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• Edison Contreras Ramos

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TECNOLOGÍA DE LA SOLDADURA

PROCESOS DE SOLDADURA

DOCENTE: Ing. Carlos Dávila INTEGRANTES: Ramos Rupay José Capa Ilizarbe Rudy Souza Ayala Ronaldo 1

Abril 2019

Soldadura Definición de la Sociedad Americana de Soldadura – American Welding Society: Soldadura es una coalescencia localizada de los metales. Esta coalescencia de los metales y no metales se produce por la aplicación de calor, con o sin fusión, con o sin la aplicación de presión y con o sin el uso de metal de aporte.

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Importancia de la Soldadura La soldadura es uno de los medios más importantes y versátiles de fabricación disponibles para la industria. La soldadura es usada para unir cientos de diferentes aleaciones comerciales en muchas diferentes formas. Son unidos ampliamente por soldadura aceros al carbono, aceros de baja aleación y aceros inoxidables, también muchas aleaciones no ferrosas tales como aluminio, cobre y níquel, y metales tales como titanio, molibdeno y zirconio.

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Soldabilidad Según AWS Soldabilidad, es la capacidad de un metal de ser soldado bajo las condiciones de fabricación impuestas, en una estructura específica, diseñada adecuadamente, y para desarrollar satisfactoriamente el servicio previsto. El ingeniero de soldadura se ocupa de cuatro campos básicos de ingeniería: 1. El diseño de machinas, estructuras y equipamientos. 2. Las propiedades de los materiales de ingeniería disponibles. 3. Los procesos, procedimientos y equipos de la industria de la soldadura, y 4. Inspección para mantener la calidad y solidez de las uniones soldadas

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Soldadura por fusión – Estado líquido

Soldadura por fusión – Estado líquido

Sold. por hidrógeno atómico ..................... AHW Sold. por arco con electrodo desnudo ...... BMAW Sold. por arco con electrodo de carbón ... CAW - gas ............................................ CAW-G - protegido .................................... CAW-S - doble ............................................ ACW-T Sold. por electrogas ............................... EGW Sold. por arco con electrodo tubular .. ... FCAW

Soldadura por co-extrucción ......... Soldadura en frío ......................... Soldadura por difusión ................. Soldadura por explosión .............. Soldadura por forja ....................... Soldadura por fricción .............. .... Soldad. por presión en caliente ….. Soldadura por laminador ............... Soldadura por ultrasonido ...............

CEW CW DFW EXW FOW FRW HPW ROW USW

Sold. blanda por inmersión ....... DS Sold. blanda en horno .............. FS Sold. blanda por inducción ....... IS Sold. blanda por rayos infrarrojo . IRS Sold. blanda de hierro ................. INS Sold. blanda por resistencia ........ RS Sold. blanda por soplete ............. TS Sold. blanda por ola .................... WS Soldadura por chisporroteo ........... Sold. de resist. de alta frecuencia . Soldadura por percusión .............. Soldadura por proyección .............. Sold. de costura por resist. ........... Sold. por puntos por resist. ........... Soldadura por recalcado ................

FW HFRW PEW PRW RSEW RSW UW

Soldadura por arco metal gas ...... GMAW - arco pulsado ................. GMAW-P - arco en corto circuito ..... GMAW-S Soldad. por arco Tungsteno gas .... GTAW - arco pulsado ................. GTAW-P Soldadura por plasma ..................... PAW Soldad. por arco con elect. Revest... SMAW Soldadura de espárrago ................. SW Soldad. por arco sumergido ............ SAW - series ............................ SAW-S

SOLDADURA POR ARCO (AW)

SOLDADURA EN ESTADO

SOLDADURA FUERTE

SÓLIDO

BRAZING

(B)

(SSW)

PROCESOS DE SOLDADURA

Sólido - líquido

OTROS PROCESOS DE SOLDADURA

SOLDADURA BLANDA

SOLDERING

(S) Sólido - líquido

SOLDADURA POR RESISTENCIA

( RW )

SOLDADURA POR OXIGAS

( OFW )

Soldad. fuerte por arco ............... AB Soldad. fuerte por bloques .......... BB Soldad. fuerte por difusión ........... DFB Soldad. fuerte por inmersión ........ DB Soldad. fuerte por flujo ................. FLB Soldad. fuerte en horno ............... FB Soldad. fuerte por inducción ........ IB Soldad. fuerte rayos infrarrojo....... IRB Soldad. fuerte por resistencia...... RB Soldad. fuerte por soplete............. TB Sold. fuerte /elect. doble carbón… TCAB Sold. por haz de electrones .. EBW - gran vacío .............. EBW-HV - vacío medio ............ EBW-MV - sin vacío .................. EBW-NV Sold. por electroescoria ...... ESW Sold. por flujo ..................... FLOW Sold. por inducción ............. IW Sold. por rayos láser ........... LBW Sold. por termita ................. TW

Soldadura aeroacetilénica ........... 5 Soldadura oxiacetilénica ............... Soldadura por oxihidrógeno ........ Soldadura por presión con gas ....

