - (Cuadro)

2.2.2 . NORMA AWS DE ELECTRODOS PARA ACEROS INOXIDABLES


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3.5.2. Juntas a Tope en Posicin Horizontal3.6. SOLDADURA ELECTRICA EN POSICION VERTICAL 66

3.6.1. Mtodos de Soldadura de Posicin Vertical3.6.2 . Juntas de Solape y de Angulo en Posicin Vertical3.6.3 . Juntas a Tope en Posicin Vertical

3.7. SOLDADURA ELECTRICA EN POSICION SOBRECABEZA 673.7.1. Juntas de Solape y de ngulo3.7.2. Juntas a Tope

3.8. SOLDADURA ELECTRICA DE TUBERIA 68

3.8.1 . Ejecucin de Juntas, con Rotacin del Tubo3.8.2 . Ejecucin de Soldadura a Tope, en Posicin Vertical Ascendente3.8.3. Juntas a Tope, en Posicin Horizontal

3.9. SOLDADURA DE PLANCHAS CON ARCO ELECTRICO 69PrecaucionesElectrodos OERLIKON recomendadosRecomendacin general

3.10 . ACTORES UNDAMENTALES PARA OBTENER UNA BUENA SOLDADURA 70 Electrodos apropiados para el trabajo Amperaje correcto para soldar Longitud adecuada del Arco Apropiado Angulo de Inclinacin del Electrodo Apropiada Velocidad de Avance

3.11 . DILATACION Y CONTRACCION DE LOS METALES EN LA SOLDADURA 713.12. SOPLO MAGNETICO 73

Qu es el Soplo Magntico?Qu es lo que causa el Soplo Magntico?Cmo reducir el Soplo Magntico

3.13. NOCIONES DE INSPECCION DE LAS SOLDADURAS 743.14 . CAUSAS DE ALLAS COMUNES EN LA SOLDADURA Y COMO SUBSANARLAS - (Cuadros) 753.15 . DEECTOS QUE PUEDEN COMPROMETER LA RESISTENCIA DE LA UNION 78

SocavacionesPorosidadesusin deficienteMala penetracinEscoriacionesGrietas

3.16. SIMBOLOS DE SOLDADURA - SUS APLICACIONES 783.16 .1. orma Bsica del Smbolo de Soldadura - (igura)

3.16 .2. Smbolos de Soldaduras de Arco y de Gas - (igura)3.16 .3. Representacin de Juntas o Chaflanes3.16 .4. Ubicacin de las Dimensiones en los Smbolos de Soldadura - (iguras)3.16 .5. Ubicacin de los Smbolos para las Caras a Ras y Convexas para Soldaduras con Chafln.3.16.6. Ejemplos de Acotado - (iguras)3.16 .7. Soldadura de Tapn y Ranura

3.17. SUGERENCIAS PARA REDUCIR COSTOS 89 Clase de Material orma de la Junta Presentacin adecuada de las Juntas Posic in de Soldar Dimetro del Electrodo Longitud del Arco Tipo de Electrodo Cabos o Colil las

Longitud y Calibre del Cable Conexiones lojas

3.18. NORMAS DE SEGURIDAD 89

CAPITULO IV:

Soldabilidad de los Aceros al Carbono y de Baja Aleacin 924 .1 . EL ACERO 92

4.1.1. CLASIICACION DE LOS ACEROS

4.1.1.1. Aceros a l Carbonoa) Aceros de bajo carbonob) Aceros de mediano carbonoc) Aceros de a lto carbonod) Acero de herramientas

4 .1 .1 .2. Ace ro s A le adosa) Aceros de baja a leac inb) Aceros de a lta a leac in

4.2. DESIGNACIONES NUMERICAS DEL AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE -A.I.S.I.-

PARA ACEROS AL CARBONO Y ACEROS ALEADOS, GRADO MAQUINARIA 92Series - Tipos y ClasesSistema AISI para la Denominacin de los AcerosPrefijo - SignificadoSufijo - Significado

4.3. ELECTRODOS PARA SOLDAR ACEROS AL CARBONO Y DE BAJA ALEACION 934.3.1. ELECTRODOS CELULOSICOS

Caractersticas Generales de los Electrodos CelulsicosElectrodos OERLIKON del Grupo Celulsico

4.3.2. ELECTRODOS RUTILICOSCaractersticas Generales de los Electrodos RutlicosElectrodos OERLIKON del Grupo Rutlico

4.3.3. ELECTRODOS DE HIERRO EN POLVOCaractersticas Generales de los Electrodos de Hierro en PolvoElectrodos OERLIKON del Grupo Hierro en Polvo

4.3.4. ELECTRODOS DE BAJO HIDROGENOCaractersticas Generales de los Electrodos de Bajo HidrgenoElectrodos OERLIKON del Grupo de Bajo Hidrgenoa) Bsicos de revestimiento simpleb) Bsicos de revestimiento doble

4.4. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO 954.4.1. PROCEDIMIENTO DE SOLDAR4.4.2. RECOMENDACIONES PARA SOLDAR ACEROS TIPO AISI

4.4.2.1. T ipos AISI C 1008 a l 10104.4.2.2. Tipos AISI C 1015 al C 10244.4.2.3. Tipos AISI C 1025 al C 1030

4.5. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE MEDIANO Y ALTO CONTENIDO DE CARBONO 964.5.1. CLASIICACION AISI - (Cuadro)4.5.2. PRECALENTAMIENTO4.5.3. TEMPERATURAS DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)

4.5.4. POSTCALENTAMIENTO4.5.5. SOLDABIL IDAD4.5.6 . ELECTRODOS QUE DEBEN UTILIZARSE PARA SOLDAR LOS ACEROS DE MEDIANO Y

ALTO CARBONO4.5.7. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO RESULURIZADOS

4.6. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE BAJA ALEACION 994.6.1. ACEROS AL MANGANESO (MENOS DE 2% Mn)

4.6.1.1. CLASIICACION SAE - (Cuadro)4.6.1.2. TEMPERATURAS DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)4 .6 .1 .3. Soldabi li dad4.6.1.4. Electrodos para Soldar Aceros al Manganeso

4.6.2. ACEROS AL NQUEL4.6.2.1. CLASIICACION SAE - (Cuadro)4.6.2.2. TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)

4.6.2.3. Soldabilidad4.6.2. 4. Electrodos para Soldar Aceros al Nquel

4.6.3. ACEROS AL CROMO-NIQUEL4.6.3.1. CLASIICACION SAE - (Cuadro)4.6.3. 2. TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)4.6.3.3. Soldabilidad4.6.3. 4. Electrodos para Soldar Aceros al Cromo-Nquel

4.6.4. ACERO AL MOLIBDENO4.6.4.1. CLASIICACION SAE - (Cuadro)4.6.4. 2. TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)


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5.3.2. MODIICACIONES MICROESTRUCTURALES POR CALENTAMIENTO ATEMPERATURAS VARIABLES ENTRE 200 Y 800C

5.3.3. ENDURECIMIENTO DEL ACERO AUSTENITICO POR DEORMACION5.3.4. SOLDABIL IDAD

CAPITULO VI:

El .ierro .undido y su Soldabilidad 1146 .0. G ENERAL IDADES 114

6.1. CLASIICACION DE LAS UNDICIONES 114Por el aspecto de su fracturaPor su microestructura

6 .2. CARACTERIST ICAS 1156.2.1. IERRO UNDIDO BLANCO6.2.2. IERRO UNDIDO GRIS6.2.3. IERRO UNDIDO MALEABLE6.2.4. IERRO UNDIDO NODULAR

6.3. SOLDABILIDAD DE LOS DIERENTES TIPOS DE IERRO UNDIDO 1176.3.1 . PROBLEMAS TIPICOS AL SOLDAR EL IERRO UNDIDO GRIS6.3.2. METODOS PARA LA SOLDADURA DEL IERRO UNDIDO GRIS

6.3.2. 1. Mtodo de Soldadura en ro por Arco Elctrico Limpieza del Material Realizar Cordones cortos y alternados

Limpieza del Cordn de Soldadura Martillado Depositando un Cordn de Soldadura Enfriamiento Lento

6.3.2. 2. Mtodo de Soldadura con Precalentamiento6.3.2. 3. Mtodo de Soldadura en Caliente

A.METODO DE SOLDADURA POR ARCO EN CALIENTEB.METODO DE SOLDADURA CON GAS EN CALIENTE

a) Varillas de Aleaciones de Bronceb) Varillas de ierro undido

6.3.3. SOLDABILIDAD DEL IERRO NODULAR6.3.4 . SOLDADURA MEDIANTE EL PROCESO SEMIAUTOMATICO DE ARCO ABIERTO

CAPITULO VII:

Soldabilidad de los Aceros Inoxidables 124

7 .0. G ENERAL IDADES 1247.1. CLASIICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES 124

1) AUSTENITICO2) ERRITICO3) MARTENSITICO

7.2. IDENTIICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES 124Designacin numrica

7.3. ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS 1257.3.1. ACEROS INOXIDABLES CROMO-NIQUEL AUSTENITICOS - (Cuadro)7.3.2. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS

7.3.2.1. Problemas de Tipo sico Conductibilidad trmica Coeficiente de dilatacin Punto de fusin Resistencia elctrica

7.3.2.2. Problemas de Tipo MetalrgicoCOMO DISMINUIR EL EECTO DE LA PRECIPITACION DE CARBUROS Empleo de aceros inoxidables de bajo carbono y electrodos inoxidables de bajo

carbono

4.6.4 .3. CLASIICACION SAE ACEROS AL CROMO-MOLIBDENO - (Cuadro)4.6.4 .4. TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)4.6.4 .5. CLASIICACION SAE ACEROS AL NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO- (Cuadro)4.6.4 .6. TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)4.6.4 .7. CLASIICACION SAE ACEROS AL NIQUEL-MOLIBDENO - (Cuadro)4.6.4 .8. TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)4.6.4 .9. Usos y Caractersticas de Soldabilidad4.6.4.10. Electrodos para Soldar Aceros al Molibdeno

