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UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS ELECTRONICA E INDUSTRIAL CARRERA DE INGENIERIA INDUSTRIAL QUINTO TALLER INDUSTRIAL ALUMNO: CAICEDO RIVERA LENIN GUILLERMO PROFESOR: ING. VICTOR ESPÍN

AMABATO – ECUADOR

TEMA: Procesos de conformado por soldadura OBJETIVOS: General: Investigar los procesos de conformado por soldadura, a través de libros y redacciones que nos facilita la web para conocer aspectos relevantes sobre este. Específicos:       

Conocer los diferentes tipos de juntas para la soldadura. Aprender la preparación a realizarse para cada tipo de junta Identificar la simbolización y representación de los tipos de juntas para soldadura Conocer el significado y tipo de procesos de soldadura Investigar el efecto que tiene la polaridad en equipos de soldadura de corriente continua. Redactar las posiciones de soldadura Detallar los tipos de revestimiento que tiene un electrodo

MARCO TEÓRICO TIPOS DE JUNTAS DE SOLDADURA NOMBRE FILETE

TIPOS DE JUNTAS DE SOLDADURA PREPARACIÓN ESQUEMA T =D x cos 45° T =D x 0.70711 Dónde: T = dimensión en la garganta D= dimensión nominal de la pata La dimensión de la pata para soldaduras de filete D, debe llevarse hasta 1116 plg. o 1 mm.

A TOPE

Bordes cuadrados: bordes < 4 o 5 mm

(CON RANURA) Bordes en V: espesores entre 5 – 15 mm

Bordes en X o V en los dos lados: espesores entre 15 – 25 mm

Bordes en U: Superiores a 20 mm cuando se desee soldar a un solo lado

TRASLAPADA

La unión traslapada algunas veces es usada en lugar de la unión a tope. En lugar de poner los extremos juntos, se sobreponen.

ESCUADRA

La unión entre miembros que forman un ángulo recto

BRIDA

Cuando sus dos puntas terminan en paralelo

CONTACTO EN LÍNEA

SIMBOLOGIA Y REPRESENTACIÓN Localización estándar de los elementos de un símbolo de soldadura

SIMBOLOGÍA

PROCESOS DE SOLDADURA

SIGNIFICADO Y TIPOS DE PROCESO DE SOLDADURA SOLDADURA NOMBRE SMAW

RW

SIGNIFICADO

PROCESO DE SOLDADURA

Soldadura por arco metálico protegido

El arco eléctrico se mantiene entre el final del electrodo revestido y la pieza a soldar. Cuando el metal se funde, las gotas del electrodo se transfieren a través del arco al baño del metal fundido, protegiéndose de la atmósfera por los gases producidos en la descomposición del revestimiento.

Soldadura por resistencia

El arco eléctrico se mantiene entre el final del electrodo revestido y la pieza a soldar. Cuando el metal se funde, las gotas del electrodo se transfieren a través del arco al baño del metal fundido, protegiéndose de

OAW

Soldadura Oxiacetilénica

GMAW

Soldadura con arco de metal y gas

FCAW

Soldadura con arco de núcleo fundente

(MMA-SMAW)

La soldadura por electrodo revestido

TIG (arco continuo)