AAW OAW OHW PGW

SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO Arc Welding AW El arco eléctrico se inicia al acercar el electrodo a la pieza, después del contacto se separa rápidamente de la pieza a una distancia corta. El arco eléctrico produce temperaturas hasta 5500 °C o más que son suficientes para fundir cualquier metal. Se forma un pozo de metal fundido que consiste en metal base y el metal de aporte (cuando se usa), cerca de la punta del electrodo

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PROCESOS DE SOLDADURA – WELDING PROCESSES I.

Soldadura por Arco - Arc Welding AW

-

Unión por Fusión

-

Estado Líquido

1. Soldadura por hidrógeno atómico

Atomic hydrogen welding

AHW

2 Soldadura por arco con electrodo sin protección

Bare metal arc welding

BMAW

3. Soldadura por arco con electrodo de carbón

Carbon arc welding

CAW

- gas

- gas

CAW-G

- protegido

- shielded

CAW-S

- doble

- twin

CAW-T

4. Soldadura por electrogas

Electrogas welding

EGW

5. Soldadura por arco con electrodo tubular

Flux cored arc welding

FCAW

6. Soldadura por arco metal gas

Gas metal arc welding

GMAW

- arco pulsado

- pulsed arc

- arco con corto circuito

- short circuiting arc

7. Soldadura por arco tungsteno gas - arco pulsado

Gas tungsten arc welding - pulsed arc

GMAW-P

GMAW-S GTAW GTAW-P

8. Soldadura por plasma

Plasma arc welding

PAW

9. Soldadura por arco con electrodo revestido

Shielded metal arc welding

SMAW

10. Soldadura por arco de espárragos

Stud arc welding

SW

11. Soldadura por arco sumergido

Sumerged arc welding

SAW

- series

- series

SAW-S 1

SOLDADURA EN ESTADO SÓLIDO SSW Este tipo de soldadura se refiere a los procesos de unión en los cuales la fusión proviene de la aplicación de presión solamente, o una combinación de calor y presión. Si se usa calor, la temperatura del proceso está por debajo del punto de fusión de los metales que se van a soldar. No se utiliza un metal de aporte en los procesos de estado solido.

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II.

Soldadura en Estado Sólido - Solid State Welding SSW 1. Soldadura por coextrucción

Coextruction welding

CEW

2. Soldadura en frío

Cold welding

CW

3. Soldadura por difusión

Diffusion welding

DFW

4. Soldadura por explosión

Explosion welding

EXW

5. Soldadura por forja

Forge welding

FOW

6. Soldadura por fricción

Friction welding

FRW

7. Soldadura por presión en caliente

Hot pressure welding

HPW

8. Soldadura por laminador

Roll welding

ROW

9. Soldadura por ultrasonido

Ultrasonic welding

USW

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SOLDADURA FUERTE BRAZING B La soldadura fuerte consiste en un proceso de cruzar dos metales a través del penetramiento de estos y la posterior adición de un metal de aportación, el cual debe tener una temperatura de fusión superior a 450° C y menor al del metal base. Este material de aportación se colocará en el hueco que dejan las dos partes a unir y se distribuirá entre las superficies de unión por atracción capilar. Este tipo de unión es muy común en la industria y sirve para unir la mayoría de los metales y aleaciones que encontramos en el sector de la metalurgia.

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I.

III. Soldadura Fuerte - Brazing B - Soldadura en estado Sólido-Líquido 1. Soldadura fuerte por arco

Arc Brazing

AB

2. Soldadura fuerte por bloques

Block brazing

BB

3. Soldadura fuerte por difusión

Diffusion brazing

DFB

4. Soldadura fuerte por inmersión

Dip brazing

DB

5. Soldadura fuerte por flujo

Flow Brazing

FLB

6. Soldadura fuerte en horno

Furnace brazing

FB

7. Soldadura fuerte por inducción

Induction brazing

IB

8. Soldadura fuerte por rayos infrarrojo

Infrared welding

IRW

9. Soldadura fuerte por resistencia

Resistance brazing

RB

10. Soldadura fuerte por soplete

Torch Brazing

TB

Twin carbon arc brazing

12 TCAW

11. Soldadura fuerte con electrodo doble de carbón

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SOLDADURA BLANDA SOLDERING •

La soldadura blanda (“soldering”) es el proceso de unión de dos piezas mediante calor y un material de aportación que se funde a una temperatura por debajo de los 450 ºC y por debajo del punto de fusión de las piezas a ser soldadas.

