Manual Soldador 1parte

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Manual de conceptos básicos en soldadura y corte Soldadura y corte con gas de protección para procesos: GMAW (MIG/MAG) GTAW (TIG/TAG) FCAW (Tubular) PAW (Plasma) OAW (Oxiacetileno) OFC-A (Oxicorte-Acetileno)
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    27-Nov-2015
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  • Manual de conceptos bsicosen soldadura y corte Soldadura y corte con gas de proteccin para procesos:GMAW (MIG/MAG)GTAW (TIG/TAG)FCAW (Tubular)PAW (Plasma)OAW (Oxiacetileno)OFC-A (Oxicorte-Acetileno)

  • MANUAL DE CONCEPTOS BSICOS EN SOLDADURA

    Y CORTE

    SSOOLLDDAADDOORRSOLDADURA Y OXICORTE CON GAS DE PROTECCIN

  • NNDDIICCEE

    Introduccin 6-9

    Proceso de soldadura MIG/MAG 10-13

    Proceso de soldadura TIG 14-20

    Proceso de soldadura PAW (Soldadura por arco plasma) 21

    Tipos de uniones 22-27

    Defectos y causas en las soldaduras 28-29

    Gases de proteccin 30-33

    Soldadura MIG/MAG

    Soldadura TIG

    Datos de soldadura 34-40

    Soldadura MIG/MAG

    Soldadura alambre tubular FCAW

    Soldadura TIG

    Corte con oxiacetileno 41

    La seguridad siempre 49

  • Introduccin

    Soldadura por fusin

    Los procesos de soldadura comnmente empleados se basan en la fusin de los componentes en la junta de unin.

    En la soldadura por fusin, una fuente de calor se encarga de fundir el metal para formar un puente entre los componentes.

    Las fuentes de calor ms empleadas son:

    El arco elctrico

    La llama de gas

    En el proceso de soldadura, el metal fundido debe pro-tegerse de la atmsfera circundante, ya que la absor-cin de oxgeno, nitrgeno o humedad genera una sol-dadura de baja calidad.

    Para evitar la contaminacin de la soldadura, el aire presente en el rea de la soldadura debe reemplazarse por un gas de proteccin, o debe cubrirse la soldadura con un flux o polvo protector.

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  • Introduccin

    Por qu emplear la soldadura?

    El proceso de soldadura se emplea porque es:

    Uno de los mtodos para unir metales ms ptimos en costo.

    Vlida para un amplio rango de espesores que cubre desde unas dcimas de milmetro hasta espesores de 10 pulg. (25 cm.)

    Muy verstil. Se utiliza en una amplia gama de componentes, formas y tamaos.

    Las uniones obtenidas por soldadura son:

    Permanentes.

    Fuertes, normalmente ofrecen la resistencia de los componentes.a) Resistencia a la tensin.b) Resistencia al impacto.c) Elongacin.

    Libres de poros.

    Reproducibles.

    De fcil inspeccin por ensayos no destructivos.

    La soldadura puede utilizarse:

    En taller

    En campo

    para:

    Lminas

    Placas

    Piezas

    Tuberas

    Qu proceso de soldadura emplear?

    Existe un gran nmero de procesos y tcnicas de sol-

    dadura. Ningn proceso es el mejor para todos los

    casos. Cada proceso tiene sus propias caractersticas

    y debe seleccionarse para cada aplicacin.

    Factores para seleccionar el proceso de soldadura

    Tipo de metal.

    Tipo de unin.

    Limitaciones de la produccin.

    Equipamiento disponible.

    Disponibilidad de la mano de obra.

    Costo de los consumibles.

    Costo de la mano de obra.

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  • Introduccin

    Procesos de soldadura por arco elctrico

    El proceso al arco elctrico se emplea principal-mente para la soldadura de lminas, placas o tuberas de metal.

    gas de proteccin

    microalambre

    fuente de poder

    MIG/MAG flujmetro

    antorcha MIG/MAG

    regulador de presin

    electrodo

    manguera de suministro de gas

    unidad de alimentacin de microalambre

    ampermetro

    voltmetro

    cable a electrodo

    cable de tierra

    pinza de tierra

    El proceso GMAW establece un arco elctrico entre la pieza

    de trabajo y el alambre electrodo que se alimenta continu-

    amente. Utiliza una mquina de potencial constante, antor-

    cha y un mecanismo que alimenta el alambre hacia la

    unin de los metales. Es requerida la proteccin de un gas

    o mezcla de gases. La polaridad recomendada es polaridad

    invertida, sin embargo deber consultar la especificacin

    del electrodo a aplicar.