4.6.5. ACEROS AL CROMO

4.6.5.1. CLASIICACION SAE - (Cuadro)4.6.5 .2. TEMPERATURA DE PRECALENTAMIENTO - (Cuadro)4.6.5.3. Soldabilidad4.6.5 .4. Electrodos para Soldar Aceros al Cromo

4.6.6. ACEROS AL VANADIO4.6.6.1. CLASIICACION SAE - (Cuadro)4.6.6 .2. Temperatura de Precalentamiento4.6.6.3. Soldabilidad4.6.6 .4. Electrodos para Soldar estos Tipos de Acero

4.6.7. ACEROS ESTRUCTURALES AL CARBONO: ASTM4.6.7.1. COMPOSICION QUIMICA - (Cuadro)4.6.7.2. Soldabilidad4.6.7 .3. Electrodos para Soldar estos Tipos de Acero

4.6.8. ACEROS DE BAJA ALEACION Y ALTA RESISTENCIA A LA TRACCION4.6.8.1. COMPOSICION QUIMICA - (Cuadro)4.6.8.2. Soldabilidad4.6.8 .3. Electrodos para Soldar estos Tipos de Acero

4.7. SOLDADURA DE ACEROS AL CARBONO Y DE BAJA ALEACION MEDIANTE PROCESOOXIACETILENICO 1044.7.1. VARILLAS DE ACERO PARA SOLDADURA OXIACETILENICO - (Cuadros)4.7.2. PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA4.7.3. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO MEDIANTE EL

PROCESO OXIACETILENICO4.7.4. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS DE BAJA ALEACION MEDIANTE

EL PROCESO OXIACETILENICO4.8. SOLDADURA DE ACEROS AL CARBONO Y DE BAJA ALEACION MEDIANTE LOS PROCESO

SEMIAUTOMTICOS CON PROTECCION GASEOSA 1064.8.1 . ALAMBRE PARA SOLDAR LOS ACEROS AL CARBONO Y DE BAJA ALEACION

4.9. SOLDADURA DE LOS ACEROS AL CARBONO Y DE BAJA ALEACION MEDIANTE EL

PROCESO DE SOLDADURA AUTOPROTEGIDA CON ALAMBRES TUBULARES 106- El proceso de soldadura con alambre tubular y proteccin de CO2- El proceso de soldadura con alambre tubular y sin proteccin gaseosa (arco abierto)4.9.1. ALAMBRES TUBULARES

4.10 . SOLDADURA DE ACEROS AL CARBONO Y DE BAJA ALEACION MEDIANTE EL PROCESOPOR ARCO SUMERGIDO 107

4.10.1. EL UNDENTE POP 100 (AWS 62) POP 185 (AWS 72)4.10.2. EL ALAMBRE4.10.2.1. DENOMINACIONES Y COMPOSICION DE ALAMBRES - (Cuadro)4.10 .3. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS AL CARBONO ALEADOS MEDIANTE EL

PROCESO POR ARCO SUMERGIDO4.10. 3.1. ALAMBRES Y UNDENTES PARA SOLDAR LOS ACEROS DE BAJO CARBONO4.10.4. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS ALEADOS MEDIANTE EL PROCESO POR ARCO SUMERGIDO

4.10.4.1. Alambres y undentes para Soldar los Aceros Aleados

CAPITULO V:

El Acero .undido y su Soldabilidad 1105.1. EL ACERO UNDIDO 1105.2. LA SOLDADURA DE LOS ACEROS UNDIDOS 1105.3. ACERO UNDIDO AL 13 % DE MANGANESO 111

5.3.1. MICROESTRUCTURA DE LOS ACEROS AL MANGANESO


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Empleo de soldaduras con alto contenido de cromo Empleo de aceros inoxidables estabilizados y materiales de aporte de soldadura

estabilizados Empleo de soldadura que contiene molibdeno Evitar al mximo posible los rangos de temperaturas crticas de precipitacin

7.3.3. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA Limpieza de la junta Alineamiento y apuntalado Abertura de raz

Uso de disipadores de calor Usar electrodos de acero inoxidable que han sido almacenados en forma apropiada Usar electrodos de dimetro lo ms delgado posible para mantener en un mnimo la

aportacin del calor Mantener el arco lo ms corto posible

7.4. ACEROS INOXIDABLES ERRITICOS 1277.4.1. ACEROS INOXIDABLES AL CROMO ERRITICOS - (Cuadro)7.4.2. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS INOXIDABLES ERRITICOS

7.4.2.1. Problemas de Tipo sico Conductividad trmica Coeficiente de dilatacin La resistencia elctrica

7.4.2 .2. Problemas de Tipo Metalrgico y Procedimientos de Soldadura7.5. ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS 128

7.5.1. ACEROS INOXIDABLES AL CROMO MARTENSITICOS - (Cuadro)7.5.2. SOLDABILIDAD DE LOS ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS

7.5.2.1. Problemas de Tipo sico Coeficiente de dilatacin La conductividad trmica Resistencia elctrica Magnetismo

7.5.2 .2. Problemas de Tipo Metalrgico y Procedimientos de Soldadura7.6. SELECCION DEL ELECTRODO MAS ADECUADO PARA EL TRABAJO 130

7.6.1 . CASOS ESPECIALES DE APLICACION DE ELECTRODOS INOXIDABLES OERLIKON -(Cuadro)

7.6.2. ELECTRODOS OERLIKON PARA LA SOLDADURA DE LOS ACEROS INOXIDABLES -(Cuadro)

7.6.3 . CARACTERISTICAS DE LOS ELECTRODOS INOXIDABLES OERLIKON - (Cuadro)

CAPITULO VIII:

Recubrimientos Protectores 1368 .0. G ENERAL IDADES 1368.1. EL DESGASTE - SU NATURALEZA 136

Abr as in Rozamiento metlico Cor ro sin Cavi t ac in Choque o Impacto

8.2. SELECCION DEL ELECTRODO MAS ADECUADO PARA EL RECUBRIMIENTO PROTECTOR 1378.3. MATERIALES DE APORTE PARA RECUBRIMIENTOS PROTECTORES DE PIEZAS SUJETAS A

DESGASTE 1378.3.1. RECUBRIMIENTOS PROTECTORES CONVENCIONALES

CITODUR 350CITODUR 600CITODUR 1000CITOMANGANTOOLCORD

8.4. ALGUNAS INDICACIONES PARA LA APLICACION DE LOS RECUBRIMIENTOS PROTECTORES 1388.5. EL COJIN O BASE AMORTIGUADORA 138

8.5.1 . CUADRO DE ORIENTACION PARA LA APLICACION DE LAS SOLDADURASCONVENCIONALES PARA RECUBRIMIENTOS PROTECTORES

8.6. SOLDADURAS ESPECIALES PARA RECUBRIMIENTOS PROTECTORES 140

8.6.1. RECUBRIMIENTOS PROTECTORES DE ACERO INOXIDABLE8.6.2. RECUBRIMIENTOS PROTECTORES DE ALEACIONES ESPECIALES

8.6.2 .1. Estructuras Resistentes al Desgaste Martensita Austenita Carburos en Red Carburos Dispersos

8.6.2.2. Recubrimientos Protectores Especiales8.6.2.3. Cuadro de Orientacin para la Aplicacin de las Soldaduras Especiales para

RecubrimientosProtectores - (Cuadro)8.6.3. RECUBRIMIENTOS PROTECTORES PARA PROCESOS DE SOLDADURA

SEMI-AUTOMATICOS8.6.3 .1. Alambres Tubulares para Recubrimientos Protectores8.6.3 .2. Recomendaciones para la Aplicacin de los Alambres Tubulares

8.6.4. RECUBRIMIENTOS PROTECTORES PARA EL PROCESO DE SOLDADURAAUTOMATICA, ALGUNOS PUNTOS DE VISTA EN LA SOLDADURA DERECUBRIMIENTOS PROTECTORES

8.6.5 . SELECCION DEL LUJO Y ALAMBRE PARA LOS RECUBRIMIENTOS PROTECTORES- LUJOS Y ALAMBRES PARA RECUBRIMIENTOS PROTECTORES EN ACERO

INOXIDABLE - ARCO SUMERGIDO - (Cuadro)- CARACTERISTICAS COMPARATIVAS DE LOS LUJOS Y ALAMBRES OERLIKON

PARA RECUBRIMIENTOS PROTECTORES - ARCO SUMERGIDO - (Cuadro)- ALAMBRES TUBULARES PARA RECUBRIMIENTOS PROTECTORES -

ARCO SU M ERG IDO - ( Cuadr o )- PARMETROS DE SOLDADURA RECOMENDADOS - ARCO SUMERGIDO -

RECUBRIMIENTOS PROTECTORES - (Cuadro)- ALAMBRES SOLIDOS DE ACERO- ALAMBRES TUBULARES DE ACERO - (Cuadro)- ALAMBRES SOLIDOS DE ACERO INOXIDABLE - (Cuadro)

8.6.6 . LA TECNICA DE LA SOLDADURA DE RECUBRIMIENTOS PROTECTORES8.6.7 . TABLA PARA SELECCION DEL PROCESO POR RECUBRIMIENTO PROTECTOR

CAPITULO IX:Soldabilidad de los Metales No .errosos 1529.1. EL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES - SU SOLDABILIDAD 152

9.1.1. CARACTERISTICAS9.1.2. SOLDABIL IDAD Aleacin Aluminio-Manganeso Aleacin Aluminio-Magnesio-Cromo Aleacin Aluminio-Magnesio-Manganeso Aleacin Aluminio-Silicio-Magnesio Aleaciones Aluminio-Cobre-Magnesio-Manganeso

9.1.3. ELECTRODOS PARA ALUMINIO Y SUS ALEACIONES9.1.4. PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (Algunas Reglas)

9.2. EL COBRE - SU SOLDABILIDAD 1539.2.1. EL COBRE Y SUS CARACTERISTICAS9.2.2. LATONES Y BRONCES

LatonesBroncesSu soldabilidad

9.2.3. ELECTRODOS PARA LATONES Y BRONCES CITOBRONCE CITOBRONCE II CITOBRONCE AL

9.2.4 . ALGUNAS REGLAS PARA LA SOLDADURA DEL COBRE Y SUS ALEACIONES

CAPITULO X:

