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7/21/2019 soldadura_gmaw

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Figura 1.- Soldadura por Arco con Electrodo Revestido


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Comnmente escuchamos referirse a l comosoldadura MI .

Es ms comnmente usado como un procesosemiautomtico; sin embargo, es usado tambinen aplicaciones mecanizadas y aplicacionesautomticas.

En consecuencia, es muy adecuable a aplicacionesde soldaduras robotizadas.


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La soldadura por arco con alambre y proteccingaseosa se caracteriza por un electrodo slido dealambre el que es alimentado en forma continua atravs de la pistola de soldadura. Se crea un arco

entre este alambre y la pieza de trabajo paracalentar y fundir el metal base y los metales deaporte.

Una vez fundido, el alambre se deposita en la junta

soldada.

La Figura 2 ilustra los elementos esenciales delproceso.


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Figura 2.- Soldadura por arco con alambre y proteccingaseosa


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Una caracterstica importante para GMAW es quetoda la proteccin para la soldadura es provista poruna atmsfera de gas protector que tambin essuministrado a travs de la pistola de soldaduradesde alguna fuente externa.

Los gases usados incluyen los del tipo :

Inerte

Reactivos


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Para algunas aplicaciones se usan gases inertestales como el argn y el helio.

Puede usarse uno slo, en combinacin con el otro,o mezclado con otros gases reactivos como eloxgeno o el dixido de carbono.

Muchas aplicaciones de la soldadura por arco conalambre y proteccin gaseosa usan slo proteccinde dixido de carbono, por su costo relativamentebajo con respecto a los gases inertes.


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Los electrodos usados en este proceso sonalambres slidos que se proveen en bobinas orollos de distintos tamaos. Como en el caso de

soldadura por arco con electrodo revestido, hay unmtodo de identificacin de los electrodos desoldadura por arco con alambre y proteccingaseosa aprobado por la American Welding

Society.


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Se distinguen por las letras ERseguidas por dos otres nmeros, la letra S,un guin, y finalmente otronmero, como se muestra en la Figura 3).


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Figura 3.- Clasificacin AWS para los metales de aporte de laespecificacin A5.18 A5.28

Se distinguen por las letras ERseguidas por dos otres nmeros, la letra S, un guin, y finalmenteotro nmero, como se muestra en la Figura 3).


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1.

R

designa al alambre que es a la vez electrodo y varilla,esto significa que puede conducir electricidad (electrodo), o

ser simplemente aplicado como metal de aporte (varilla)cuando es usado con otro proceso de soldadura.

2. Los prximos dos o tres nmeros expresan la mnimaresistencia a la traccin del depsito de metal de soldadura

en miles de libras por pulgadas al cuadrado.3. La letra

S

expresa que se trata de un alambre slido.

4. El nmero luego del guin se refiere a la composicinqumica particular del electrodo.


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Esto determinar tanto la caracterstica de operacincomo las propiedades esperables del depsito desoldadura.

Los electrodos de soldadura por arco con alambre yproteccin gaseosa tienen comnmente importantecantidad de desoxidantes, tales como magnesio,

silicio, y aluminio

para ayudar a evitar la formacin

de porosidad.


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Por esto, cuando no se usa, el alambre debeconservarse en su envase plstico original, y/ocontenedor de transporte. Incluso cuando un rollo

de alambre est ubicado en el alimentador, debeestar cubierto con alguna proteccin cuando no seusa por perodos prolongados.


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La fuente de potencia usada para soldadura porarco con alambre y proteccin gaseosa es muydistinta del tipo empleado por la soldadura porarco con electrodo revestido.

En lugar de una fuente de corriente constante, lasoldadura por arco con alambre y proteccingaseosa usa una fuente del tipo de las conocidascomo de voltaje constante, o potencial constante.

Esto es, la soldadura se lleva a cabo usando unvalor preseteado de voltaje sobre un rango decorrientes de soldadura.


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La soldadura por arco con alambre yproteccin gaseosa normalmente serealiza con

corriente continua

electrodo positivo

(DCEP). Cuandoeste tipo de fuente de potencia se

combina con un alimentador dealambre, el resultado es un procesode soldadura que puede ser tantosemiautomtico, mecanizado, ototalmente automatizado.

La Figura 4 muestra un equipotpico de soldadura por arco conalambre y proteccin gaseosa.

Figura 4. Equipo deSoldadura por Arco conAlambre y Proteccin

Gaseosa


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Como se puede ver, el equipo es un poco mscomplejo que uno usado para soldadura por arcocon electrodo revestido.

Un equipo tpico incluye:

Una fuente de potencia,

Alimentador de alambre,

Fuente de gas, y

Pistola de soldar fijada al alimentador por un cable

flexible a travs del cual pasan el gas y el alambre.


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Para poner a punto la soldadura, el soldador ajustarel voltaje en la fuente de potencia y la velocidad delalimentador de alambre.

