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2013

SOLDADURA SK Apunte resumen con tablas y datos prácticos en lo que es soldadura con electrodo recubierto o GMAW, siendo esto la base para los demás procesos.

Carlos Silva 22/09/2013

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SOLDADURA AL ARCO 1.0 Selección característica para soldar al arco con electrodo revestido 1. Seleccionar electrodo adecuado 

Naturaleza del metal base: La mayor parte de los metales base pueden identificarse por medio de pruebas basadas en apariencia, reacción al magnetismo, rotura, cincel, llama, prueba de la chispa, etc.



Dimensiones de la sección a soldar



Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora AC (Corriente Alterna) o (Corriente Directa).



Posición a soldar.



Tipo de unión y fijación de la pieza. Cuando los bordes no estén biselados y se encuentren muy juntos, es necesario utilizar electrodos de mucha penetración (6010) de raíz y electrodo (7018) para los pases posteriores. Cuando la distancia entre los bordes sea amplia utilice electrodos de mediana penetración.



Características especiales que requiere la soldadura como: Resistencia a la corrosión, resistencia a la tracción, etc.



Especificación de algunas normas que se debe cumplir la soldadura: el organismo que dicta las especificaciones o requerimientos que debe cumplir las uniones soldadas, por lo general se usan las normas de A.W.S. (American Welding Society), Sociedad Americana de Soldadura.

2. Selección del diámetro del electrodo adecuado de acuerdo al trabajo 

La medida de un electrodo que va a usarse dependerá de varios factores:

2.1 Espesor del metal a soldar 2.2 Que tan separados queden los filos de la unión 2.3 Posición de la unión 2.4 Destreza para el soldador

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2.0 Nomenclatura Electrodo E-XXX 1. Significado de los dos primeros dígitos: ( E-XX ) Los dos primeros dígitos seguidos del prefijo “E” se refiere a la resistencia de la tracción de la Soldadura en miles de libras por pulgada cuadrada del metal depositado. Eje: E-60XX, esto quiere decir que se trata de un Electrodo Manual Revestido que produce un metal depositado del cual cada pulgada cuadrada de soldadura soporta 60.000 mil Libras de Tensión.

2. Significado del tercer dígito: ( E – XXX ) El tercer digito, que puede ser: 1, 2 o 3, se refiere a las Posiciones a Soldar. Cuando el número es: “ 1 “ Quiere decir que el electrodo opera en todas las Posiciones ( 1F, 2F, 3F, 4F ó 1G, 2G, 3G, 5G, 6G. ) “ 2 “ Opera en posición Plana y Horizontal ( 1F, 2F ó 1G, 2G ) “ 3 “ Opera en posición Plana ( 1F, 1G. ) “ 4 “ Opera en posición Vertical Descendente. VD.

3. Significado del cuarto dígito: ( E – XXXX ) El cuarto digito acompañado del tercero indican el tipo de revestimiento, tipo de corriente y polaridad con que trabaja el electrodo.

IDENTIFICACIÓN DEL REVESTIMIENTO DE ACUERDO AL CUARTO DIGITO El cuarto digito que la AWS le designa a los Electrodos Revestidos es muy importante en los Electrodos ya que indica el tipo de Revestimiento, en los cuales podemos fácilmente identificar y poder hacer la elección correcta para el tipo de trabajo especificado. • El “O” indica que el Revestimiento es de tipo Celulósico P.I. CC. • El “1” indica que es Celulósico P.I. CA. / CC. • El “2” indica que es de Rutilo P.D. CC. • El “3” indica que es de Rutilo PD. CA / CC. • El “4” indica que es de Rutilo Polvo de Hierro P.I. CA /CC. • El “5” indica que es de Bajo Hidrógeno P.I. CC. • El “6” indica que es Bajo Hidrógeno P.I CA / CC.

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• El “7” indica que es Oxido Polvo de Hierro P.I. CA / CC. • El “8” indica que es Bajo Hidrógeno Polvo de Hierro P.I. CC.

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3.0 Como Calcular el Amperaje en los Electrodos El tipo de Revestimiento en los Electrodos designa la Intensidad de Calor que vamos a emplear para derretir el Electrodo, y este lo proporciona el Amperaje. Cada Electrodo tiene un alcance adecuado de amperaje y este se mide o calcula de la siguiente manera: Cada Amperio es igual a una milésima de Pulgada del Diámetro del Núcleo del Electrodo.