Tungsteno Inert Gas

FSW

Soldadura de aluminio por fricción

SAW

Soldadura por Arco Sumergido

la atmósfera por los gases producidos en la descomposición del revestimiento. Soldeo por fusión que utiliza el calor producido por una llama, obtenida por la combustión del gas acetileno con el oxígeno, para fundir bien sea el metal base y el de aportación si se emplea. Para conseguir la combustión es necesario el empleo de dos gases. Uno de ellos es el acetileno. El otro es un gas comburente, que es un gas que aviva o acelera la combustión. El electrodo es un alambre metálico desnudo consumible y la protección se proporciona inundando el arco eléctrico con un gas. El alambre desnudo se alimenta en forma continua y automática desde un rollo a través de la pistola de soldadura. El electrodo es un tubo consumible continuo que contiene fundente y otros ingredientes en su núcleo. Tales ingredientes incluyen elementos desoxidantes y aleantes. El "alambre" tubular con núcleo de fundente es flexible, y por ende puede suministrarse en forma de rollos para que sea alimentado de forma continua a través de la pistola para soldadura con arco. Es la tecnología de soldadura más difundida en el mundo, principalmente por el empleo de equipos sencillos y por la flexibilidad de utilización. Asimismo, tratándose de equipos fáciles de transportar son muy indicados para ser utilizados al aire libre y en las obras. se basa en la presencia de un arco eléctrico que se forma entre un electrodo infusible (de tungsteno puro o en aleación, con una temperatura de fusión de aproximadamente 3370°C) y la pieza; una atmósfera de gas inerte (argón) asegura la protección del baño está basado en obtener temperaturas altas para forjar dos componentes de aluminio, utilizando una herramienta giratoria que se desplaza a lo largo de una unión a tope. el arco se establece entre la pieza a soldar y el electrodo, estando ambos cubiertos

por una capa de flux granular (de ahí su denominación “arco sumergido”). Por esta razón el arco está oculto.

SOLDADURA AL ARCO ELÉCTRICO SMAW Este tipo de soldadura es uno de los procesos de unión de metales más antiguos que existe, su inicio data de los años 90 de siglo XVIII. En la que se utilizaba un electrodo de carbón para producir el arco eléctrico, pero no es sino hasta 1907, cuando el fundador de ESAB1. Oscar Kjellber2 desarrolla el método de soldadura con electrodo recubierto, también conocido como método SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Fue el primer método aplicado con grandes resultados, no solo de orden técnico, sino también de orden económico, ya que este proceso permitió el desarrollo de procesos de fabricación mucho más eficaces, y que hasta hoy en día solamente han sido superados por modernas aplicaciones, pero que siguen basándose en el concepto básico de la soldadura al arco con electrodo auto protegido.

EL PROCESO Consiste en la utilización de un electro con un determinado recubrimiento, según sea las características específicas, y que describiremos brevemente enseguida. A través del mismo se hace circular un determinado tipo de corriente eléctrica, ya sea esta de tipo alterna o directa. Se establece un corto circuito entre el electrodo y el material base que se desea soldar o unir, este arco eléctrico puede alcanzar temperaturas del orden de los 5500 ºC, depositándose el núcleo del electrodo fundido al material que se está soldando, de paso se genera mediante la combustión del

recubrimiento, una atmosfera que permite la protección del proceso, esta protección se circunscribe a evitar la penetración de humedad y posibles elementos contaminantes. También se produce una escoria que recubre el cordón de soldadura generado. EQUIPO BÁSICO DE SOLDADURA

POSICIÓNES DE SOLDADURA

DÍGITO 1

POSICIÓN DE SOLDADURA POSICIÓN Posición plana o de nivel

2

Posición horizontal

3

Posición vertical

4

Posición sobre cabeza

DESCRIPCIÓN Es aquella en que la pieza recibe la soldadura colocada en posición plana a nivel. El material adicional viene del electrodo que está con la punta para abajo, depositando el material en ese sentido. Es aquella en que las aristas o cara de la pieza a soldar están colocadas en posición horizontal sobre un plano vertical. El eje de la soldadura se extiende horizontalmente. Es aquella en que la arista o eje de la zona a soldar recibe la soldadura en posición vertical, el electrodo se coloca aproximadamente horizontal y perpendicular al eje de la soldadura La pieza colocada a una altura superior a la de la cabeza del soldador, recibe la soldadura por su parte inferior. El electrodo se ubica con el extremo apuntando hacia arriba verticalmente. Esta posición es inversa a la posición plana o de nivel.

