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Soldabilidad de los aceros al carbono. Nombres: Ricardo Plaza Silva. Felipe Briones Bustamante. Sebastián Aguilar Maturana. Sección : 955 Carrera: Mantenimiento Industrial . Docente: Carlos Leiva. Introducción :  

soldabilidad es la aptitud que tiene un metal o aleación para formar uniones soldadas. los aceros al carbono se sueldan fácilmente cuanto mayor porcentaje de carbono haya ; la formación de martensita es un riesgo en los aceros con alto contenido en carbono. La martensita no sólo es dura y frágil, sino que su formación procede con un incremento de volumen que impone esfuerzos adicionales en la estructura.

 Desde el punto de vista de la soldabilidad los aceros al carbono y de baja aleación pueden dividirse en los siguientes grandes grupos: Aceros al carbono Aceros de baja aleación y alta resistencia mecánica (HSLA) Aceros templados y revenidos (bonificados) Aceros de baja aleación.  Para establecer satisfactoriamente la soldabilidad de estos aceros es importante tener en cuenta: Composición química del acero Propiedades mecánicas Condición de tratamiento térmico. Simbología Mas usada en planos de soldadura :

Símbolo : A

Significado: Acero al carbono.

Soldadura por arco eléctrico La soldadura por arco eléctrico se basa en someter a dos conductores que están en contacto a una diferencia de potencial, por lo que termina estableciéndose una corriente eléctrica entre ambos. Si posteriormente se separan ambas piezas, se provoca una chispa que va a ionizar el aire

circundante, permitiendo el paso de corriente a través del aire, aunque las piezas no estén en contacto. Los motivos principales de utilizar el establecimiento de un arco eléctrico son: - genera una concentración de calor en una zona muy delimitada; - se alcanzan temperaturas muy elevadas (> 5.000 ºC); - se puede establecer en atmósferas artificiales; - permite la posibilidad de establecerse en forma visible (arco descubierto) o invisible (arco sumergido o encubierto); - permite la posibilidad de establecerse de diversas formas, estableciendo diferentes métodos de soldeo según el caso (entre la pieza y un electrodo fusible, entre la pieza y un electrodo no fusible, entre dos electrodos fusibles o no fusibles, entre las propias piezas a unir). Existen una gran variedad de procedimientos de soldadura, donde la base de la fuente de calor es el arco eléctrico. Todos estos procedimientos se pueden agrupar en dos grandes grupos, por arco descubierto y por arco encubierto. A continuación se enumeran los distintos procedimientos agrupados en cada grupo: - Arco descubierto: • Soldadura por arco manual con electrodos revestidos; • Soldadura bajo gas protector con electrodo no fusible (TIG, TIG Orbital, Plasma); • Soldadura bajo gas protector con electrodo fusible (MIG, MAG, Oscilador, Electro gas); - Arco encubierto: • Soldadura por arco sumergido; • Soldadura por electro escoria (este procedimiento, aunque en realidad es un procedimiento de soldadura por resistencia, el comienzo del proceso se realiza mediante un arco eléctrico).

Prácticamente, para el caso de la soldadura por arco eléctrico, su aplicación acapara todo el sector industrial, debido a las opciones que presentan tanto su automatización como su gran productividad.