Ejemplo: Un Electrodo de Diámetro de 1/8” es igual a 0.125 milésimas de pulgada Esto quiere decir que el Amperaje requerido en este Electrodo es de 125 Amperios, así: 1 dividido entre 8 = 0.125 0.125 es el valor de la fracción en milésimas de pulgada que a su vez se toma como Amperios. Partiendo de esta fórmula, podemos calcular el amperaje de todo Electrodo, teniendo en cuenta que los Electrodos terminados en: 2, 3, y 4 son de Revestimiento Rutílico y el amperaje se calcula igual. Los Electrodos terminados en: 0 y 1 tienen Revestimiento Celulósico, por lo tanto el Amperaje se calcula igual pero se les resta el 20% al amperaje requerido por la formula. Ejemplo: 1/8” = 0.125” 0.125” = 125 Amp. 125 – 20% = 100 Amp. Los Electrodos terminados en: 5, 6, y 8 son Electrodos de Revestimiento Bajo Hidrógeno y funcionan con el 10% más de lo requerido por la Formula Ejemplo: 1/8” = 0.125” 0.125” = 125 Amp. 125 + 10% = 138 Amp.

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Nota: _ EXISTE OTRA REGLA PARA DETERMINAR EL AMPERAJE CORRECTO Y ES EL DE CALCULAR DE 30 A 40 AMP,/ mm DE ESPESOR DE LA CHAPA A SOLDAR. _ HAY ELECTRODOS QUE ADEMÁS DE LOS CUATRO DÍGITOS, TIENEN ADICIONAL UNA VOCAL O CONSONANTE Y UN NUMERO AL FINAL, ESTO INDICA EL TIPO DE ALEACIÓN DEL ELECTRODO.

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4.0 Velocidad de Avance y Ángulos del Electrodo 1. LA VELOCIDAD DE AVANCE Del Electrodo es por lo general de: 7 A 30 cm. / minuto.

2. EL AVANCE Del Arco debe estar de acuerdo al diámetro del electrodo usado, porque la forma final y la presentación del cordón, depende en gran parte de la velocidad del avance.

3. UN AVANCE LENTO producirá un cordón redondo y ancho.

4. UN AVANCE RÁPIDO producirá un cordón plano y angosto

5. EL ANGULO DE AVANCE Del electrodo es por lo general de 15° A 20° en sentido de avance. Este ángulo se traduce como la inclinación del eje respecto a su perpendicular.

6. EL ANGULO DE TRABAJO Es el que conserva el electrodo a lado y lado del cordón de soldadura, que por lo general es de 90° una mala inclinación de este ángulo genera en la soldadura mala fusión, contorno irregular y mala transferencia de calor.

7. EL ARCO por ejemplo, debe mantenerse lo más corto posible, pero sin permitir que el revestimiento del electrodo toque el charco del metal fundido

8. LA OSCILACION, del arco debe ser generalmente corto, no mayor que cuatro veces el diámetro del electrodo, y de solamente de uno a dos veces el diámetro del mismo para los electrodos de “bajo hidrogeno”. Cuando por fuerza mayor la oscilación debe ser mayor; la velocidad debe ser lo más baja posible.

9. LA ESCORIA como función principal limpia las impurezas del metal depositado y ayuda a darle al cordón su forma y apariencia externa. Al mismo tiempo y según su punto de solidificación permite que el metal depositado se sostenga en posiciones verticales y sobre-cabeza. Consecuentemente es importante no remover la escoria, hasta tanto no se haya enfriado y solidificado completamente.

El objetivo de lo anterior, es evitar que en ningún caso el electrodo y el metal que está siendo depositado se salgan de la atmósfera del gas protector generado por el recubrimiento

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5.0 Tablas de Datos de Soldadura

OXGASA, le recomienda usar el electrodo de mayor diámetro posible pues este cuesta menos y se puede aportar mayor cantidad de metal por unidad de tiempo.