Brazing y Soldadura Brazing 156

14 15


9/156


16 17

10.1. EXPLICACION DEL PROCEDIMIENTO 15610.2. NATURALEZA DEL METAL DE APORTACION 15610 .3 . UNDENTES 15610. 4. METALES SOLDABLES MEDIANTE EL PROCEDIMIENTO BRAZING: VENTAJAS Y

DESVENTAJAS DEL METODO 15610.5. LA LLAMA OXIACETILENICA Y SUS APLICACIONES 15810.6. ALGUNAS REGLAS PARA LA TECNICA BRAZING 15810.7. COSTO ESTIMADO PARA LA SOLDADURA OXIACETILENICA MANUAL 158

PARTE II: ELECTRODOS Y VARILLAS PARA ACEROS 159

CAPITULO XI:

Soldaduras para Aceros al Carbono y de Baja Aleacin 161Celulsicos Convencionales 162

CELLOCORD PCELLOCORD APPUNTO AZULAZULITOCELLOCORD 70

Celulsicos Especiales 165CELLOCORD P - TCELLOCORD 70 - TCELLOCORD 70 - GT

Electrodo no Aleado con Revestimiento Celulsico 170ZELCORD 60ZELCORD 70ZELCORD 80

Rutlicos 173OVERCORD MOVERCORDOVERCORD S

Hierro en Polvo 176ERROCITO 24ERROCITO 27

Bsicos de Baja Aleacin Revestimiento Simple 178SUPERCITOUNIVERS

UNIVERS CRTENACITO 80TENACITO 110

Bsicos de Baja Aleacin Doble Revestimiento 183TENACITO 65TENACITO 75

PARTE III: ELECTRODOS Y VARILLAS PARA SOLDADURAS ESPECIALES Y MANTENIMIENTO 185

CAPITULO XII:

Soldaduras Especiales 187Electrodos para .ierro .undido 188

.ERROCORD UCITO.ONTE

SUPER.ONTE

EXSANIQUEL eElectrodos Inoxidables Convencionales 192INOX AWINOX AW + CbINOX BW ELCCITORIEL 801INOX 309 ELCEXSA 109 S

Electrodos Inoxidables Especiales 198INOX 29/9

EXSA 106INOX CWCITOCHROM 134EXSA 137

Electrodos de Nquel y Aleaciones 203EXSA 511, EXSA 512, EXSA 521, EXSA 524

Recubrimientos Protectores Convencionales 205CITODUR 350CITODUR 600

CITODUR 600 MnCITODUR 1000CITOMANGANTOOLCORD

Recubrimientos Protectores Especiales 211EXSADUR 43ZUCARCITOEXSA 721EXSA 726 a, EXSA 726 b

Soldaduras de Cobre y Aleaciones 215EXSA 206CITOBRONCECITOBRONCE IICITOBRONCE AL

Soldaduras de Aluminio y Aleaciones 219

ALCORD 5 SIEXSA 4043

Electrodos de Corte y Biselado 221CHAMERCORDSUPERCORTESUPERCORTE 11ARCAIR

CAPITULO XIII:

Varillas Desnudas y Resvestidas para Brazing y Soldering 225Aleaciones de Plata en Varillas y Lminas (Brazing) 226

EXSALOT 301, 302, 302L, 303, 303R, 305, 307, 307R, 308, 308L, 310, 314, 314R, 315, 315R, 315LAleaciones de Estao, Plomo y Plata en Varillas y Pastas Metlicas (Solder ing) 228

EXSALOT 611, 611P, 612P, 614P, EXSALOT 630-40/60, 630-50/50, 630-60/40Varillas de Cobre y Aleaciones 230EXSATIG 200, EXSALOT 204, EXSALOT 210, EXSALOT 210R,EXSALOT 700R

.undentes Especiales para Soldadur a Autgena 231EXSALUX 200, EXSALUX 300, EXSALUX 400, EXSALUX 600, EXSALUX 600c

CAPITULO XIV:

Varillas para Soldadura Autgena Usadas en Mantenimiento 233

Varillas para Acero al Carbono 234EXSALOT A1C, EXSALOT A2C, EXSATIG 103

Varillas de Hierro .undido Gris 235EXSALOT 110

Varillas de Carburo de Tugsteno 236

EXSALOT 721, EXSALOT 728Varillas de Stellite 237

EXSALOT 726a, EXSALOT 726b

PARTE IV: SOLDADURAS PARA PROCESOS AUTOMATICOS Y SEMIAUTOMATICOS 239

CAPITULO XV:

Alambres Slidos y .undentes para Arco Sumergido 241


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18 19

CONCEPTOSGENERALES

DE SOLDADURAY PROCESOS

PARTE I

Alambres de Acero al Carbono y Baja Aleacin 242PS-1PS-2

Alambres de Acero Inoxidable 245PS 19/9 INOXPS 20/10 Mo INOXPS 13Cr INOX

.undentes para Arco Sumergido 247POP 100POP 175POP 180POP 185POP 70 CrPOP 250 A

POP 350 APOP 450 A

CAPITULO XVI:

Alambres Slidos para Proceso MIG/MAG 259Alambres Slidos de Acero al Carbono 260

CARBOIL PS-6 GCAlambres Slidos de Acero Inoxidable 261

EXSA.IL 199

EXSA.IL 2O10 MoINOX.IL PS 13 CrINOX.IL 134

Alambres Slidos de Aluminio y Bronce Aluminio 265EXSA.IL 400, EXSA.IL 404, EXSA.IL 405,EXSA.IL 407EXSA.IL 746

CAPITULO XVII:

Varillas Slidas para Proceso TIG 267Varillas Slidas para Aceros al Carbono 268

EXSATIG St 6Varillas Slidas para Aceros Inoxidables 269

EXSATIG 199EXSATIG 2010 Mo

EXSATIG 134EXSATIG 137

Varillas Slidas de Aluminio y Aleaciones 273EXSATIG 400, EXSATIG 405, EXSATIG 407

CAPITULO XVIII:

Alambres Tubulares 275Alambres Tubulares de Unin para Aceros al Carbono 276

EXSATUB 71EXSATUB 74EXSATUB 711

Alambres Tubulares de Acero Inoxidable 279EXSATUB 308 L-OEXSATUB 309L - G-1

Alambres Tubulares para Recubrimientos Protectores 281EXSATUB 350-OEXSATUB 600-OEXSATUB 1000-OEXSATUB MnCr-O

PARTE V: APENDICE Y BIBLIOGRA.IA 185


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20 21

CAPITULO I

Conceptos Generalesde Soldadura


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CAPITULO I

Conceptos Generales

de Soldadura

11 La soldadura como unin metlica

El primer paso hacia la comprensin de los procesos de

soldadura lo constituye el anlisis de los fenmenos, que intervie-nen cuando se produce el contacto de dos superficies slidas.

Para ello recordemos, que los metales estn consti-tuidos por granos. Cada uno de stos es a su vez un arregloperidico especial de tomos, que da origen a lo que co-nocemos como retcula cristalina.

El tamao medio de estos granos es variable y cadagrano est separado de sus vecinos por una zona de transi-cin, que se conoce como lmite de grano. Los lmites degrano desempean un papel importante en la determina-cin de las propiedades mecnicas de un metal.

Si consideramos ahora un tomo cualquiera en elinterior de un grano, el mismo se halla ligado a sus vecinospor fuerzas de enlace, que caracterizan a estos slidos. Sinembargo, resulta evidente que los tomos metlicos, quese encuentran en la superficie libre, no podran completarsus enlaces. Si en estas condiciones ponemos en adecuadocontacto dos superficies de este tipo, se establecern di-chos enlaces, constituyendo la superficie as formada algoequivalente a un lmite de grano. Es la posibilidad de repro-ducir este fenmeno en forma controlada, lo que da origena los procesos de soldadura.

12 Naturaleza de las superficies

metlicas

En la explicacin anterior hemos considerado dossuperficies metlicas planas, ideales como para que se es-tablezca un ntimo contacto entre ellos. Sin embargo, lassuperficies metlicas raramente se encuentran en ese esta-do, lo que impide en la prctica la reproduccin del procesoya descrito.

Para comprender los procesos reales, es necesarioanalizar las caractersticas de las superficies reales, tal comoocurren en la naturaleza. Cualquier superficie real exami-nada en la escala atmica es extremadamente irregular. Estconstituida por picos y valles variables entre unos doscien-tos dimetros atmicos correspondientes a las superficiesms perfectas que el hombre puede preparar, hasta cien

mil dimetros atmicos para superficies desbastadas.Dado que estas irregularidades se encuentran distri-

buidas al azar, es sumamente improbable que poco ms quealgunos tomos se pongan en contacto ntimo necesario paraque experimenten fuerzas de atraccin sensibles.

Otro impedimento, que se presenta para lograr la sol-dadura ideal, lo constituye la presencia inevitable de capas dexido y humedad adheridas a las superficies metlicas.

De este anlisis surgen las dificultades, que se presen-tan para lograr una unin metlica adecuada al poner dos

cuerpos en contacto. Sin embargo, la ciencia de la Soldadu-ra se ocupa de estudiar los medios prcticos, para produciruniones tomo a tomo a travs de superficies metlicaspreexistentes y en un nmero suficiente para otorgar resis-tencia mecnica satisfactoria.

Los recursos empleados para lograr este objetivonos permitirn hacer una clasificacin de los procesos desoldadura.

13 Clasificacin de los procesos de

soldadura

Una forma de lograr el contacto ntimo de dos super-

ficies metlicas para la produccin de una soldadura, es so-meter las mismas a una presin recproca. Si sta es demagnitud adecuada, ser capaz de romper las capas de xi-do y humedad y deformar la superficie, logrando as el con-tacto necesario. Esto da origen a lo que se conoce comoSoldadura por Presin.

Este proceso puede o no ser asistido por energatrmica, pero debe tenerse en cuenta que, cuando as ocu-rre, la temperatura del proceso debe mantenerse por de-bajo del punto de fusin de los materiales que intervienen.El principal efecto del uso de energa trmica es el de re-ducir la tensin de fluencia de los materiales que se sueldan,as como disociar los xidos y volatilizar la humedad.