•

El material de aportación utilizado en soldadura blanda varía en función del material de las piezas a unir. Las aleaciones que más se utilizan son de estaño-plomo, estaño-plata, estaño-zinc.

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IV

Soldadura Blanda - Soldering S - Soldadura en estado Sólido-Líquido

1. Soldadura blanda por inmersión

Dip soldering

DS

2. Soldadura blanda en horno

Furnace soldering

FS

3. Soldadura blanda por inducción

Induction soldering

IS

4. Soldadura blanda por rayos infrarrojo

Infrared soldering

IRS

5. Soldadura blanda de hierro

Iron soldering

INS

6. Soldadura blanda por resistencia

Resistance soldering

RS

7. Soldadura blanda por soplete

Torch soldering

TS

8. Soldadura blanda por onda

Wave soldering

WS 16

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SOLDADURA POR RESISTENCIA En el proceso de soldadura por resistencia, las piezas que se van a unir se juntan a presión y se calientan por medio de una corriente eléctrica hasta que se forman zonas puntuales de material fundido entre ellas. Para esta operación se requieren corrientes eléctricas elevadas y fuerzas de prensado grandes.

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V.

I.

II.

Soldadura por Resistencia - Resistance Welding RW

1. Soldadura por chisporroteo

Flash welding

FW

2. Soldadura por resistencia a alta frecuencia

High frecuency resistenace welding

HFRW

3. Soldadura por percusión

Percusion welding

PEW

4. Soldadura por proyección

Proyection welding

PRW

5. Soldadura de costura por resistencia

Resistance seam welding

RSEW

6. Soldadura por puntos y por resistencia

Resistance spot welding

RSW

7. Soldadura por recalcado ( apretado por martilleo)

Upset welding

UW

VI.

Soldadura por Oxigas - Oxyfuel Gas Welding

OFW

1. Soldadura aero acetilénica

Air acetylene welding

AAW

2. Soldadura oxiacetilénica

Oxyacetylene welding

OAW

3. Soldadura por oxihidrógeno

Oxyhidrogen Welding

OHW 20

4. Soldadura por presión con gas

Pressure gas welding

PGW

I.

VII.

Otros Procesos de Soldadura - Other Welding Processes

1. Soldadura por haz de electrones

Electron beam Welding

EBW

- gran vacío

- high vacuum

EBW-HV

- vacío medio

- medium vacuum

EBW-MV

- sin vacío

-

EBW-NV

non vacuum

2. Soldadura por Electroescoria

Electroslag Welding

ESW

3. Soldadura por flujo

Flow Welding

FLOW

4. Soldadura por inducción

Induction Welding

IW

5. Soldadura por rayos láser

Laser beam welding

LBW

6. Soldadura por termita

Thermit welding

TW 21

Flux Cored Arc Welding - FCAW Soldadura por Arco con alambre Tubular Bobina del alambre electrodo Gas protector opcional

Fuente de poder Suministro de 100V

Equipment for Flux Cored Arc Welding 22

Flux Cored Arc Welding - FCAW

Process

diagram

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Alambre tubular = Fleje+ relleno

El fleje, es un acero de bajo carbono diseñado específicamente para fabricar consumibles de soldadura. El relleno, esta compuesto por sustancias desoxidantes, fundentes, elementos, aleantes, fluoruros de calcio.

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Shielded Metal Arc Welding – SMAW

Liquid State

Proceso de Soldadura con Electrodo Revestido

Circuit diagram (SMAW) – Equipment for SMAW

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Shielded Metal Arc Welding – SMAW

Diagrama de Proceso SMAW

Liquid State

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SOLDADURA POR ARCO CON PROTECCIÓN GASEOSA - GMAW Este proceso de soldadura se establece un arco eléctrico entre un alambre que es alimentado de manera continua y la pieza a soldar. La protección del arco, se efectúa a través de un gas que puede ser inerte (Argón o Helio) y se llama proceso MIG; o activo (CO2 o Mezcla Ar-CO2) que se llama proceso MAG. La AWS identifica a este proceso como GMAW: Gas Metal Arc Welding.

SOLDADURA POR ARCO CON PROTECCIÓN GASEOSA - GMAW

GMAW (MIG-MAG)

Ventajas:      

Velocidades de soldadura mayores a SMAW y GTAW. Mayor tasa de deposición horaria Se requiere mínima limpieza luego de soldar Puede utilizarse para soldar cualquier metal ferroso y no ferroso. En transferencia corto-circuito se puede soldar en toda posición. Se pueden realizar soldaduras de grandes longitudes sin que tengan empalmes entre los cordones, evitando imperfecciones.