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Grosor del Metal

Electrodo

Intensidad

2-3 mm

2 mm

45-65 A

4-5 mm

2,5 mm

70-95 A

6-7 mm

3,25 mm

90-130 A

8-12 mm

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4 mm

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130-160 A

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6.0 Electrodos típicos SOLDADURA 6011 3/32" (2.4 mm)

40 - 80 amperes

1/8" (3.2 mm)

75 - 125 amperes

5/32" (4.0 mm)

110 - 170 amperes

3/16" (4.8 mm)

140 - 215 amperes

SOLDADURA 7018 3/32" (2.4 mm)

80 - 100 amperes

1/8" (3.2 mm)

110 - 150 amperes

5/32" (4.0 mm)

140 - 200 amperes

3/16" (4.8 mm)

200 - 260 amperes

1/4" (6.0 mm)

210 - 350 amperes

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7.0 Movimientos del electrodo

Movimiento Zig-Zag: Relleno de soldadura

Movimiento Circular: Presentación de soldadura, Soldadura horizontal

Movimiento Semi-circular: Presentación de soldadura

Para hacer la soldadura en la raíz y rellenar el talón, se emplea un movimiento del electrodo de adelante hacia atrás, lentamente mientras se avanza en la pieza de trabajo.

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8.0 Posiciones Para Soldar

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9.0 Espesor, Separación y Preparación 1.- Los borde cuadrados se utilizan para espesores inferiores a 4 o 5 mm, para soldar en estos casos simplemente se acercan las caras de las piezas. 2.- La preparación de las caras en V se utiliza para espesores entre 5 mm y 15 mm. 3.- La preparación en X o en V en ambos lados, se utiliza para espesores entre 15 mm y 25 mm. 4.- Para espesores superiores a 20 mm donde se desea soldar solo a un lado es aconsejable la preparación en U, ya que permite efectuar un buen depósito de material de aporte comparada con la forma en V.

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10.0 Ángulos para las Posiciones 10.1. Juntas de ángulo en posición plana

10.2. Junta de solape en posición plana

10.3. Juntas a tope en posición plana Observar la inclinación (ángulo) del electrodo con respecto a las piezas que se está soldando.

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11.0. Soldadura eléctrica en posición Horizontal Factores para lograr un buen cordón:  Regulación de la corriente: Según el espesor

Recomendaciones Generales:  El movimiento del electrodo

moderado, a fin de no sobrecalentar la

diámetro de electrodo, etc., siendo el amperaje

plancha y evitar que el cordón se chorree. 

Los cordones deben ser de preferencia

condiciones para posiciones planas.

angostos y no anchos, a fin de lograr un

Ángulo del electrodo: Seguir en ángulo de 65°

cordón de buen aspecto.

-80°. 

ser

del material a soldar, clase de material,

ligeramente menor que el usado en iguales 

debe

Longitud del arco: Es necesario mantener un



Las últimas pasadas pueden hacerse con una oscilación, como la indicada en la Fig. 34.

arco corto, no mayor de 1/8".



Velocidad de avance

11.1. Juntas a tope en posición horizontal

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12.0. Métodos de soldadura en posición vertical Método ascendente: El cordón de soldadura se forma ascendiendo, o sea se empieza en la parte inferior y se termina en la parte superior de la unión.

Por este método se logra una mejor penetración y mayor depósito de material por pasada.

Método descendente: El cordón de soldadura se realiza desde arriba hacia abajo. Este método se emplea para soldar planchas delgadas, de menor espesor que 5mm.

La penetración y el depósito de material son menores.

12.1. Juntas de solape y de ángulo en posición vertical. Método

ascendente:

movimientos

Método descendente: Observar los movimientos

recomendados y los ángulos de inclinación del

recomendados y los ángulos de inclinación del

electrodo a la pieza.

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Observar

los

electrodo a la pieza.

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12.2. Juntas a tope en posición vertical Método

ascendente:

Observar

los

movimientos

Método descendente: El movimiento del electrodo, la

recomendados, así como el ángulo de inclinación del

longitud del arco y el ángulo de inclinación del

electrodo con respecto a la pieza.

electrodo con respecto a la pieza siguen siendo, generalmente, los mismos como en las juntas de traslape. Muchas veces se emplea este método para la última pasada en planchas gruesas, dando así al cordón un aspecto más liso. (Fig. 37)

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13.0 Soldadura eléctrica en posición sobre cabeza Factores que deben tomarse en cuenta para obtener una buena soldadura: 

Recomendaciones Generales: 

Regulación de la Corriente: Se indica un amperaje ligeramente más alto que para posición vertical, a fin de lograr una fuerza del

Un arco corto y los movimientos adecuados evitarán que el cordón se chorree.