TIPOS DE REVESTIMIENTO Prácticamente en todos los electrodos revestidos se utiliza un acero de la misma composición para la fabricación del alma, por lo cual, lo que caracteriza las distintas clases de electrodo son los revestimientos. Dependiendo de los compuestos que forman parte de los revestimientos y la proporción en que están presentes, los electrodos se comportan de distinta forma. Por tanto, habrá que tener en cuenta su aplicación en función de las características dela unión, espesores, tipo de preparación, posición de la soldadura, composición del metal, etc.

Revestimiento de los electrodos El revestimiento se clasifica según UNE-EN 287-1:-

Ácido (A) Composición del revestimiento: óxidos de hierro y manganeso. Características de la escoria: bastante fluida, de aspecto poroso y abundante. Ventajas: la velocidad de fusión es bastante elevada, así como la penetración. Se puede utilizar con intensidades elevadas. Limitaciones: solo se puede utilizar con metales base con buena soldabilidad, contenidos muy bajos de azufre, fósforo y carbono, de lo contrario puede presentarse fisuración en caliente ya que los componentes del revestimiento no son capaces de extraer el azufre y el fósforo como pueden hacerlo los revestimientos básicos.- Posición: especialmente indicados para la posición plana, pero pueden utilizarse en otras posiciones.- Tipo de corriente: corriente continua y corriente alterna. Básico (B) Composición del revestimiento: carbono cálcico y otros carbonatos también básicos. Características de la escoria: es densa, no muy abundante, de color pardo oscuro y brillante, se separa fácilmente y asciende con facilidad por lo que se reduce el riesgo de inclusiones de escoria.- Ventajas: metal de soldadura muy resistente a la fisuración en caliente. Son de bajo contenido en hidrogeno lo que reduce la fisuración en frío.- Limitaciones: su manejo es algo dificultoso, debiéndose emplear un arco muy corto y con intensidades poco altas. Son muy higroscópicos, por lo que es necesario mantenerlos en paquetes herméticamente cerrados y conservados en recintos adecuados para mantenerlos perfectamente secos. A veces se deben secar en estufas adecuadas justamente antes de su empleo.- Aplicaciones: soldaduras de responsabilidad. Su gran tenacidad los hace recomendables para soldar grandes espesores y estructuras muy rígidas. Aceros débilmente aleados e incluso aceros que presentan baja soldabilidad.- Posición: todas las posiciones.- Tipo de corriente: corriente continua y polaridad

inversa, aunque haya algún tipo de electrodo preparado para ser empleado también con corriente alterna. Celulósico (C) Composición del revestimiento: sustancias orgánicas que generan gran cantidad de gases por el calor.- Características de la escoria: la escoria que producen es escasa y se separa con gran facilidad.Ventajas: los gases forman una gran envoltura gaseosa entorno al arco e imprimen alas gotas metálicas gran velocidad, por lo cual se consigue gran penetración. Gran velocidad de fusión.Limitaciones: muchas proyecciones. Superficie de la soldadura muy irregular.- Posición: todas.Aplicaciones: se emplean principalmente para el soldeo de tuberías en vertical descendente, por la buena penetración que consiguen y por la rapidez del trabajo, debida a su alta velocidad de fusión.- Tipo de corriente: corriente continua y polaridad directa. Para utilizarlos con corriente alterna se necesita emplear una máquina con tensión de vacío muy elevada. Rutilo (R) Composición del revestimiento: rutilo (óxidos de titanio).Características de la escoria: es muy densa y viscosa.- Ventajas: fácil cebado y manejo del arco. Fusión del electrodo suave. Cordón de soldadura muy regular y de buen aspecto.Posición: todas. Especialmente adecuado para soldar en posición vertical y bajo techogracias a las características de su escoria.- Aplicaciones: es el electrodo más comúnmente utilizado.Tipo de corriente: corriente alterna y corriente continua. Rutilo-ácido (RA) Composición del revestimiento: óxido de hierro o de manganeso y rutilo (óxido de titanio).Sus propiedades son similares a los electrodos de tipo ácido, aunque son más manejables, porque mantienen mejor el arco debido a la presencia del óxido de titanio. Rutilo grueso (RR) Iguales que los de rutilo pero con revestimiento más grueso. Otros (S) Este grupo engloba todos aquellos electrodos que no tienen unas características que permitan encajarlos en alguno de los grupos anteriores.