Otro camino para lograr la soldadura, es emplearenerga trmica para fundir localmente los metales que sedeseen unir y, de esta manera, lograr la eliminacin de lascapas mencionadas y el ntimo contacto de las piezas por lafusin y solidificacin de los materiales en contacto. General-mente, ste se conoce como Soldadura por usin.

Son mltiples las posibilidades de aplicacin de estosprocesos de soldadura. Su campo de aplicacin depende,entre otras cosas, del material a soldar, de su espesor, delos requisitos que debe satisfacer la costura, y de la cons-truccin. La multiplicidad de la ejecucin de la costura,

tanto en la forma como en el mtodo y las aplicaciones,ha conducido al desarrollo de muchos procesos en estatcnica. La seleccin del proceso ms favorable, adecua-do y econmico de soldadura presupone el conocimien-to de la manera de ejecutarla y sus peculiaridades.

En el presente Captulo hacemos una breve descrip-cin de los procesos por Arco Elctrico ms empleadosen el pas y tambin del proceso Oxi-Gas.

22


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ig. 2.- Esquema Demostrativo de la Estructura Granular y Cristalina de una Superficie Metlica

14 Clasificacin general de los procesos de soldadura

ig. 1.- Carta Maestra de los Procesos de Soldadura (AWS)

23 24


14/156


1.- Generador de corriente (uente de poder)2.- Cables de conexin3.- Porta-Electrodo4.- Masa o tierra5.- Electrodo6.- Pieza de trabajo

El circuito se cierra momentneamente, tocando conla punta del electrodo a la pieza de trabajo, y retirndolainmediatamente a una altura preestablecida, formndose

de esta manera un arco. El calor funde un rea restringidadel material base y la punta del electrodo, formando pe-queos glbulos metlicos, cubiertos de escoria lquida,los cuales son transferidos al metal base por fuerzas elec-tromagnticas, con el resultado de la fusin de dos metalesy su solidificacin a medida que el arco avanza, segnpuede verse en la ig. 5.

1.- Alma del electrodo2.- Revestimiento3.- Gota en formacin4 y 9.- Escoria lquida5.- Arco6.- Metal base7.- Bao de fusin y crter del metal base en fusin8.- Escoria slida

10.- Crter del electrodo11.- Proteccin gaseosa12.- Transferencia del metal (gotas)13.- Cordn depositado14.- Penetracin

El arco elctrico es muy brillante y emite rayos visi-bles e invisibles, algunos de los cuales causan quemaduras,ligeras lesiones a la piel y dolores temporales a los ojos,si es que no se les protege debidamente.

15 La soldadura elctrica por arco

Es un proceso de soldadura, donde la unin es pro-ducida por el calor generado por un arco elctrico, con osin aplicacin de presin y con o sin metal de aporte.

La energa elctrica se transforma en energa trmica,pudiendo llegar esta energa hasta una temperatura deaprox. 4 000C. La energa elctrica es el flujo de elec-trones a travs de un circuito cerrado. Cuando ocurre una

pequea ruptura dentro de cualquier parte, o apertura delcircuito, los electrones se mueven a gran velocidad y sal-tan a travs del espacio libre entre los dos terminales, pro-duciendo una chispa elctrica, con la suficiente presin ovoltaje para hacer fluir los electrones continuamente. Atravs de esta apertura, se forma el arco elctrico, fundin-dose el metal a medida que se avanza.

El arco elctrico es, por lo tanto, un flujo contnuo deelectrones a travs de un medio gaseoso, que genera luz ycalor.

15 1 Soldadura por arco elctrico manual

con electrodo metlico revestido

Idea del proceso

La soldadura por arco elctrico manual con electro-do revestido o simplemente Soldadura Elctrica, comola conocemos en nuestro medio, es un proceso de uninpor fusin de piezas metlicas.

Para lograr la unin, se concentra el calor de un arcoelctrico establecido entre los bordes de las piezas a soldary una varilla metlica, llamada electrodo, producindoseuna zona de fusin que, al solidificarse, forma la uninpermanente.

Principio de funcionamiento de la soldadura por arco

elctrico

El equipo consta de:

(ver partes a continuacin)

.uncin del arco elctrico

El arco es el principio fsico de transformar la ener-ga elctrica en calor. Normalmente cumple la ley de Ohm.

U = RxI

Donde Res la resistencia del arco, I es la intensidad decorriente y U es la tensin o voltaje. La potencia del arcoes P= UxI expresada en Watt. Esta energa concentradaen una pequea rea es la que se usa en todos losprocesospor arco elctrico, para fundir tanto al metal basecomo a los materiales de aporte.

152 Nociones de electricidad con rela-

cin al arco elctrico

Para comprender mejor la aplicacin del arco elc-trico a la soldadura, es necesario conocer ciertos princi-pios fundamentales relacionados con la electricidad.

a) El circuito elctrico- La corriente elctrica es unflujo de electrones que circula por un conductor enun circuito cerrado, denominado circuito elctrico.

b) El circuito de soldadura por arco elctrico- La co-rriente fluye a partir del borne de la mquina de soldar,donde se fija el cable del electrodo (1), y termina en

el borne de la mquina, donde se fija el cable de tierrao de trabajo (2).Como puede observarse en la ig. 7, a partir delpunto (1) la corriente fluye al porta-electrodo y porste al electrodo; por el extremo del electrodo saltala electricidad a la pieza formando el arco elctrico;sigue fluyendo la electricidad por el metal base alcable de tierra (2) y vuelve a la mquina.El circuito est establecido slo cuando el arco seencuentra encendido.

c) Voltaje y amperaje- El agua circula a lo largo de untubo, si existe una presin que lo impulse; en la mis-ma forma, la corriente elctrica fluye o circula atravs de un circuito, si existe una presin, queimpulse el flujo de electrones dentro de un conduc-tor (mquina en funcionamiento). Esta presin, queinduce una corriente elctrica, se llama diferencia depotencial, tensin o voltaje.El voltaje se expresa en voltios y se mide con el vol-tmetro; algunas mquinas de soldar poseen volt-

metro y un regulador de voltaje.La cantidad de agua, que pasa por un tubo, se midepor una magnitud en una unidad de tiempo (metroscbicos por segundo). En igual forma se utiliza, paraexpresar la magnitud de corriente elctrica, la can-tidad de electricidad por segundo.La unidad utilizada es el Columbio por Segundo, loque se expresa en Amperios, y se mide con uninstrumento llamado ampermetro.

Todas las mquinas de soldar cuentan con regulado-res, que permiten variar el amperaje o intensidad decorriente elctrica necesaria para soldar.

d) Clases de corriente elctrica-

Corriente alterna (CA)- El flujo de corriente varade una direccin a la opuesta. Este cambio de direc-cin se efecta 100 a 120 veces por segundo. Eltiempo comprendido entre los cambios de direc-cin positiva o negativa se conoce con los nombresde ciclo o perodo (50 a 60 ciclos).En el Per utilizamos, por lo general, la corrientealterna de 220 voltios y 60 ciclos. Esta corriente estransportada por redes elctricas monofsicas queutilizan 2 cables, o bien es conducida por redes elc-tricas trifsicas, que utilizan 3 cables de transporta-cin. Las mquinas de soldar pueden utilizar tanto lacorriente monofsica como la trifsica.Corriente contnua (CC)- El flujo de corriente con-serva siempre una misma direccin: del polo negati-vo al positivo.

e) Polaridad- En la corriente continua es importantesaber la direccin del flujo de corriente. La direccin

del flujo de corriente en el circuito de soldadura esexpresada en trmino de POLARIDAD. Si el cabledel porta-electrodo es conectado al polo negativo(-) de la fuente de poder y el cable de tierra al polopositivo (+), el circuito es denominado POLARI-DAD DIRECTA o NORMAL.

Cuando el cable del porta-electrodo es conectadoal polo positivo (+) de la fuente de poder y el cablede tierra al polo negativo, el circuito es denominadoPOLARIDAD INVERTIDA o INDIRECTA.

En algunas mquinas no es necesario cambiar loscables en los bornes, porque poseen una manija ollave de conmutacin que permite cambiar de pola-ridad con facilidad.

En una mquina de corriente alterna no es posiblediferenciar los cables por sus conexiones de grapa y portaelectrodo porque la electricidad fluye por ellos alternandosu sentido o direccin.

25 26

ig. 5.- usin del Electrodo

ig. 3.- Diagrama del Circuito de Soldadura porArco Elctrico

ig. 4.- Partes del Circuito de Soldadura porArco Elctrico

ig. 6

ig. 7.- lujo Elctrico

ig. 8.- Polaridad Directa

ig. 9.- Polaridad Invertida


15/156


Un soldador debe estar familiarizado con los efec-tos de la polaridad en el proceso de soldadura.

Generalmente, el electrodo conectado al polo po-sitivo (polaridad invertida) permite una mayor pe-netracin y el electrodo conectado al negativo (po-laridad directa) da una mayor velocidad de fusin.Sin embargo, los componentes qumicos del reves-timiento del electrodo pueden hacer variar los efec-tos de la polaridad y, por ello, es conveniente seguir

las instrucciones del fabricante para conectar el elec-trodo correctamente, ya sea al polo positivo o ne-gativo.

Cuando se suelda con un electrodo, debe usarsesiempre la polaridad correcta para obtener los re-sultados satisfactorios que se esperan: buena pene-tracin, aspecto uniforme del cordn, excelente re-sistencia de la junta soldada.

f) .enmenos del arco elctrico para soldar- En lospolos del arco, el voltaje vara segn la longitud deste. Al rozar el electrodo con la pieza, el voltaje escero y va aumentando a medida que la longitud delarco se hace mayor, hasta que -por alejarse demasia-do el electrodo- el arco se interrumpe y la mquinavuelve a su voltaje en vaco, que es siempre mselevado que el voltaje de trabajo.

La intensidad de corriente o amperaje necesario parafundir el electrodo y, por lo tanto, la pieza a soldardebe elevarse a medida que aumenta el dimetro delelectrodo utilizado. La regulacin o aumento delamperaje la hace el soldador.

16 Mquinas de soldar por arco elc-

trico

Son mquinas elctricas, de las cuales se exige -adems

de la suficiente potencia- las caractersticas favorables y ne-cesarias para el fcil encendido y mantenimiento del arcoelctrico, caractersticas que son indispensables para unabuena soldadura.

