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ESPEL – SOLDADURA I

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE 2 UNIDAD INFORME DE PRACTICA 3 PROCESOS DE SOLDADURA SMAW E6013 Y E7018. REALIZACIÓN DE CORDONES DE SOLDADURA 3G. Aceldo Herrera Edison Paúl Ingeniería Mecatrónica ESPE Extensión Latacunga, Quijano y Ordóñez y Hermanas Páez E-mail: [email protected]

RESUMEN: La soldadura SMAW es un método especial de soldadura por arco eléctrico que aporta gran variedad al proceso de unión de metales. Para llevar a cabo el proceso de soldadura es importante conocer algunos parámetros técnicos necesarios, ventajas, desventajas, e incluso defectos del proceso los mismos que se detallarán en las probetas presentadas en el siguiente informe. En esta práctica se pretende realizar juntas en 3G con electrodo E6013 y E7018, cumpliendo las indicaciones dadas en la guía de laboratorio.

ABSTRACT: SMAW welding is a special method of electric arc welding that brings great variety to the metal joining process. To carry out the welding process it is important to know some necessary technical parameters, advantages, disadvantages, and even defects of the process, which will be detailed in the specimens presented in the following report. In this practice, it is intended to perform joints in 3G with electrode E6013 and E7018, complying with the indications given in the laboratory guide.

PALABRAS CLAVE: Soldadura, E6013, E7018, 3G, SMAW fundido, la protección del cordón de soldadura para evitar la oxidación, el control de la velocidad de enfriamiento del metal soldado y la adición de elementos aleantes. Para el proceso el operario dirige la pinza portaelectrodo a lo largo del cordón de soldadura, conservando la posición, longitud del arco y velocidad de avance adecuado.

I. INTRODUCCIÓN. En la soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW), la coalescencia en este proceso de soldadura es obtenida por la elevación de temperatura producido por un arco eléctrico generado entre un electrodo metálico recubierto (material de aporte) y la pieza en la que se va a trabajar (metal base). La protección se logra gracias a la descomposición del revestimiento; es importante saber que en este proceso de soldadura no se realiza presión sobre el material base y el metal de aporte es brindado por el electrodo. El revestimiento está constituido por elementos químicos que ayudan mucho al proceso de soldar materiales con ciertas características que de una u otra manera son de gran importancia sobre la buena calidad de la soldadura. Entre estas características, las más sobresalientes son la formación de una atmósfera protectora, mejorar la estabilidad y penetración del arco, la eliminación de impurezas y escoria del metal

Existen dos tipos de soldadura los cuales son: soldadura juntas a tope (ranura) y soldadura de filete. Así como también existen variedad de posiciones para soldar, las cuales son: plana, horizontal, vertical y sobrecabeza. El objetivo por cumplir en la práctica a realizarse luego de haber identificado los implementos y equipo necesarios y aplicar la técnica de cebado, será realizar juntas utilizando el electrodo E6013 y E7018 en 3G, logrando así ganar experiencia hasta obtener una mejor técnica al momento de soldar, sin dejar a un lado la seguridad que se debe priorizar al momento de realizar la operación. 1

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fundente limpia la superficie metálica, aporta algunos elementos de aleación a la soldadura, protege el metal fundido contra la y estabiliza el arco eléctrico. La escoria se retira después de la solidificación.

II. ANÁLISIS DE LOS FUNDAMENTOS TEORICOS A. Proceso de soldadura SMAW Se trata de una técnica en la cual el calor de soldadura es originado por un arco eléctrico entre la pieza de trabajo (metal base) y un electrodo metálico consumible (metal de aporte) recubierto con materiales químicos en una composición adecuada (fundente). [1]

C. Equipo de soldadura SMAW 1) Fuente de alimentación: este factor depende mucho de aspectos como: el tipo de electrodo y el tipo la posición de la pieza de trabajo, la fuente puede ser de corriente continua o corriente alterna.

Podemos visualizar el proceso en la siguiente figura:

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Conexión al terminal negativo: Se utiliza cuando se anhela cumplir con altas tasas de deposición y una baja penetración.

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Conexión al terminal positivo: Se utiliza cuando se desea lograr una penetración profunda.

2) Pinza Portaelectrodo: se conecta mediante un cable a la fuente y conduce la corriente de soldadura hasta el electrodo. Fig 1. Proceso de soldadura SMAW

3) Cable del electrodo y cable de masa: ambos son fundamentales en el circuito de soldadura. Deben ser sumamente flexibles y tener un aislamiento resistente al calor.

B. Elementos que participan en la soldadura SMAW 1) El arco: el comienzo de todo proceso de soldadura es precisamente la formación del arco. Una vez establecido el mismo, el metal de aporte y el fundente que lo recubre empiezan a consumirse. Para lograr la penetración adecuada la fuerza del arco proporciona la acción de introducirse en el metal. Este proceso continúa a medida que la soldadura se ensancha y el electrodo avanza a lo largo del material base.