PRODUCTOS DE APORTE Electrodos Existen electrodos para soldar aceros al carbono, de baja aleación, de alto contenido en carbono, aleados, inoxidables, aleaciones de níquel y aleaciones especiales para aplicaciones de recargues. Los electrodos se suministran en forma de alambre sólido o tubular con flux o metal en polvo en su interior, y en forma de fleje o banda, especiales para depósitos por recargue. Estos últimos pueden depositarse mediante el proceso de soldadura de Arco Sumergido que nos ocupa, o bien mediante el proceso de soldadura por Electro-Escoria, no considerado un proceso de soldadura al arco sino de estado sólido. Los electrodos de acero se recubren de cobre, excepto para soldaduras de materiales resistentes a la corrosión. Sistema de arco sumergido Ventajas a.- Fácil Automatización: El proceso tiende por sí solo a la aplicación automática. b.- Alta tasa de depósito: Más económico para recubrir o recuperar piezas desgastadas de grandes dimensiones. c.- Habilidad del operador: Se requiere poca destreza y la capacitación es mínima. d.- Depósito de soldadura: Produce depósitos suaves, limpios y de excelente calidad. e.- Ambiente taller: No produce destellos ya que el fundente rodea al arco. Desventajas a.- Disponibilidad de Aleaciones: Se limita a ciertas aleaciones utilizadas comúnmente para recuperar o recubrir piezas. b.- Posición de Soldadura: Se limita a la posición plana debido a la protección del fundente, y por lo general son piezas cilíndricas, típicamente ruedas y ejes. c.- Espesor del Material: Se limita a piezas mayores que se prestan para aplicaciones automáticas. d.- Dilución extremadamente alta: Se requieren múltiples capas para lograr propiedades de desgaste máximas. e.- Entrada alta de calor: Puede distorsionar las piezas. f.- Versatilidad: Limitada aplicaciones de taller debido al equipo automático que se requiere. g.- Se requiere fundente: Esto implica gastos adicionales y equipo de soldadura especial. Normas para aceros estructurales: NCh: Reguladas por el instituto nacional de normalización. ASTM: Normalizadas por American Society for Testing And Materials.

NCh 203 Barras de acero al carbono. AISI/SAE 1020 : Características: Acero de bajo contenido de carbono, mecanizable y soldable. Puede ser cementado (temple en agua). Suministro: Laminado caliente, forjado, trefilado. Dimensiones: Rango Diámetros: 8 - 250 mm (5/16” – 10”)usos y Aplicaciones: Utilizado en la fabricación de componentes de baja resistencia para maquinarias, elementos de transmisión, otros. De uso general en componentes mecánicos sometidos a bajos esfuerzos. Ejemplo: Aplicabilidad en ejes, bases de matrices, soportes, pernos , bujes. Acero al carbono En general los aceros al carbono ordinarios contienen: C < 1%, Mn < 0,9%, Si < 0,5%, P < 0,1%, S < 0,1% AISI/SAE 1045: Características : Acero de mediano contenido de carbono de mediana resistencia mecánica. Posee buena maquinabilidad pero de baja templabilidad y soldabilidad. En piezas de pequeñas dimensiones puede ser endurecido por temple y revenido. Estado de suministro: Laminado, forjados o trefilado. Normalizado: (tamaño de grano fino), para fabricación ejes de FFCC (ASTM A 21,Gr. F) y otros componente de alta resistencia. Dimensiones: Diámetros: 16 - 700 mm (5/8” – 28”).Usos y Aplicaciones: Es utilizado en todo tipo de elementos que requieran dureza y tenacidad. ELECTRODOS PARA SOLDAR ACERO AL CARBON (AWS A 5.1) XL610

E 6010

Para soldar aceros de bajo carbono, lámina ordinaria y galvanizada.

ZIP 10T

E 6010

Especialmente diseñado para soldadura de oleoductos y gasoductos, construcciones navales, estructuras de acero y recipientes de presión.

TIPO NORMA AWS

USOS Y CARACTERISTICAS

RESISTECIA CORRIENTES OPTIMAS DE TENSIL APLICACION LIMITE (AMPERES)-CORRIENTE ELASTICO C ELONGACIÓN 3/32 1/8 5/32 3/16 1/4

6010 (E-6010) A5.1

6011 (E-6011) A5.1

ELECTRODO DE ALTA PENETRACION PARA SOLDAR EN TODA POSICION. RECIPIENTES SOMETIDOS A ALTA PRESION Y UNIONES DE TUBERIAS. TIENE CALIDAD RADIODRÁFICA ELECTRODO DE ALTA PENETRACION PARA SOLDAR EN TODA POSICION CON CA Y CD, BARCOS, ESTRUCTURAS, REPARACIONES Y UNIONES DE TUBERIAS.

6013 (E-6013) A5.1 *

ELECTRODO DE FÁCIL APLICACIÓN PARA TRABAJOS GENERALES EN LA INDUSTRIA METAL MECÁNICA LIGERA, ARCO CORTO Y BAJO CHISPORRETEO.