Estas caractersticas son: Transformar el voltaje de la red elctrica a un voltaje

en vaco, que permita iniciar el arco (voltaje en vacoes el que suministra la mquina antes de iniciar el arco;vara de 30 a 90 voltios).

Una vez iniciado el arco, debe permitir una conver-sin automtica e instantnea del voltaje en vaco aun voltaje de trabajo, que permita mantener el arco(voltaje de trabajo es el que proporciona la mquinacuando el arco est encendido; vara de 17 a 45voltios).

Permitir la regulacin de la intensidad de corriente oamperaje necesario para soldar; ese amperaje varasegn el dimetro, espesor de la pieza, posicin del

trabajo, dimetro del electrodo, etc. Asegurar una alimentacin constante de corriente, quepermita mantener el arco estable.

Adems de las caractersticas sealadas, una fuentede poder o mquina de soldar debe reunir las condicionesde resistencia y solidez, que le permita trabajar an estan-do sometida a las ms duras exigencias y segn las condi-ciones en que se desenvuelve la labor del soldador.

161 Clases de mquinas de soldar por

arco elctrico

Las mquinas de soldar son clasificadas con diferen-tes criterios. Adoptaremos la siguiente clasificacin:

a Mquinas estticas Transformadores. Rectificadores. Transformadores-Rectificadores.

b Mquinas rotativas (convertidores) De Motor elctrico. De Motor a combustin interna, pudiendo ser:

1. a gasolina.2. a petrleo (Diesel).

Las mquinas estticas son las que no poseen ele-mentos en movimiento continuo; excepcionalmente al-gunas poseen un ventilador.

Las mquinas rotativas son las que s poseen elemen-tos en rotacin constante.

Las mquinas estticas a su vez se clasifican en los si-guientes tipos:

1 Mquinas tipo transformador- Proporcionan co-rriente alterna para soldar.

2 Mquinas t ipo rectificador- Son mquinastransformadoras que, mediante rectificadores,transforman la corriente alterna a corriente conti-nua para soldar.

3 Equipos transformador-rectificador- Estas mqui-nas proporcionan tanto corriente continua comocorriente alterna para soldar. Su construccin elc-trica especial permite cambiar de una corriente aotra con slo mover una llave de conmutacin.

Las mquinas rotativas o convertidores estn compues-tas bsicamente de un motor, que proporciona una deter-minada velocidad de rotacin a un dnamo, el cual produ-ce la corriente elctrica apropiada para soldar. El motorpuede ser:

Elctrico, funcionando con la corriente elctricaproveniente de una red general de electricidad.

De combustin, sea gasolina o petrleo.

Las motosoldadoras son mquinas utilizadas preferente-mente en los lugares que carecen de una red general deelectricidad.

162 Caracterstica esttica y dinmica

El objetivo primordial, que debe cumplir una fuentede poder de soldadura, es entregar una corriente contro-lable a la tensin que demanda el proceso de que se trate.

Dependiendo de las caracterst icas Voltaje-Amperaje, las fuentes podran ser:

uentes de corriente constante. uentes de tensin constante.

La Norma NEMA (National Electrical ManufacturersAssociation) define a la primera como: Aquellas que po-seen una caracterstica Volt-Ampere descendente, entre-gando una corriente relativamente constante para cam-bios moderados en la tensin de la carga.

Las fuentes de tensin constantes son, en cambio,definidas como: Aquellas, en que la caracterstica Volt-

Ampere es esencialmente horizontal, produciendo unatensin relativamente constante para cambios modera-dos de la corriente de carga.

Estas caractersticas pueden observarse en la ig. 11

.

Las curvas indicadas representan la caracterstica es-ttica de las fuentes de soldadura. Las mismas tienen, comoveremos, una gran importancia en relacin con el modode operacin del proceso de que se trate. No obstante, unarco elctrico es, por su misma naturaleza, inestable. Porlo tanto, las caractersticas dinmicas de una fuente, esdecir, la capacidad de respuesta de la mquina a rpidasvariaciones de la corriente o tensin en el crcuito de car-ga, tienen una influencia decisiva sobre la estabilidad delarco y, por lo tanto, del proceso de soldadura.

Para cebar y mantener el arco se necesitan deter-

minadas tensiones e intensidades. Sus magnitudes se compor-tan en el arco inversamente como deberan hacerlo segnla Ley de Ohm. Lo que se ha dado en llamar caractersticasdel arco (ig. 12) decrece segn una pendiente muy rpiday nos muestra la tensin que se necesita para hacer pasaruna determinada intensidad a travs del arco. La carac-terstica de que cae bruscamente significa, en la prctica,que para cebar el arco se necesita, forzosamente, una ten-sin mayor Uo que para la soldadura propiamente dicha.

Como corresponde a la peculiaridad de soldadura, han deconsiderarse tres etapas distintas: uncionamiento en vaco,cebado y soldadura. En el primer caso, entre el borne deldispositivo de soldar y la pieza existe una tensin de funcio-namiento en vaco (Uo) aproximadamente igual a 75 vol-tios y una intensidad igual a cero.

Al cebar (corto-circuito), desciende prcticamentela tensin hasta cero (0) y la intensidad alcanza ciertomximo bien determinado, que a menudo se encuentrapor encima del valor de la corriente de soldadura. Al ocu-rrir esto, aumenta la tensin entre 15 a 45 voltios (tensindel arco) y la intensidad se estabiliza en un valor que corres-

ponde al de la soldadura.

ig. 14. (Ver en la siguiente pgina)

De esa circunstancia se deduce que la fuente ha deadaptarse, en lo posible sin inercia, a las condiciones rpi-damente variables del arco. Para todos los cambios de car-ga que se efectuarn lentamente, es vlida la caractersticaesttica; en cambio, si ocurren rpidamente, es decisivala dinmica.

163 Ciclo de trabajo

Es indudable, que no todos los procesos de soldadu-ra impondrn la misma demanda a una fuente. Por ejem-plo, en los procesos automticos el tiempo de arco (tiem-po real de la soldadura) ser mucho mayor que en losprocesos normales, en los cuales la fatiga del operador, lanecesidad de cambio de electrodo, etc. hacen necesario

frecuentes interrupciones. Por este motivo, es usual definirun CICLO DE TRABAJO como el porcentaje de tiem-po, durante el cual la mquina debe suministrar corrientenominal a la carga. Este ciclo de trabajo se determinasobre 10 minutos, de modo tal que, por ejemplo para unafuente con un ciclo de trabajo del 60%, la misma debe sercapaz de entregar la corriente nominal durante 6 minutosde cada 10. Para procesos automticos, el ciclo de traba-jo se especifica normalmente en 100%.

27 28

ig. 10.- Efecto de la Polaridad y del Tipo de Corriente

ig. 11.- uente de Poder a Tensin Constante

ig. 12.- uente de Poder a Corriente Constante

ig. 13.- Caractersticas del Arco

M l d S ld d


16/156


Si bien el ciclo de trabajo se determina normalmentesobre intervalos de 10 minutos, en equipos de alta poten-cia (750 amp. o ms) para soldadura automtica osemiautomtica suele emplearse una hora como base detiempo.

En estos casos, la mquina se ensaya durante una horaa la corriente nominal, para luego hacerlo durante tres ho-ras al 75% de dicho valor.

Al final de cada uno de estos ciclos, la temperatura delos componentes de los equipos debe mantenerse dentrode los lmites aceptados.

Es importante destacar, que el ciclo de trabajo de unamquina para soldar est basado fundamentalmente en lacorriente nominal de carga. Sin embargo, si dicha mquinase destina a ser empleada con valores de corriente distintosde los nominales, es posible determinar el nuevo factor deservicio para esas condiciones mediante la expresin:

T = (In/I)2 .To

donde:

T = es el nuevo cic lo de trabajoIn = corriente nominal para el ciclo (To)To = ciclo de trabajo original en %l = nueva corriente, con que ser empleada la

mqu ina

No obstante, dado que el ciclo de trabajo de unafuente depende fundamentalmente de la corriente que lamisma debe proveer al circuito de carga, se han estable-cido normas con fines comparativos, que determinan bajoqu tensin debe ser suministrada dicha corriente.

164 Tensin de vaco o de circuito abierto

En general, en una fuente de poder para soldaduraes deseable disponer de una tensin de vaco elevada,para facilitar el arranque del arco. Sin embargo, por razo-nes de seguridad, la misma se limita a valores que reduz-can el riesgo de electrocucin. Las Normas NEMA, porejemplo, limitan dicha tensin a 80 voltios para equiposde soldadura manual, y a 100 voltios para equipos de sol-dadura semiautomtica.

165 Cada de tensin

Si la mquina tiene un voltmetro, ste indicar elvoltaje de salida total, suma del voltaje del arco ms lascadas en cables, electrodo, porta-electrodo, pieza y co-nexin de masa, Puesto que la soldadura es siempre unaoperacin de alta corriente, las cadas de voltaje sonmuy pronunciadas. Particularmente los cables puedenocasionar una considerable prdida de voltaje, debido asu resistencia y reactancia. Una cada en los cables de 2voltios es el mximo permisible.

1651 Cables recomenda dos para soldar

1652 Datos de los cables

Otras causas de la cada de tensin y del excesivocalentamiento son el mal mantenimiento de los cables, co-nexiones de masa y porta-electrodo. Existen las siguientesposibles fallas:

Rotura de cables. Conexiones flojas. Contacto defectuoso del electrodo con la pieza debi-

do al polvo, oxidacin o poca presin del muelle del

portaelectrodo, o bien contacto defectuoso por es-tas mismas causas en la conexin a masa. El uso de una pinza demasiado pequea. Las pinzas

estn normalmente dimensionadas para 200, 250,300, 350, 400 y 500 A.

Conexin a la masa situada demasiado lejos del arco. Mal contacto de la conexin a masa. El uso de masas de acero punteada ligeramente inca-

paces de conducir la corriente requerida. Aprovechar demasiado los electrodos, cosa que

puede sobrecalentar la pinza y elevar su resistenciaelctrica.

En resumen, las corrientes elevadas y los voltajes ba-jos aumentan la importancia de cualquier cada de tensin

insospechada.