    En el proceso GMAW la transferencia del electrodo se real-

    iza por 3 formas:

    a) Tranferencia corto circuito

    b) Transferencia globular

    c) Transferencia spray o roco

    Se pueden unir aceros al carbn, inoxidables, aluminio,

    cobre y bronces.

    La soldadura MIG/MAG y la soldadura TIG son dos de los procesos ms importantes que emplean un gas de proteccin para proteger al metal soldado de la conta-minacin atmosfrica.

    manguera de sum-inistro de gas

    control de corriente

    pinza de tierra

    cable de retorno

    interruptor de pie

    TIG / TAG flujmetro regulador

    de presin

    gas de proteccin

    antorcha TIG

    ampermetro

    voltmetro

    El proceso GTAW, establece el arco elctrico entre un electrodo de tungsteno (no consumible) y la pieza a unir, se requiere una proteccin de un gas o mezcla de gases normalmente, la fuentes de poder incluyen una unidad de alta frecuencia que ayuda a iniciar el arco sin tocar la pieza base y estabilizarlo. Una caracterstica del proceso es que no genera sal-picadura y produce cordones de gran calidad. Se pueden unir aceros al carbn, inoxidables, aluminio, cobre y aleaciones, titanio y magnesio.

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  • Introduccin

    Trminos habitualmente empleados en la soldadura al arco protegido con gas

    Longitud de arco: distancia entre la punta del electrodo y la superficie del bao de fusin.

    Metal base: trmino para describir el metal del cual estn hechos los componentes de la unin.

    Cordn: pasada simple de metal soldado deposita-do sobre la superficie del metal base.

    Velocidad de fusin: velocidad a la cual se funde el microalambre. Se da como una medida lineal m/min (metros por minuto) o in/min (pulgadas por minuto).

    Metal depositado: material que se aporta a la unin mediante el electrodo o microalambre de aportacin, con el fin de construir el perfil soldado.

    Velocidad de deposicin: velocidad a la cual el metal del electrodo fundido se aporta al bao de fusin. Se mide en kg/h (kilogramos por hora). En algunas oca-siones se emplea incorrectamente refirindose a la relacin entre el metal depositado y la cantidad de elec-trodo fundido, cuya terminologa correcta sera rendimiento de deposicin.

    Electrodo: segn el proceso de soldadura corre-sponde a: a) la varilla recubierta de pasta protectora en la soldadura al arco manual; b) el electrodo de tungsteno en la soldadura TIG y la soldadura plasma; c) el microalambre consumible en la soldadura MIG/MAG. El arco elctrico se forma entre el metal base y la punta del electrodo.

    Metal de aporte: metal aadido al bao de fusin durante la soldadura. En la soldadura MIG/MAG el metal de aporte se obtiene por la fusin del electro-do (hilo continuo). En la soldadura TIG el metal se aporta en forma de varilla.

    Temperatura entre pasos: temperatura de la unin entre cada pasada realizada. En algunas aplicaciones se especifica un mximo de temperatura para evitar los cambios metalrgicos en el material.

    Paso de fusin: fundir el metal base pasando un arco TIG a lo largo de la superficie. No se emplea metal de aporte.

    Boquilla: en la soldadura MIG/MAG, TIG y Plasma, consiste en un tubo de material metlico o cermi-co, que dirige el gas de proteccin en el rea de sol-dadura.

    Paso o cordn: metal depositado en un recorrido del arco a lo largo de la unin. En la soldadura TIG sin aporte el trmino correcto sera paso de fusin.

    Temperatura de precalentamiento: temperatura del metal base justo antes de empezar a soldar. En algunos casos, el metal base debe calentarse para evitar problemas de agrietamiento o de falta de fusin.

    Paso de raz: primera pasada depositada en una unin en el caso en que se necesiten ms pasadas para llenar la ranura de la unin.

    Pasada de sellado: pasada de metal de aporte que se deposita sobre el lado opuesto de una unin a tope, a lo largo de la lnea de la raz.

    Rendimientos de soldadura de acuerdo al proceso:

    Electrodo revestido (SMAW): 60-65%

    Microalambre (GMAW): 95-98%

    Alambres tubulares (FCAW): 90%

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  • Proceso MIG/MAG

    Soldadura MIG/MAG

    La soldadura por arco elctrico con gas de proteccin es un proceso semi-automtico que es vlido tanto para la operacin manual como automatizada.