Cuando la velocidad de alimentacin de alambreaumenta, tambin aumenta la corriente desoldadura.

La velocidad de fusin del electrodo es proporcionala la corriente del arco, entonces la velocidad de

alimentacin del alambre en realidad controlatambin sta caracterstica.


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Se mencion que la fuente de potencia es del tipo depotencial constante, de todas formas observando la curva V-Atpica, Figura 5), muestra que la lnea no es plana sino quetiene una suave pendiente.

Esta caracterstica permite que el proceso funcione como unproceso del tipo semiautomtico, esto significa que elsoldador no tiene que controlar la alimentacin del metal deaporte como en el caso de soldadura por arco con electrodorevestido manual.

Otra manera de describir el sistema el llamarlo sistema conAutoregulacin de Potencial Constante.


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Observando la Figura 5 , puede verse que la disminucin delvoltaje del arco (la pistola alejada de la pieza de trabajo) hacedisminuir la corriente y en consecuencia la velocidad de fusindel electrodo. El alambre contina siendo alimentado a suvelocidad preestablecida para dar nuevamente el valor original

de voltaje del arco. Esto reduce el efecto de la manipulacin deloperador en las caractersticas de soldadura, para hacer alproceso menos sensible al operador y entonces ms fcil de seraprendido.

Cuando se cambian los ajustes de la mquina, el resultado es

que las caractersticas de operacin se alterarn drsticamente.Es de relevante importancia la manera en que el metal fundidoes transferido desde extremo del electrodo, a travs de laregin del arco, al metal base.


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Figura 5.- Curva V

A Tpica de Potencial Constante


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Con soldadura por arco con alambre y proteccin

gaseosa hay cuatro modos bsicos de transferenciade metal. Estos son spray globular arco pulsantey en corto circuito.

La Figura 6 muestra tres de los cuatro mtodos.Sus caractersticas son tan diferentes que es casicomo si se tratara de cuatro procesos de soldadura

distintos. Cada tipo especfico tiene ventajas ylimitaciones definidas que los hacen mejores paraalgunas aplicaciones y peores para otras.


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Figura 6.- Modos de Transferencia del Metal; (a) Spray, (b)Globular, y (c) Corto Circuito.

El tipo de transferencia del metal depende dedistintos factores, incluyendo el gas de proteccin,corriente y niveles de voltaje y caractersticas delsuministro de potencia.


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Una de las formas bsicas en las cuales dichosprocesos se diferencian es que suministran distintascantidades de calor a la pieza de trabajo.

La transferencia de spray es considerada como la demayor temperatura, seguida por globular, arcopulsante y finalmente corto circuito.

Por esto, la transferencia por spray es la mejor para

secciones de gran espesor y juntas con soldadurasde penetracin total, en cuanto puedan serposicionados en posicin plana.


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La transferencia en corto circuito da una menorcantidad de calor sobre el metal base, hacindolo unaopcin excelente para la soldadura de hojas de metal y

juntas que tienen separaciones excesivas debido a unmal ajuste.


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El mtodo de transferencia en cortocircuito tiene comocaracterstica ser ms fro debido a que el electrodo enrealidad est en contacto con el metal base, creando uncorto circuito por una porcin del ciclo de soldadura.Entonces el arco opera y se extingue en forma intermitente.

Los cortos perodos durante el cual el arco se extingue,permite cierto enfriamiento que redunda en una reduccinde la tendencia a quemarse de los materiales de pocoespesor. Se debe tener cuidado cuando se usa latransferencia en corto circuito para soldar secciones demayor espesor, debido a que se puede presentar fusinincompleta a causa de un calentamiento insuficiente delmetal base.


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Como se mencion, el gas de proteccin tiene unefecto significativo en el tipo de transferencia delmetal.

La transferencia tipo spray puede lograrse slodonde hay una presencia de un 80% de argn en la

mezcla de gases. CO2 es probablemente uno de los gases ms

populares para GMAW de acero al carbono,principalmente debido a su bajo costo y a sus

excelentes caractersticas de penetracin. Unadesventaja, sin embargo, es que habr mssalpicadura que puede requerir ser quitada,reduciendo la productividad del soldador.


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La versatilidad que ofrece este proceso hizo quesea usado en muchas aplicaciones industriales.

GMAW puede ser usada efectivamente para unir o

cubrir muchos tipos de metales ferrosos o noferrosos. El uso de gas de proteccin, en vez de unfundente, el cual puede ser ms contaminado,puede reducir la posibilidad de introducir

hidrgeno dentro de la zona de soldadura,entonces GMAW puede ser usadosatisfactoriamente en situaciones donde lapresencia de hidrgeno puede causar problemas.


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Debido a la ausencia de la capa de escoria que deberaser quitada despus de soldar, La GMAW est biensituada para soldadura automtica y robotizada. Estaes una de las mayores ventajas del proceso.