Limitaciones:   

El equipo para GMAW es más complejo, más costoso y menos portable que SMAW. El arco debe ser protegido de las corrientes de aire, por lo que su aplicación al aire libre es limitada. Es difícil de utilizar en juntas de difícil llegada.

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SOLDADURA POR ARCO CON ELECTRODO DE TUNGSTENO Y PROTECCION GASEOSA.GTAW (TIG): 



GTAW El proceso de soldadura TIG (tungsten inert gas), identificado por la AWS como Gas Tungsten Arc Welding-GTAW, es un proceso de soldadura por arco eléctrico, que se establece entre un electrodo de tungsteno y la pieza a soldar, bajo la protección de un gas inerte que evita el contacto del aire con el baño de fusión y con el electrodo, que se encuentran a alta temperatura. El electrodo de tungsteno está sujeto a una torcha que le transmite la corriente eléctrica e inyecta el gas de protección; puede estar refrigerada y es alimentada por una fuente de poder que puede ser de corriente continua o alterna. El metal de aporte, cuando es necesario, se agrega directamente a la pileta líquida.

PROCESO DE SOLDADURA TIG (GTAW)

GTAW (TIG)

 





  



 

Ventajas: Permite soldar en toda posición y todos los metales, a saber aceros aleados, aluminio, magnesio, cobre, níquel y otros metales especiales, tales como el titanio y el circonio; es imprescindible para espesores finos. Debido a que el electrodo de tungsteno y el material de aporte son independientes, permite añadir sólo la cantidad adecuada, evitando generar soldaduras con sobreespesores innecesarios, con muy buen aspecto. Genera un decapado de la capa de óxido que recubre los metales, refractaria en el caso del aluminio, mientras que el gas inerte evita la regeneración de la misma, lo que produce una soldadura limpia, sin escoria. No transfiere material a través del arco, por lo que no se producen salpicaduras. Permite al soldador ver bien la pileta líquida, con lo que podrá manejarla. Mantiene el arco aún con muy bajas corrientes, se puede soldar una amplia gama de espesores y hasta 4 mm de espesor sin preparación de bordes. Permite controlar la penetración, por lo que se usa para la pasada de raíz de finos y grandes espesores, luego se puede completar la junta con cualquier otro proceso. Aporta energía concentrada, con mínimas deformaciones y la zona afectadas al calor. Permite obtener soldaduras con la misma composición química y propiedades mecánicas que el metal base, cuando no hay material de aporte.

 

Limitaciones: Velocidades de deposición son menores que aquéllas obtenidas con otros procesos de soldadura por arco eléctrico con consumible.



Se requiere mayor habilidad del soldador que con electrodo revestido y MIG-MAG.



Presenta baja tolerancia a los contaminantes de los consumibles o el metal base.

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO – SAW: 

De los métodos de soldadura que emplean electrodo continuo, el proceso de arco sumergido, desarrollado simultáneamente en EEUU y Rusia a mediados de la década del 30, es uno de los más difundidos universalmente. Es un proceso automático, en el cual un alambre desnudo es alimentado hacia la pieza. Este proceso se caracteriza porque el arco se mantiene sumergido en una masa de fundente, provisto desde una tolva, que se desplaza delante del electrodo. De esta manera el arco resulta invisible, lo que constituye una ventaja pues evita el empleo de elementos de protección contra la radiación infrarrojo y ultravioleta, que son imprescindibles en otros casos. Las corrientes en este proceso varían, van desde los 200 hasta los 2000 Amps. Y los espesores que es posible soldar varían entre los 5 mm y hasta más de 40 mm. Usualmente se utiliza corriente continua con electrodo positivo, cuando se trata de intensidades inferiores a los 1000 amperes, reservándose el uso de corriente alterna para intensidades mayores, a fin de evitar el fenómeno conocido como soplo magnético. El proceso se caracteriza por sus elevados regímenes de deposición y es normalmente empleado cuando se trata de soldar grandes espesores de acero al carbono o de baja aleación.

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO – SAW:

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO – SAW:

      

Principales Ventajas: Este proceso permite obtener depósitos de propiedades comparables o superiores del metal base Rendimiento 100% Soldaduras 100% radiográficas Soldaduras homogéneas Soldaduras de buen aspecto y penetración uniforme No se requieren protecciones especiales

Aplicaciones: El sistema de soldadura automática por Arco Sumergido, permite la máxima velocidad de deposición de metal, entre los sistemas utilizados en la industria, para producción de piezas de mediano y alto espesor (desde 5 mm. aprox.) que puedan ser posicionadas para soldar en posición plana u horizontal: vigas y perfiles estructurales , estanques, cilindros de gas, bases de máquinas, fabricación de barcos, etc. También puede ser aplicado con grandes ventajas en relleno de ejes, ruedas de FF.CC. y polines.