17 Como comprar una mquina de

soldar

Para comprar una mquina de soldar, debe indicarsela fuente de corriente elctrica que va a utilizarse, es decir ala cual va a conectarse la mquina. Deben sealarse, pues,los datos siguientes:

29 30

ig. 14.- enmenos de la Soldadura con Transformador

A m p .1 0 0 4 4 4 2 1 1 / 01 5 0 2 2 2 1 2 / 0 3 / 02 0 0 2 2 1 1 / 0 3 / 0 4 / 02 5 0 2 2 1 / 0 2 / 03 0 0 1 1 2 / 0 3 / 0

3 5 0 1 / 0 1 / 0 3 / 0 4 / 04 0 0 1 / 0 1 / 0 3 / 04 5 0 2 / 0 2 / 0 4 / 05 0 0 2 / 0 2 / 0 4 / 0

Longitud de cable en el circuito - A.W.G.18/60 30/100 45/150 60/200 90/300 120/400

D i metro d el C ob re A lu mi ni oCalibre Conductor /m /m

desnudo en mm

2 8,50 0,000532 0,0008201 10,15 0,000406 0,0007001/0 11,15 0,0003222 0,0005282/0 12,45 0,000256 0,0004203/0 13,85 0,000204 0,0003325/0 16,15 0,000161 0,000263

m/pies

M l d S ld d M l d S ld d


17/156


Clase de corriente de la red general. El voltaje de la lnea:

220 - 440 voltios. En caso de una lnea de corriente alterna:

Lnea monofsica o trifsica.

Capacidad nominal de la mquina de soldar, la cualgeneralmente se expresa en trminos de:Corriente suministrada por la mquina al arco, a un de-terminado voltaje con carga y para un ciclo de trabajodeterminado.

Ejemplo: Mquina de 200 amperios a 30 voltios, 60%ciclo de trabajo.

Tipo de corriente de soldeo AC/DC:

Cuando no existe una red de corriente elctrica ge-neral a la cual conectar la mquina, debe comprarse unamquina que produzca su propia corriente elctrica me-

diante un dinamo, el que es movido por un motor de com-bustin interna a gasolina o petrleo (Motosoldadora).

18 Soldadura por arco sumergido

181 Descripcin del proceso

En sus fundamentos fsicos es similar a la soldadurade arco elctrico manual. En su operacin, el electrodo esreemplazado por un alambre desnudo que, a medida quese consume, es alimentado mediante un mecanismo auto-mtico. El arco es cubierto y protegido por un polvogranular y fusible, conocido como fundente o flujo, elmismo que es un compuesto de silicatos y minerales.

El fundente cumple el mismo papel que el revesti-miento de los electrodos, desde el punto de vista fsico ymetalrgico. sicamente, haciendo que la escoria protejaal bao de soldadura de la accin de los gases atmosfri-cos, formando un cordn libre de poros e impidiendo unaprdida de calor demasiado rpida. Metalrgicamente,impidiendo prdidas de elementos de aleacin, compen-sando o agregndolos al metal depositado.

Amperaje Distancia en metros desde la mquinade soldar al punto de trabajo

4 6 5 3 6 1 6 9

10 0 1 1/0 1/0 2/015 0 2/0 3/0 3/0 4/0

20 0 3/0 4/0 4/0

2 5 0 4/ 0

3 0 0

3 5 0

El arco elctrico que se forma produce el calor ne-cesario para fundir el metal base, el alambre y el flujo, quecae por gravedad cubriendo la zona de soldadura.

Como el arco es invisible por estar cubierto, el pro-ceso se denomina Soldadura por Arco Sumergido, noobservndose durante la operacin de soldar ni el arco, nichispas o gases. El alambre es alimentado desde un rollo.

18 2 Aplicacin

Las caractersticas ventajosas del proceso por arcosumergido son:

Alta deposicin de metal. Penetracin profunda. Cordones de buen acabado. Soldadura de calidad a prueba de rayos X. Escoria de fcil remocin. Aplicable a un amplio rango de espesores.

La soldadura se realiza en las posiciones plana y hori-zontal. El proceso se emplea para soldar aceros al carbono,

aceros de baja aleacin y alta resistencia, aceros templadosy enfriados por inmersin y en muchos tipos de aceros inoxi-dables. Tambin se aplica para recubrimientos duros y re-construccin de piezas. Son soldables espesores desde elcalibre 1/16 hasta 1/2 pulg. sin preparacin de bordes; ycon preparacin de bordes en multipases, con un apropia-do diseo de la junta y sin refuerzo, El espesor mximo esprcticamente ilimitado.ig. 15. (Ver pgina siguiente)

183 Equipo

Los principales componentes del equipo para solda-dura por arco sumergido (ver fig. 15) son:

La mquina de soldar (fuente de poder). El mecanismo de controles para alimentacin de

alambre. Cabezal para soldadura automtica, pistola y conjun-

to de cables para soldadura semi-automtica. Embudo para el flujo, mecanismo de alimentacin;

normalmente, un sistema para recuperacin del flujo. Mecanismo de avance para la soldadura automtica.

La Mquina de Soldar- Es una fuente de poder especial-mente diseada para este proceso. Se emplea tanto concorriente continua como con corriente alterna. Para cual-quiera de los casos, la fuente de poder debera tener unciclo de trabajo de 100%, porque las operaciones por

arco sumergido son continuas y el tiempo normal deoperacin excede de 10 minutos, perodo base para cum-plir el ciclo de servicio. Para la soldadura por arco sumer-gido con corriente continua puede emplearse una fuentede poder de tipo de voltaje constante o corriente constan-te. El tipo de voltaje constante es ms comn para alam-bres de pequeo dimetro, mientras que el tipo de co-rriente constante es mayormente usado para alambresde dimetro mayores. En cualquiera de los casos, el ali-

mentador de alambre debe estar adecuado para el tipode la fuente de poder que se emplea. Las mquinas desoldar para soldadura por arco sumergido van desde200 a 1 200 Amp.

El Alimentador de Alambre- El mecanismo para alimen-tacin de alambre con sus controles sirve para conducir el

alambre consumible hacia el arco, manteniendo voltajeconstante. El sistema de control tambin permite iniciar elarco, controlar la velocidad de avance y realizar otras fun-ciones necesarias, para que entre en operacin un procesoautomtico.

La Pistola- Para operaciones semiautomticas se em-plea una pistola para alimentar el alambre y proporcionarel flujo. Generalmente viene montado en la pistola unatolva, que lleva una pequea cantidad de flujo que esdispendido sobre el rea de soldadura, de acuerdo con laconduccin manual de la pistola. Para la soldadura auto-mtica, la pistola generalmente est conectada al motorde alimentacin de alambre y la tolva se encuentra fijada

en la pistola .184 .lujo para soldadura por arco sumer-

gido

La soldadura se realiza bajo una cubierta de materialgranulado fundible, que se denomina, flujo (POP).

Protege el metal de aporte fundido de la contamina-cin de oxgeno e hidrgeno de la atmsfera y acta a la

vez como agente para limpiar y purificar el depsito desoldadura. Adicionalmente puede ser usado para agregarelementos aleantes al metal depositado.

Una porcin del flujo es fundida por el intenso calordel arco. El flujo fundido se enfra y solidifica, formandoescoria en la superficie del cordn. La parte superior nofundida del flujo puede ser recuperada y reciclada.

Estn disponibles diferentes grados y tipos de flujopara arco sumergido. Es importante hacer la eleccin ade-cuada para el metal base a soldarse y que est de acuerdocon la composicin qumica del alambre.

18 5 El alambre

Para la soldadura por arco sumergido se usa alam-bre como electrodo. Estos alambres son macizos y des-nudos, con excepcin de un delgado recubrimiento pro-tector en la superficie -generalmente cobre- para elevar la

conductividad elctrica e impedir la oxidacin. Tambinexisten alambres tubulares con flujo interior. El alambrecontiene desoxidantes especiales, que ayudan a afinar elmetal de aporte para producir soldaduras de buena cali-dad. Adems se puede incluir elementos aleantes en elalambre, para dar al metal de aporte resistencia adicional.La composicin del alambre debe estar de acuerdo con elmetal base, pero tiene que ser empleado tambin con elflujo apropiado para arco sumergido.

31 32

Designacinamericana 2 1 1 /0 2/ 0 3 /0 4 /0

Seccin aproximadaen mm2 3 4 4 3 5 3 6 7 7 5 1 0 7

Seccin de los Cables:

Alambre

.undente

Metal base

Escoria

Metal lquido Escorialquida

Cavidad gaseosa



18/156


19 La Soldadura por arco con alambre

tubular (open arc process)


Es un proceso de soldadura, en el que la fusin selogra mediante un arco producido entre un electrodo tubular(alambre consumible) y la pieza. La proteccin se obtienede un fundente contenido dentro del alambre tubular. Pro-teccin adicional de un gas suministrado externamente no

es necesaria.En la fig.17 se muestra el proceso, donde se observa el

alambre con ncleo de flujo, la envoltura de gas protector, elarco, el metal de soldar y la proteccin con la escoria. Elproceso puede ser semiautomtico o automtico, siendo elmtodo semiautomtico el de mayor aplicacin.

arco que se establece entre el extremo del alambre apor-tado continuamente y la pieza a soldar. La proteccin seobtiene ntegramente de los gases suministrados simult-neamente con el metal de aporte.

Existen dos clasificaciones en este proceso, las cualesson en funcin del tipo de gas protector:

MIG: El cual emplea proteccin de un gas puro, iner-te (helio, argn, etc.). Para metal no ferroso.

MAG: El cual hace uso de dixido de carbono, CO 2,como gas protector. Para metal ferroso.

La tarea, que cumplen los gases protectores arribamencionados, es la de proteger al arco, al bao de fusin yal material de aporte contra el peligroso acceso de los gasesde la atmsfera.

Este proceso de soldadura se muestra en al ig. 19.En ella se seala el alambre, la proteccin gaseosa, el arco

y el metal depositado. El proceso puede ser semiautomticoo automtico, siendo el mtodo semiautomtico el demayor aplicacin.