SUPERMATIC (E-6013) A5.1

ELECTRODO DE ALTO RENDIMIENTO CON POLVO DE HIERRO PARA TRABAJOS GENERALES PARA LA INDUSTRIA METAL MECÁNICA LIGERA. SOPORTA ALTOS AMPERAJES.

7010 (E-7010-A1) A5.5

ELECTRODO PARA SOLDAR TUBERIAS Y ACEROS AL CARBONO Y CARBONO MOLIBDENO

RT=71.000LB/Pu2 LE=60.450LB/Pu2

220

CD (+)

60

110

150

195

60

105

155

190

CD (+) CA

70

120

160

210

CD (+) CA

80

130

170

220

CD (+) CA

60

110

150

195

CD (+)

80

130

165

195

240

CD (+) CA

160

210

270

300

CD (+) CA

E=25%

RT=71.000LB/Pu2 LE=60.450LB/Pu2 E=25%

RT=71.100LB/Pu2 LE=65.410LB/Pu2 E=25%

RT=71.100LB/Pu2 LE=65.410LB/Pu2 E=25% RT=79.600LB/Pu2 LE=64.000LB/Pu2 E=25%

ELECTRODO DE CONTACTO, DE FACIL REMOCIÓN DE ESCORIA, DEPÓSITOS TERSOS. SE RECOMIENDA COMO PASE FINAL POR SU EXCELENTE PRESENTACION

7013

7024 (E-7024) A5.1

ELECTRODO CON POLVO DE HIERRO PARA SOLDADURAS RÁPIDAS EN PLANO Y HORIZONTAL, EXELENTES CORDONES Y MÁXIMAS PROPIEDADES MECÁNICAS.

RT=75.000LB/Pu2 LE=64.000LB/Pu2 E=25%

RT=75.000LB/Pu2 LE=64.000LB/Pu2 E=25%

Posiciones de soldeo : F: plana; H: horizontal; H-Filete: filete horizontal; V-Descendente: vertical descendente; V: vertical; OH: techo ó sobrecabeza. Máquina para aplicar la soldadura: Máquina que se ocupa para soldar es La soldadora WS250

Tipos de Uniones más comunes:

OBJETIVO Esta práctica consiste en clasificar las imperfecciones observadas en las radiografías, evaluar el nivel de calidad alcanzado y elaborar un informe razonado de los aspectos más relevantes. inspección de la soldadura : PROCEDIMIENTO DE INSPECCIÓN La radiografía de las soldaduras estudia la forma de obtener e interpretar la imagen fotográfica producida al incidir rayos X sobre una placa sensible, después de haber atravesado una unión soldada. En esta práctica se utiliza un equipo de rayos X, radiaciones electromagnéticas al igual que la luz visible, pero de longitudes de onda diferentes (de mayor energía). Esta técnica permite obtener información de los defectos superficiales o internos presentes en las uniones soldadas; mediante una normativa y en función de la magnitud de cada tipo de imperfección se asigna un nivel de calidad a cada soldadura o producto soldado. Después de radiografiar obtenemos la Imagen Latente ! Revelado ! Fijado de la Imagen ! Lavado Final ! Secado ! Negatoscopio ! Interpretación (inspección). La película radiográfica a utilizar es de grano medio, contraste medio y alta velocidad, de densidad D = 1.5 (ASTM-Tipo III). Conclusión En este Informe Nosotros concluimos que los aceros al carbono se sueldan fácilmente cuanto mayor porcentaje de carbono haya. que este acero constituye el principal producto de los aceros que se producen, estimando que un 90% de la producción total producida mundialmente corresponde a aceros al carbono. Estos aceros son también conocidos como aceros de construcción, La composición química de los aceros al carbono es compleja, además del hierro y el carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y manganeso, y hay otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos totalmente –azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad. Bibliografía: http://www.indura.cl/_file/file_1774_manualmantenimientoindura.pdf http://www.monografias.com/trabajos7/elecrev/elecrev.shtml http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn45.html

http://www.utp.edu.co/~publio17/aceroalC.htm http://www.ramos.utfsm.cl/doc/999/sc/NCh203_Acero_Estructural_2006.pdf http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/soldadura-smaw-que-es-yprocedimiento http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_MIG/MAG http://www.solfumex.com/Spanish/Products/Electrodos_convencionales/Aceros_ca rbon.asp