4) Pinza de masa: se utiliza para conectar el cable de masa a la superficie metálica que sirve de apoyo para colocar el material base. [2]

3) El fundente: se derrite junto con el material de aporte formando un gas y una capa de escoria, que protegen el arco y el charco de soldadura. El

Fig 2. Equipo Soldadura SMAW.

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D. Pasos para efectuar una soldadura SMAW 1) Escoger de forma correcta el electrodo revestido a utilizar, este dependerá del espesor de la pieza de trabajo y su composición química, así como de la posición de soldadura y las características de la soldadura que deseamos obtener.

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2) Limpiar perfectamente el material base mediante un cepillo de acero, eliminando las partículas de suciedad, grasa, pintura u óxido.

7) Durante la soldadura se debe tomar medidas de protección personal, tales como:

3) Encender el electrodo o realizar el cebado del arco.

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4) Para realizar el cordón de soldadura, dirigimos el electrodo al punto de inicio de la junta, tratando de que la distancia entre el electrodo y la pieza sea constante y de aproximadamente el diámetro del electrodo.

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Usar indumentaria y calzado adecuados: guantes, botas, delantales y polainas. El uso de las gafas y caretas es importante para la protección de los ojos y la cara de la radiación del arco.

Prevenir descargas eléctricas: asegurarse de trabajar sobre superficies secas y de que tanto el equipo como la aislación funcionen correctamente y las conexiones estén perfectamente realizadas [3]

5) Mantener la longitud del arco constante normalmente entre 2 y 4 mm de longitud, de acuerdo al diámetro del electrodo; acercando uniformemente el electrodo, a medida que se va consumiendo, hacia la pieza y a lo largo de la junta en la dirección de soldadura.

E. Electrodos El electrodo es una varilla envuelta por una capa de revestimiento de material fundente; el núcleo aporta material a la zona de unión que se desea soldar, o material base, al fundirse con el calor producido por la corriente eléctrica de soldadura.

Para concebir un buen aspecto y calidad en el cordón de soldadura el avance del electrodo debe ser de uniforme. 6) Al culminar la soldadura lo siguiente es reemplazar el electrodo consumido, sin detener de manera brusca el arco para evitar que se produzcan defectos en la soldadura. Existen varias maneras de interrumpir correctamente el arco: 

Detener el movimiento de avance del electrodo, permitiendo así el llenado del cráter para luego retirar el electrodo. Colocar al electrodo una posición inclinada contraria a la que llevaba y retroceder unos 10-12 mm, sobre el mismo cordón, antes de interrumpir el arco así permitiremos que se rellena el cráter.

El revestimiento cumple dos funciones: Facilita la fusión del metal de la varilla, y favorece la formación de la capa de escoria que protegerá de la oxidación a alta temperatura al cordón de soldadura.

Acortar el arco de forma rápida y luego desplazar el electrodo lateralmente fuera del cráter. Se utiliza este método al momento de reemplazar el electrodo ya consumido para continuar la soldadura desde el cráter.

El proceso de soldadura manual utiliza electrodos especialmente preparados, los cuales deben cumplir requisitos técnicos impuestos por la AWS (American Welding Society).

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1) Procedimiento de uso

7) Características del Electrodo E7018

Quite la suciedad y grasa así como material fatigado. Use un arco corto y deposite cordones rectos sin oscilar, quite la escoria entre pases.

El 7018-AR es recomendado para trabajos donde se requiere alta calidad radiográfica, particularmente en calderas y cañerías. Sus buenas propiedades físicas son ideales para ser usado en astilleros. [4]

2) Clasificación de electrodos 8) Datos técnicos Es manejado un código alfanumérico para catalogar electrodos para aceros al carbono de baja aleación.

TABLA III DATOS TÉCNICOS DEL ELECTRODO E7018

3) Aplicación del Electrodo E6013

Presentación

Resistencia a la tracción:

Tipo de corriente

Electrodo (SMAW)

520 MPa

CA o CD.

Electrodo para propósitos como cerrajerías, muebles, estructuras livianas. 4) Características del Electrodo E6013 Este electrodo es especialmente recomendado para trabajos en láminas metálicas delgadas y en toda clase de aceros dulces, en los cuales se tenga como requisito principal la facilidad de aplicación, siempre que no se exijan características mecánicas elevadas en las uniones. Debido a su baja penetración, se recomienda para soldar planchas de espesores menores de 6,6 mm.

Diámetro

Amperaje

3/32’’ (2.4mm) 1/8’’ (3.2mm) 5/32’’ (4.0mm) 3/16’’ (4.8mm)

70-100 amperios 120-150 amperios 140-200 amperios 200-275 amperios

F. Posiciones de soldadura 1) Soldadura a tope. La soldadura a tope es aquella en la que las piezas a soldar se juntan por sus extremos a tope, al presionarlas cuando se circula por ellas una corriente eléctrica se genera una temperatura, lográndose de esta manera la unión. [5]

5) Datos técnicos TABLA II DATOS TÉCNICOS DEL ELECTRODO E6013 Presentación

Resistencia a la tracción:

Tipo de corriente

Diámetro

Amperaje

Electrodo (SMAW)

510 MPa

Formulado para CA pero se usa también con CD.