POLARIDAD DE LA MÁQUINA PARA SOLDAR CON DC Equipo de Corriente Directa para soldadura La corriente en salida del generador presenta una forma de onda continua, que se obtiene mediante un dispositivo, el rectificador, colocado antes del transformador, que permite la conversión de la corriente de alterna a continua. En el caso que el circuito de soldadura esté formado por un generador de corriente continua (CD) puede introducirse una ulterior clasificación en función de la modalidad de conexión de los polos de la fuente de soldadura al material a soldar:

a) Conexión en polaridad directa: La conexión en polaridad directa se produce conectando el cable de pinza (con pinza porta electrodo) al polo negativo (-) de la fuente de soldadura y el cable de masa (con pinza de masa) al polo positivo (+) de la fuente. El arco eléctrico concentra el calor producido en la pieza favoreciendo la fusión. De esta manera el alma del electrodo fundiendo se deposita y penetra en la junta a soldar.

b) Conexión en polaridad inversa. La conexión en polaridad inversa se produce conectando el cable de pinza (con pinza porta electrodo) al polo positivo (+) de la fuente de soldadura y el cable de masa (con pinza de masa) al polo negativo (-) de la fuente. El calor del arco eléctrico se concentra sobretodo en el extremo del electrodo. Cada tipo de electrodo necesita un tipo específico de curso de corriente (CA o CD) y en el caso de corriente continua una polaridad específica: por lo tanto, la elección del electrodo está condicionada por la tipología del generador utilizado. Una utilización equivocada comporta problemas en la estabilidad del arco y, en consecuencia, en la calidad de la soldadura. ANALISIS SIMBOLOGIA DE SOLDADURA AWS Mediante la AWS se han establecido parametros que permiten reconocer graficamente el tipo de soldadura del que se esta tratando.

PROCESOS DE SOLDADURA Una tabla de procesos de soldadura nos permite conocer la relación de factibilidad en los distintos niveles entre el proceso propio de soldadura y el tipo de acero que se este puede trabajar.

TIPOS DE REVESTIMIENTO DE ELECTRODOS

POLARIDAD PARA SOLDAR CON DC

POSICIONES DE SOLDADURA

CONCLUSIONES En el proceso de laminado podemos encontrar perfiles de construcción como perfiles en I, en L y canales en U; rieles para vías de ferrocarril y barras redondas y cuadradas, así como varillas. En el proceso de extrusión podemos encontrar los tubos plegables, el extintor de incendios, cilindros del amortiguador, pistones automotores, entre otros. En el proceso de embutición encontramos productos como guardafangos de automóviles, piezas de aeroplanos, cubiertas de enceradoras, ruedas de carretillas, etc. Para realizar una soldadura debemos preparar una junta que nos ayude a unir de mejor manera los N objetos deseados, existen juntas de filete, traslapado, a tope entre otros. La simbología de los diferentes tipos de soldadura es indispensable conocerla para poder leer los planos que utilizaremos para la construcción de alguna pieza metálica. La suelda que más utilizaremos es la SMAW que significa soldadura por arco metálico protegido, costa de una varilla revestida que produce arco eléctrico al hacer un cortocircuito. Para soldar con CC se utiliza rectificadores, se debe conectar correctamente la polaridad del cable de masa de lo contrario puede provocar el soplo magnético dificultando el control del arco. Los electrodos constan de recubrimiento de tipo orgánico, rutilo y de bajo hidrógeno. Las posiciones de soldadura son de posición plana o de nivel, posición horizontal, posición vertical y posición sobre la cabeza. Cuando se conecta el electrodo al polo negativo y la pieza al polo positivo, dicha pieza se calentara más que el electrodo, pero cuando se conecta el electrodo al polo positivo y la pieza al electrodo negativo, el electrodo se calentara más que electrodo. BIBLIOGRAFÍA        

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