El tipo de transferencia del alambre de aporte a travsdel arco depende del valor de la corriente. A bajas corrien-tes, la transferencia se realiza por grandes glbulos o gotas(cortocircuito, globular). Cuando la corriente aumenta y seusa 80% de Argn, estas gotas se reducen progresivamentehasta que, a una determinada corriente que depende delmaterial y del dimetro del alambre, l a transferencia se efec-ta en finas gotitas o por pulverizacin (Spray).

1102 Caractersticas del proceso

Este proceso permite:

Excelente calidad de soldadura en casi todos los me-tales y aleaciones empleados por la industria.

Mnima limpieza despus de soldar. Arco y bao fundido claramente visibles para el sol-

dador. cil trabajo en todas las posiciones, lo que depende

del dimetro del alambre y de la variacin del proceso. Alta velocidad de trabajo. Excento de escoria. Cuando se hace uso de CO2, es para soldar aceros

al carbono y aceros de baja aleacin, empleando elalambre adecuado.

Cuando se hace uso de argn o helio (MIG), es parasoldar slo material no ferroso, aluminio-cobre-magnesio, etc.

La razn del uso de Argn o Helio como gas protec-tor en estos materiales se debe al carcter oxidante del CO2.

1103 Equipo

Los componentes principales del equipo requeridopara el proceso se muestran en la ig. 20 y son:

La mquina de soldar (fuente de poder). Motor para la alimentacin de alambre y con-

troles. Pistola o ensamblaje de cables para soldadura

semiautomtica, la pistola para soldadura au-tomtica.

Suministro de gas protector y controles. A lambre s.

ig. 20. (Ver pgina siguiente)

La Mquina de Soldar- La fuente de poder es del tipo devoltaje constante (VC). Las fuentes de poder de voltajeconstante no tienen control de amperaje y, por ello, nopueden ser empleadas para la soldadura manual con elec-trodos.

La corriente de soldar es determinada por la carga.Normalmente se emplea, para este proceso, corrientecontinua de polaridad invertida. Las mquinas estn dispo-nibles desde 150 a 1 000 amperios.

El Alimentador de Alambre- El sistema de alimentacines de acuerdo con el suministro de energa para voltajeconstante. El sistema VC para soldar depende de la rela-cin entre grado de combustin del alambre y corrientepara soldar. Dicha relacin es constante para un determi-nado dimetro, composicin de alambre y gas empleado.A determinada velocidad de alimentacin del alambre, lamquina de soldar suministrar la cantidad apropiada decorriente para mantener el arco estable.


Con la proteccin exterior de gas, las ventajas del pro-ceso son:

Soldaduras suaves y sanas. Penetracin profunda. Buenas propiedades para radiografa.

Sin la proteccin exterior del gas ofrece las siguientesventajas:

Eliminacin del gas externo de proteccin. Penetracin moderada. Posibilidad de soldar en corriente de aire. Metal depositado de alta calidad.

Tiene las siguientes caractersticas:

El operador puede ver el arco. La soldadura es posible en todas las posiciones

lo que depende del dimetro del alambre em-

pleado. Se puede hacer cualquier tipo de junta en

funsin al espesor de plancha.

193 Equipo

Los principales elementos del equipo requerido parael proceso son:

La mquina de soldar (fuente de poder)

El sistema para avance del alambre y los con-troles.

La pistola y los cables. El alambre con ncleo de fundente.

El Alimentador de Alambre- El alimentador lleva el alam-bre tubular automticamente desde un carrete o bobina,va ensamblaje de cable y pistola, al arco. La velocidad dealimentacin del alambre determina la cantidad de co-rriente de soldar que se suministra al arco. De esta mane-ra, el control de velocidad de alimentacin es, esencial-mente, el ajuste de la corriente de soldar.

La Pistola de Soldar- Se emplea una pistola y cables paraconducir el alambre, el gas (cuando es necesario) y lacorriente de la fuente de poder al arco.

Estn disponibles pistolas con cuello de cisne o pis-tolas con agarradera. Para ciertas aplicaciones se montaun aditamento especial en la pistola, para proporcionarvelocidades ms altas de deposicin. Esto incluye una ex-tensin aislada que, en cierto sentido, contribuye a un ren-dimiento ms efectivo del alambre.

El Gas de Proteccin- El gas protector desaloja el airealrededor del arco, previniendo la contaminacin por ox-geno e hidrgeno de la atmsfera.

ig. 18. (Ver pgina siguiente)

194 Alambre (electrodo)

Hay que seleccionar el tipo de alambre tubular deacuerdo a la aleacin, composicin y nivel de resistenciadel metal base a soldarse. Estn disponibles varios dime-tros para permitir la soldadura en diferentes posiciones. Los

alambres estn disponibles en carretes y bobinas y estnempaquetados en recipientes especiales para protegerlosde la humedad.

110 Soldadura MIG/MAG


En la soldadura por Arco Metlico con Gas, conocidacomo Proceso MIG/MAG, la fusin es producida por un

ig. 18. - Esquema del Circuito de Soldadura con Alambre Tubular

33 34

ig. 17 .- Soldadura con Alambre Tubular

ig. 19.- Representacin Esquemtica de la Soldadura con CO2



19/156


El gas protector, para la soldadura por arco metlicoa gas normalmente usado, es el argn, helio o una mezclapara metales no-ferrosos; para aceros se emplea CO2,CO2 con argn y a veces helio para aceros inoxidables oargn con pequea cantidad de oxgeno para ciertos ace-ros y aceros inoxidables.

Los gases protectores deben tener la especificacinWelding Grade (grado para soldadura). De esta ma-

nera se consigue un nivel especfico de pureza y de conte-nido de humedad.

Los grados de la presin de gas dependen del tipo degas empleado, del metal a soldar, de la posicin de soldar,velocidad de avance y de las corrientes de aire.

Alambre de Aporte- La composicin del alambre parasoldadura por arco metlico a gas debe seleccionarse deacuerdo al metal a soldar, a la variacin dentro del proce-so MIG/MAG y la atmsfera de proteccin.

Los alambres estn disponibles en gran variedad dedimetros, en carretes. Por lo general, estn empaqueta-dos en recipientes especiales para protegerlos del deterio-ro durante el almacenaje.

111 Soldadura TIG

(Arco de tungsteno con gas)


La soldadura por arco de tungsteno con gas (TIG) es unproceso, en que la fusin es producida por el calor de un arcoque se establece entre un electrodo de tungsteno no-consumibley la pieza. La proteccin se obtiene de un gas inerte (argn ohelio).

La ig. 22 muestra el esquema del proceso TIG. Ah se indicanel arco, el electrodo de tungsteno y la envoltura protectora degas sobre la pieza de trabajo. La varilla desnuda de metal deaporte es aplicada manualmente, introducindola en el arcoy en el bao de fusin, como en el proceso oxi-acetilnico.Se puede o no emplear metal de aporte.


Las caractersticas sobresalientes de la soldadura TIGson:

Excelente calidad de la soldadura en casi todos losmetales y aleaciones empleados por la industria.

Prcticamente no se requiere ninguna limpieza pos-terior.

Arco y bao de fusin son claramente visibles parael soldador. No hay metal de aporte que atraviese el arco, de

modo que no se producen salpicaduras. La soldadura es posible en todas las posiciones. No se produce escoria que podra quedarse atrapa-

da en la soldadura.

El proceso TIG puede emplearse para aluminio,magnesio, acero inoxidable, bronce, plata, cobre, nquel yaleaciones, hierro fundido, aceros dulces, aceros aleados,abarcando una amplia gama de espesores de metal.

Tambin se emplea para pases de raz en juntas sol-

dadas de tubos de acero, buscando la mayor eficiencia enprimer pase.

1113 Equipo

Los principales componentes del equipo requeridopara el proceso TIG (ver ig. 23) son:

(1) La mquina de soldar (fuente de poder).(2) La pistola y los electrodos de tungsteno.(3) Los alambres para metal de relleno.(4) El gas protector y controles.

Estn disponibles varios accesorios opcionales, queincluyen un pedal para control remoto, permitiendo al sol-dar controlar la corriente durante la soldadura y pudiendo

as efectuar correcciones y llenar crteres. As mismo estndisponibles sistemas de circulacin de agua de enfriamientopara la pistola, un distribuidor para encendido del arco, etc.

La Mquina de Soldar-Para el proceso TIG se em-plea una mquina de soldar (fuente de poder) de diseoespecial. Puede ser un rectificador con CA/CC o un gene-rador de corriente continua (CC) con una unidad de altafrecuencia.

Arco metlico protegido R R R R R R S S NA NR R NR NR NA

Arco sumergido R R R R S S NR NR NA N R S NR N R N A

Soldadura TIG S S S R S S S R R R R R R R

Soldadura MIG S S S R S S NR R S R R S S S

Soldadura por Arco con presin R R R R S S NR S NR S S S S S

Soldadura por puntos R R R R S S NA R S S R NR S S

Soldadura a Gas R R S S S S R S NR S S R R NA

Soldadura fuerte al horno R R S R/S S NR NR R NR S R S S S

Soldadura fuerte a soplete S S NR S S NR R R NR R R R R S

Acerodulcebajocarbono

-tiposSAE1010y1020

Acerosdemedianocarbono

-tiposSAE1030y1050

Acerosaustenticosinoxidables

tiposAISI301,310,316y347

Acerosdebajaaleacin-tipos

SAE2340,3145,4130y4350

Plata

Oro,platinoeiridio

PROCESO

DE

SOLDADURA

La pistola y el conjunto de cables sirven para condu-cir el alambre, la corriente para soldar y el gas protectorhasta el arco.

La gua de alambre se encuentra en el centro de laboquilla, y el canal de suministro de gas protector est dis-puesto en forma concntrica a la gua.

La pistola debe mantenerse bastante cerca del traba-jo par controlar el arco apropiadamente y producir unaeficiente proteccin a travs del gas protector.

Las pistolas para trabajos de servicio pesado a eleva-das corrientes y las pistolas que emplean gas inerte y co-rriente mediana hasta alta, requieren enfriamiento por agua.Las pistolas para la soldadura con alambres delgados nonecesitan enfriamiento por agua.

Las pistolas pueden ser de diferente diseo: del tipo

mango de pistola o con cabezal curvo (cuello de ganso).