3/32’’ (2.4mm) 1/8’’ (3.2mm) 5/32’’ (4.0mm) 3/16’’ (4.8mm)

40-90 amperios 70-120 amperios 120-190 amperios 160-240 amperios

Fig 3. Posición de soldadura plana a tope (3G)

2) Materiales y equipo TABLA IV MATERIALES Y EQUIPO A UTILIZAR EN LA PRACTICA

6) Aplicación del Electrodo E7018

NOMBRE

Electrodo para propósitos como aceros Cor-Ten, Mayari-R, Lukens 45 y 50, yoloy y otros aceros estructurales de baja aleación.

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DESCRIPCIÓN

GRAFICO

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Maquina soldadora

Electrodo 6011

Electrodo E6013

Electrodo E7018-AR

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Mandil

Maquina sumamente indispensable en la industria ocupa una cantidad de amperaje suficiente para ocasionar daños severos a las personas. Electrodo celulósico de alta penetración, todas posiciones, tiene característica mecánica muy superiores a electrodos de su tipo, buena tenacidad a temperaturas bajo cero. Electrodo especialmente recomendado para trabajos en láminas metálicas delgadas y en toda clase de aceros dulces, en los cuales se tenga como requisito principal la facilidad de aplicación. El electrodo 7018-AR es de bajo contenido de hidrógeno y resistente a la humedad. Está especialmente diseñado para soldaduras que requieren severos controles radiográficos en toda posición.

Delantal tratado y optimizado para protección contra proyecciones de metales fundidos y partículas incandescentes ocasionados en operaciones de soldadura y similares. Sirve para Casco protegerse de para residuos existentes soldar en al momento de soldar y tambien del reflejo. Guantes de Protege las manos de las altas cuero temperatuas y asi manipular los objetos. Cepillo de Utensilio consistente en un mango y una acero base, sobre la cual se fijan filamentos flexibles llamados cerdas, aptos para limpiar las superficies Lugar donde se Mesa de coloca los elementos trabajo que se van a soldar.

Martillo

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Herramienta de percusión utilizada para golpear directa o indirectamente una pieza, causando su desplazamiento o deformación.

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de unión pero no presenta una alta penetración en la junta.

III. ANÁLISIS Y RESULTADOS Placa Dimensiones 10cm x 5cm x 4mm Electrodo E6013 Posicion 3G

Dimensiones 10 cm x 5cm x 4mm Electrodo E7018 Posición 3G

Análisis Vista Frontal: El cordón de soldadura presenta en su mayoría una forma uniforme, esto se debe por el pulso del soldador, aparte se puede notar que el amperaje utilizado es de 115 amperios, la velocidad de soldadura es la correcta. Vista Posterior: Se observa que la temperatura es elevada en los puntos de unión pero no es uniforme, ya que se presenta mayor temperatura en un lado que en otro.

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES A. Conclusiones 1) Se practicó las normas de seguridad aprendidas en clase. 2) Se realizó cordones de soldadura 3G continuos utilizando electrodos E6013 y E7018. 3) Mejorar la realización del cordón bajo la modificación de parámetros B. Recomendaciones 1) Utilizar el equipo de protección aprendido y revisado en clases sin omitir ninguna de ellas. 2) Respetar las normas de seguridad que se ha estudiado y que se encuentran en el laboratorio respecto a la soldadura. 3) Cumplir con las condiciones previas que se solicitan en la guía de la práctica.

Vista Frontal: El cordón de soldadura es irregular por lo que en la parte final presenta una hendidura que se debe a que el cordón de soldadura en ese punto se realizó en el espacio entre la junta de las platinas, tiene una leve desviación al culminar el cordón y el amperaje utilizado es 125 amperios. Además se puede observar que hay pequeñas porosidad debido al avance rápido del soldador. Vista Posterior: La temperatura es uniforme en los puntos

V.

REFERENCIAS. [1] De Máquinas y Herramientas.; “¿Qué es la soldadura SMAW?,” [Online]. Disponible:http://soldadurayestructuras.c om/2184409_Procesos-de-soldadura-ycorte.html [2] Manual de Soldadura.; “Manual de soldadura”, [Online]. Disponible: http://www.edu.xunta.gal/centros/cifpcor oso/gl/system/files/manual-soldadura.pdf [3] Rodríguez G.; “Fundamentos de la soldadura por arco eléctrico”, Editorial ARAHAL C.P. Sevilla. 2010. [4] Millán S. “Procedimientos de Mecanizado”. Madrid: Editorial Paraninfo. 2006 .

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[5] Manual del Soldador.; “Manual del soldador”, [Online]. Disponible:

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