    Se conoce por una variedad de nombres:

    MIG: Metal Inert Gas

    MAG: Metal Active Gas

    GMAW: Gas Metal Arc Welding

    Para proporcionar el calor necesario para la operacin de soldadura se requiere un arco de bajo voltaje (16-40 V) y alta intensidad (60-600 A) que se establece entre el electrodo y la pieza de trabajo.

    El electrodo, arco, metal fundido y rea de soldadura estn protegidos de la contaminacin atmosfrica mediante una corriente de gas de proteccin.

    El gas de proteccin puede ser:

    CO2

    Argn

    Argn + CO2

    Argn mezclado con pequeas cantidades de otros gases (CO2 , O2, He, H2)

    Helio

    siempre se deben considerar caractersticas del metal a soldar.

    Ver pginas 32 y 33.

    Las mezclas de gases para soldar garantizan altos rendimientos ya que eliminan prdidas de material de aporte por salpicaduras.

    INFRA MIXX 200

    RECOMENDACIN

    Conexin a polaridad invertida

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  • 11

    Operacin

    La unidad de alimentacin aporta el hilo/electrodo den-tro del arco elctrico. Mediante la fuente de potencia se consigue mantener constante la tensin y la longitud de arco, permitiendo al soldador concentrarse en ase-gurar la fusin completa de la unin.

    Las fuentes de potencia empleadas en la soldadura MIG/MAG se llaman fuentes de voltaje constante ya que tienen una pendiente caracterstica de la fuente de soldadura.

    Para la soldadura de placas, tuberas de espesor del-gado y piezas en posicin plana se recurre al proceso de transferencia en spray que opera dentro del rango de intensidades de 180 A -450 A. En este proceso se forman pequeas gotas de metal fundido del alambre de aporte, que se proyectan al bao de fusin a travs del arco.

    Las soldaduras que estn localizadas en posiciones en las cuales el metal fundido tiende a salir hacia fuera de la unin por accin de la gravedad (vertical, sobre cabeza), se sueldan a menores intensidades (60 A -180 A).

    La tcnica apropiada para estos tipos de unin es:

    a) transferencia en cortocircuito: se transfiere el metal a la unin cuando el alambre de aporte contacta con el bao de fusin.

    b) transferencia en arco pulsado: se transfiere el metal a la unin en forma de pequeas gotas (tipo spray) controladas mediante impulsos regularmente espa-ciados.

    Estas dos tcnicas se emplean tambin para la sol-dadura de lminas delgadas 1.6 mm (1/16) y menores.

    El MIG-Sinrgico es un sistema MIG/MAG avanzado que incorpora la transferencia en spray y la transferen-cia en pulsado. Se deben establecer las condiciones ptimas de trabajo para un rango de aplicaciones. El proceso MIG-sinrgico requiere un equipo especfico de soldadura.

    Los datos de soldadura para aplicaciones MIG/MAG se describen en las pginas 35 y 36.

    La soldadura MIG/MAG con el gas de proteccin FERRO D, proporciona mejoras en velocidad de proceso y en nivel de fusin para transferen-cia cortocircuito y spray en alam-bres slidos y tubulares.

    uniones en posicin plana

    RECOMENDACIN

    Proceso MIG/MAG

  • Proceso MIG/MAG

    Aplicacin de la soldadura MIG/MAG

    En la soldadura MIG/MAG el alambre se orienta en la misma direccin de avance que la antorcha (tcnica de empuje). Esto permite que el arco funda el metal base por delante del bao de fusin y se obtenga una mejor penetracin. El soldador debe controlar la velocidad de avance para asegurar que el bao de fusin no vaya por delante del arco, lo que podra provocar una falta de fusin.

    Soldadura a tope tcnica de Empuje

    Soldadura en filete tcnica de Empuje

    La calidad de la soldadura en la soldadura MIG/MAG depende del ajuste de las variables de soldadura.

    - El voltaje controla el perfil de la soldadura.

    - La inductancia en la transferencia en cortocircuito estabiliza el arco y reduce el nivel de proyecciones. Inductancia baja: Aceros al carbn, aluminio, cobre. Inductancia alta: Aceros inoxidables.

    - La velocidad de alimentacin del alambre establece el amperaje de soldadura.

    - El amperaje controla:

    El aporte trmico.El tamao de la soldadura.La profundidad de penetracin.