El tipo cuello de ganso es muy popular para la soldaduracon alambres finos, en todas las posiciones; y el tipo man-go de pistola se emplea generalmente con alambres msgruesos, en posicin plana.

Para la soldadura plenamente automtica, se sue-le montar la pistola directamente en el motor de avan-ce del alambre. Las pistolas automticas tienen enfria-miento por aire o agua, lo que depende de su aplica-cin. En la soldadura CO2, con frecuencia se emplea unsistema de suministro lateral de gas para las pistolasautomticas.

El Gas Protector- Desplaza el aire alrededor del arcopara evitar la contaminacin del metal fundido con gasesde la atmsfera. La envoltura protectora de gas debe pro-teger eficientemente el rea del arco para obtener un metal

de aporte de buena calidad.

R=Recomendado S= Satisfactorio NR= No recomendado NA=No aplicable

PROCESOS RECOMENDADOS PARA LA SOLDADURA DE METALES Y ALEACIONES

35 36

ig. 20.- Equipo para Soldadura MIG/MAG

IG. 21. Tobera con Proceso con Gas Protector MIG/MAG

IG. 22. .- Proceso de Soldadura TIG

Acerosferrticosymartensticosinoxi-

dables-tiposAISI405,410,430

Aleacionesdealtaresistenciay

elevadatemperatura-tipos17-

14,CuM,16-25-6y19-9DL

Hierrofundidoyhierrogris

Aluminioyaleaciones

dealuminio

Magnesioyaleaciones

demagnesio

Cobreyaleaciones

decobre

Nquelyaleacionesdealto

contenidodenquel

Titanioyaleaciones

detitanio



20/156


La seleccin de corriente CA o CC depende del ma-terial a soldar. Corriente alterna es recomendada para lasoldadura de aluminio y magnesio; corriente continua se

recomienda para soldadura de aceros inoxidables, hierrofundido, acero dulce, cobre, nquel y aleaciones y plata. Unatpica mquina de soldar TIG opera con un amperaje de 3 a350 amperios, con 10-35 voltios y un ciclo de servicio de60%.

Tambin es posible hacer uso de fuentes de podernormales de CA o CC, diseadas principalmente par elec-trodos revestidos, adicionando un dispositivo para alta fre-cuencia. Sin embargo, los mejores resultados se obtienencon una mquina de soldar especialmente diseada para lasoldadora TIG.

El soplete- El soplete TIG sujeta el electrodo de tungstenoy dirige el gas protector y la energa de soldar al arco. Las

pistolas pueden ser enfriadas por agua o aire, lo que de-pende del amperaje de la corriente para soldar. General-mente se emplean las pistolas con enfriamiento para agua.

1114 El gas de proteccin

El Gas de Proteccin- Un gas inerte, sea argn, helio o unamezcla de ambos, protege el arco de los gases perjudicialesde la atmsfera. El argn es ms usado, porque es fcilobtenerlo y, siendo ms pesado que el helio, proporcionamejor proteccin a menor grado de presin. Para la solda-dura en posicin plana y vertical es suficiente un caudal de15 a 30 pies cbicos/hora. La posicin sobrecabeza re-quiere un caudal ligeramente mayor.

1115 Los electrodos

Los electrodos que se emplean para el proceso TIGson de tungsteno y aleaciones de tungsteno. Tienen un puntode fusin muy elevado (6 170) y prcticamente no seconsumen. El electrodo no toca el bao fundido. En posi-cin apropiada, el electrodo es sostenido encima de la pie-za de trabajo, y es el calor intenso procedente del arco el quemantiene el bao en estado lquido. Los electrodos son de

tungsteno puro (los ms baratos), tungsteno con 1-2 % detorio (de larga vida -se emplean para aceros) o de tungs-teno aleado con circonio (menor contaminacin, mejor

calidad- se emplean para aluminio). Los diferentes tipos detungsteno son fcilmente reconocibles segn un cdigo decolor. Se presentan en varios dimetros y largos de 3 a 24pulgadas.

1116 El metal de aportacin

Se puede o no emplear metal de aporte. Normal-mente es empleado, con excepcin de casos en que sesuelda lminas delgadas . La composicin del metal de aportedeber ser adecuada para el metal base. Los dimetros delas varillas de metal de aporte dependen del espesor delmetal base y de la corriente para soldar. La alimentacin delmetal de aporte puede ser manual o automtica.

1117 Seguridad de soldadura

Para proteger la piel del soldador contra la exposicinde la luz brillante emitida por el arco, debe usarse apropiadavestimenta de proteccin. Para proteger cara y ojos contra elarco se requiere una mscara; un vidrio de filtro en la mismapermite al soldador observar el desarrollo de la aportacindel material de soldadura, mientras sus ojos estn protegidoscontra la luz brillante del arco, es importante el nmero deluna que se emple, el cual estar en funcin del proceso desoldadura que se est utilizando.

Al soldar en reas confinadas se requiere ventilacin.

112 La soldadura oxi-acetilnica


En este proceso de soldadura, el calor necesario paracalentar la pieza y el metal aportado y luego fundirlosprocede de una llama de alta temperatura, obtenida por lamezcla o combinacin de acetileno con el oxgeno, al-canzando temperaturas de 3100C.

temperatura. Las aleaciones no ferrosas, que fluyena una temperatura mxima de 427C, son utilizadasen la soldadura blanda y aquellas, que lo hacen a unatemperatura mnima de 427C, son para soldadurafuerte. Indudablemente, la temperatura de trabajodebe ser inferior a la temperatura de fusin del metalbase.

Estas bajas temperaturas de trabajo permiten el uso

de este tipo de procedimientos de soldadura sobremateriales sujetos a cambios estructurales por efectode altas temperaturas.

1123 Explicacin de los procedimientos

Los procedimientos son primordialmente un proce-so oxi-acetilnico. El intenso calor de la llama oxi-aceti-lnica eleva la temperatura del metal base o pieza a ungrado tal, que permite que el metal en fusin, provenientedel metal de aportacin, fluya fcilmente, igual como elagua corre en una placa de vidrio limpio.

El metal base no llega a fundirse, pero el metal de

aportacin fluye fundido sobre la superficie debidamentecalentada y qumicamente limpia, mientras que una delga-da pelcula de metal de aporte es arrastrada hacia el inte-rior de las superficies por atraccin capilar, permitiendo elenfriamiento del metal base hasta que el metal de aporte sesolidifique; se producir una liga de alta resistencia entremetal base y metal de aporte.

La forma, en que el metal de aporte fluye o se difundepor encima del metal base, que se encuentra en las condi-ciones adecuadas, es conocida como mojado del metalbase o humectacin.

Esta humectacin depender de la naturaleza de los me-tales a unir y de su estado superficial. Las pelculas decontacto entre el lquido y slido deben estar libres deimpurezas.

En la prctica casi siempre se presentan las superficies enestado "contaminado", es decir cubiertas de xido o grasaque impiden el mojado.

Ambos gases se mezclan en proporciones apropia-das en un soplete proyectado y construido en forma tal,que el soldador tiene la posibilidad de regular por comple-to la llama, ajustndola a las necesidades del trabajo.

Se presenta una llama normal o neutra (ig. 24),cuando se alimenta con iguales volmenes de oxgeno yacetileno; si se aumenta la proporcin de acetileno, selogra una llama denominada carburante o reductora Ya la inversa, siempre con referencia a una llama neutra, sise aumenta la proporcin de oxgeno, se obtiene una lla-ma oxidante. Ambas tiene caractersticas y aplicacionesprecisas que es necesario tener presente.

1122 Procedimientos bsicos en la solda-

dura oxi-acetilnica

En la soldadura oxi-acetilnica podemos diferenciar 2procedimientos, que son los siguientes:

Soldadura por .usin- Se llama as, cuando dospiezas metlicas se juntan y cuando los bordes encontacto se funden por medio de la llama oxi-acetilnica. Los bordes en fusin fluyen juntos hastaque cada uno se funde completamente, con o sinaportacin de un metal en fusin proveniente de unavarilla de soldar. Despus de que el metal se ha enfria-do, el resultado ser un solo trazo contnuo de metal.

En la soldadura por fusin, el metal base y la varilla desoldar deben tener, en la mayora de los casos, la mis-ma composicin; por ejemplo, al soldar hierro fundi-do se utiliza una varilla tambin de hierro fundido. Deigual manera ser al soldar acero dulce, acero inoxi-dable, cobre, nquel, aluminio, etc.

Soldadura .uerte y Soldadura Blanda- Hay pro-cedimientos para unir piezas metlicas, sin necesi-dad de llegar a la fusin del metal base y que, sinembargo, producen juntas de alta resistencia.

Estos procedimientos reciben las denominaciones"Brazing" o Soldadura uerte y "Soldering" o Solda-dura Blanda. La diferencia bsica entre ambos es la

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ig. 23.- Mquina de Soldadura para Proceso TIG

ig. 24.- La Soldadura Oxi-acetilnica



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S Manual de Soldadura

Los elementos que contaminan las superficies, puedenser gaseosos, lquidos o slidos.

Para obtener resultados satisfactorios, es necesario re-cubrir o decapar las superficies con fundentes limpiadores.

La alta resistencia conseguida con este proceso se debea las siguientes razones:

Adems de la accin de mojado en la zona de contactodel metal base con el material de aporte, se produce

tambin una ligera interaleacin de los elementosconstituyentes del metal base y del metal de aporte.

La accin del metal de aporte abre, hasta cierto pun-to, la estructura granulada del metal base, permitien-do que penetre por entre los lmites del grano. Tra-tndose, por ejemplo, de hierro fundido, parece queocupa durante la soldadura el espacio libre dejado

por oxidacin de algunas de las lminas o copos decarbono libre o grafitos de hierro fundido caliente.

1124 Limpieza de las superficies

La limpieza de las superficies tiene por objeto elimi-nar los elementos extraos, que las recubren e impiden lahumectacin o mojado del metal de aporte.

Se puede utilizar dos procedimientos:

Limpieza mecnica

Limpieza qumicaEsta limpieza debe tambin alcanzar a las zonas prxi-

mas a la unin.

1125 .undentes

En

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