Debido a que apenas es necesaria o no es necesaria enabsoluto la limpieza luego de la soldadura, laproductividad global del proceso se ve altamenteincrementada. Esta eficiencia es incrementada enmayor medida por el hecho que el rollo de alambre

continuo no requiere recambio tan frecuente como loselectrodos individuales de SMAW.

Todo esto incrementa la cantidad de tiempo en que sepuede realizar realmente la soldadura.


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La principal ventaja de la GMAW son las lbs/hr(kg/hr) de metal depositado que reduce el costo demano de obra.

Se trata de un proceso relativamente limpio,principalmente debido a que no hay fundentepresente en el proceso.

En los locales con problemas de ventilacin puedenverse aliviados cambiando a soldadura por arco conalambre y proteccin gaseosa donde se usaba

soldadura por arco con electrodo revestido osoldadura por arco con alambre tubular, porque segenera menor cantidad de humos.


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PROCESO DE SOLDADURA GMAW

Soldadura por Arco con Alambre y Proteccin Gaseosa


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Mientras que el uso de gas de proteccin en lugar defundente trae algunos beneficios, puede ser tambinpensado como una limitacin, debido a que sta es laprincipal forma en que el metal fundido es protegido y

limpiado durante la soldadura. Si el metal base estexcesivamente contaminado, el gas de proteccin slopuede no ser suficiente para prevenir la aparicin deporosidad. GMAW es tambin muy sensible a rfagas ovientos, que tienden a desviar el gas de proteccin

fuera y dejar al metal sin proteccin. Por esta razn, soldadura por arco con alambre y

proteccin gaseosa no es recomendable para soldadurade campo.


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Es importante notar que el simple incremento de lavelocidad del flujo de gas de proteccin ms all delos lmites recomendados no necesariamentegarantiza que se proveer una proteccin

adecuada.

En efecto, las altas velocidades de flujo causanturbulencia y pueden tender a incrementar la

posibilidad de porosidad porque estas velocidadesde flujo incrementadas pueden en realidad llevargases atmosfricos dentro de la zona de soldadura.


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Otra desventaja es que el equipo requerido es mscomplejo que los usados para soldadura por arcocon electrodo revestido.

Esto incrementa la posibilidad de problemasmecnicos que causen problemas de calidad.Cuestiones como guas de pistolas y conectores de

tubos desgastadas pueden alterar lascaractersticas elctricas al punto de producirsoldaduras defectuosas.

PROCESO DE SOLDADURA GMAWSoldadura por Arco con Alambre y

Proteccin Gaseosa


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Los principales problemas inherentes ya fuerondiscutidos. Estos son, porosidad debido a lacontaminacin o prdida de proteccin, fusin

incompleta debido al uso de transferencia en cortocircuito en secciones de gran espesor, einestabilidad del arco debido a guas y extremos deconectores desgastados.

A pesar de que tales problemas pueden ser muyperjudiciales para la calidad de la soldadura,pueden aliviarse si se toman ciertas precauciones.


Proteccin Gaseosa


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Para reducir la posibilidad de porosidad, las partesdeben ser limpiadas previo a la soldadura, y la zonade soldadura debe protejerse de un viento excesivo

encerrndola o usando rompevientos.

Si la porosidad persiste, debe controlarse elsuministro de gas para asegurar que no hay unaexcesiva presencia de humedad.


Proteccin Gaseosa


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El verdadero problema de GMAW es la fusinincompleta

, especialmente cuando se usa transferenciaen corto circuito.

Esto se debe en parte al hecho de que es un proceso de

arco abierto, dado que no utiliza fundente. Sin estacapa de proteccin del arco, el incremento de laintensidad del calor puede llevar al soldador a creerque hay una tremenda cantidad de calor en el metal

base. Esta sensacin puede ser errnea, y el soldadordebe estar al tanto de esta condicin y asegurar que elarco est siendo dirigido para garantizar la fusin delmetal base.

PROCESO DE SOLDADURA GMAWSoldadura por Arco con Alambre y Proteccin Gaseosa


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Finalmente, el equipo debe estar bien mantenidopara aliviar los problemas asociados con laalimentacin del alambre.

Cada vez que se reemplaza un rollo de alambre lagua debe ser limpiada sopletendola con airecomprimido para quitar las partculas que puedencausar obstrucciones. Si persiste el problema, la

gua debe reemplazarse.


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El tubo de contacto adems, debe reemplazarseperidicamente. Cuando se desgasta, cambia elpunto de contacto elctrico de manera que seincrementa la extensin el electrodo sin que losepa el soldador. La extensin del electrodo setoma tambin desde el tubo de contacto hasta elextremo del electrodo, como se ilustra en la Figura7.


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Influencia de la corriente de soldadura


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Influencia del voltaje


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Influencia de la velocidad de avance

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