    - El dimetro del alambre depende de la corriente requerida. La siguiente tabla sirve de gua para la seleccin del dimetro de alambre, pero la relacin exacta depende tambin del material y del gas de proteccin.*

    Dimetro (mm)

    Intensidad (A)

    alimentacin del hilo (m/min)

    alimentacin del hilo

    (pulg/min)

    0.9 80-200 7.5-10 300-400

    1.1 160-240 8.8-14 350-500

    *( Gas de proteccin: INFRA MIXX)

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  • Proceso MIG/MAG

    Alambres tubulares - FCAW

    Normalmente, los alambres que se emplean para la soldadura MIG/MAG son slidos. Para aceros dulces, aceros al CarbonoManganeso y aceros Inoxidables, se pueden emplear alambres tubulares (FCAW - flux cored arc welding). stos ofrecen mayores velocidades de soldadura y un control ms fcil de los perfiles de las soldaduras en ngulo.

    Mezclas de gases de INFRA MIXX 200 para la soldadura MIG/MAG

    Las mezclas de gases de soldadura de INFRA facilitan la obtencin de los resultados ptimos en la soldadura MIG/MAG para un amplio rango de metales.

    Las mezclas INFRA MIXX 200/25, 200/2, 200/02, 200/05, son un conjunto de mezclas de Argn, CO2 y O2 creadas con el fin de conseguir las condiciones ide-ales de arco y obtener soldaduras libres de salpica-duras.

    INFRA MIXX 200/02 est recomendado para la sol-dadura de lminas de acero al Carbono y de baja aleacin de espesores menores a 3 mm en cortocir-cuito y en arco spray.

    INFRA MIXX 200/05 es la mezcla ideal para la sol-dadura de aceros al Carbono de espesores menores a 6 mm en arco spray pulsado. Proporciona unas propiedades excelentes para procesos automticos de soldadura: incremento de velocidad y disminucin de proyecciones.

    INFRA MIXX 200/2 est especialmente diseada para su utilizacin en la soldadura convencional y sinrgica de aceros al carbn e inoxidables y alea-ciones Cupro-Nquel.

    El gas ARGN es particularmente efectivo para soldar Aluminio y sus aleaciones. Tambin se emplea para soldar Cobre y Nquel.

    La lnea de gases ALUMIXX es una mezcla con base Helio especialmente diseadas para incrementar el aporte trmico del arco a la pieza, lo que permite incre-mentar la velocidad de soldadura, aumentar la produc-tividad, alcanzar mayor penetracin y disminuir el uso de consumibles en funcin del material a soldar. Est indicada para acero inoxidable, aluminio, cobre y para la soldadura de aceros por el proceso MIG-Sinrgico.

    Ver las pginas 32 y 33 para seleccionar el gas correcto.

    Con la mezcla ALUMIXX se obtienen mayores velocidades de avance que se traduce en una reduccin de los costos de la soldadura.

    RECOMENDACIN

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  • Proceso TIG

    Soldadura TIG

    La soldadura con electrodo de Tungsteno y arco prote-gido con gas inerte, se conoce normalmente con el nombre TIG (Tungsten Inert Gas). Para conseguir la fusin se emplea un arco que se establece entre el electrodo y la pieza de trabajo. El electrodo es no con-sumible y el metal de aporte, si se requiere, se aporta desde fuera.

    El metal fundido en el bao de fusin, el extremo de la varilla del metal de aportacin y el electrodo de Tungsteno se protegen de la contaminacin atmosfri-ca por medio de un gas protector inerte.

    El gas de proteccin ms empleado es Argn, pero se puede emplear Helio o mezclas de Argn-Helio o mez-clas de Argn-Hidrgeno para obtener mejores resulta-dos, siempre en funcin de las caractersticas del material a soldar.

    Ver pgina 33, para seleccionar el gas correcto.

    Operacin

    La soldadura TIG es vlida tanto para la operacin manual como para la operacin automatizada. En la soldadura manual el operario sita el electrodo en la misma direccin de avance que la antorcha y emplea el arco elctrico para fundir el metal en la zona de unin. Si se requiere metal de aporte, por ejemplo en una unin en ngulo, ste se aporta desde el borde frontal del bao de fusin. El metal de aporte se suministra normalmente en forma de varilla de 1 metro de largo y en diversos dimetros.

    flujmetro

    antorcha TIG

    cable de retorno

    reguladorTIG / TAG de presin

    gas de proteccin

    manguera de suministro de gas

    ampermetro

    voltmetro

    control de corriente

    pinza de tierra

    interruptor de pie

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