Se recomienda ejecutar cordones rectos con preferencia a cordones anchos.

arco que permita transferir el metal del electrodo al metal base. 

Ángulo del electrodo: El que se indica en las figuras de este acápite.



Velocidad de Avance: Más rápida que en posición vertical, tratando de imprimir la misma velocidad como para posición plana.

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13.1. Juntas de solape y de Ángulo

13.2. Juntas a Tope

Para este tipo de unión, el electrodo debe tener una

Todos los tipos de juntas a tope pueden soldarse en

inclinación igual a la mitad del ángulo formado por las

posición sobre cabeza. Para estas juntas es preferible

planchas a soldar, y una inclinación adicional en

depositar varios cordones angostos, y con unos pocos

sentido de avance de aproximadamente 80° - 85°. (Ver

cordones anchos.

Fig.40).

Fig. 40.-Juntas de Traslape y Ángulo

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Fig. 41.-Juntas a Tope

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14.0 Soldadura eléctrica de tubería La soldadura de tubería requiere para su correcta ejecución de mucha destreza y paciencia. Las tuberías conducen líquidos, gases y aún sólidos mezclados con fluidos y, por esta razón, las uniones soldadas deben ser resistentes a la presión y sin fallas.

14.1 Ejecución de juntas, con rotación del tubo Encontrándose el tubo en posición horizontal, el electrodo debe mantenerse inclinado en dirección del avance, tal como indica la Fig. 42. La curvatura del tubo exige mantener este ángulo. Si se inclina el electrodo demasiado, la fuerza del arco tiende a soplar el metal de aporte hacia afuera. El cordón se ejecuta a medida que el tubo va girando sobre rodillos o patines.

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14.2 Ejecución de Soldadura a tope en posición vertical ascendente

La soldadura vertical ascendente de las tuberías es similar a la realizada en planchas, pero considerablemente más exigente. Para lograr juntas perfectas se requiere gran habilidad y paciencia.

El método de depositar el cordón de la primera pasada es como sigue: 

Se quema en la misma junta un agujero de diámetro algo mayor que el del electrodo, para obtener suficiente penetración.



Se oscila el electrodo dentro del agujero, para socavar el borde superior en dirección de avance, mientras el metal fundido deposita un cordón en dirección opuesta.

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14.3 Juntas a tope, en posición horizontal La preparación de los bordes es igual como en el caso anterior. 

El cordón de la primera pasada es de arrastre o manteniendo un arco corto.



Los cordones siguientes son cordones rectos.

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15.0 Soldadura de planchas con arco eléctrico Precauciones Las planchas de un espesor menor de 2 mm se llaman láminas. La mayoría es de acero dulce. Si son recubiertas de una delgada película de óxido de zinc se llaman planchas galvanizadas. Para la soldadura de estas planchas debe tenerse en cuenta lo siguiente: 

El amperaje tiene que ser el adecuado: Un amperaje demasiado bajo no encenderá el arco; un amperaje demasiado alto perforará la plancha.



La dilatación y contracción producen consecuencias más serias; por esta razón deben aplicarse las reglas dadas en 3.11 “Dilatación y Contracción de los Metales en la Soldadura”, con el mayor cuidado.



La preparación y presentación de las planchas debe hacerse cuidadosamente. Las juntas siempre deben ser bien presentadas y fijadas por puntos con exactitud, antes de proceder con la soldadura.

Los electrodos especialmente indicados para soldar láminas son los siguientes: E-6012 y E-6013 Es posible soldar láminas mediante arco eléctrico hasta el calibre 16, tal como indica la tabla siguiente:

Recomendación general: En lo posible, las láminas a soldarse deben ser colocadas en la forma que indica la figura.

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Para determinar el diámetro apropiado del electrodo, la siguiente Escala sirve de orientación:

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Espesor del Material a Soldarse

Diámetro del Electrodo

1,6 a 2,4 mm

2,4 mm

3,2 a 4 mm

3,2 mm

4 a 6,4 mm

4 mm

4,8 a 9,5 mm

4 a 5 mm

6,4 a 13 mm

5 a 6,4 mm

9,5 a 19 mm

6,4 mm

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16.0 Observaciones Utilizar el menor número posible de pasadas o cordones: Evitar depositar varios cordones con electrodos delgados y preferir pocos cordones con electrodos de mayor diámetro.

No debe depositarse material excesivamente: Ya que no se produciría mayor resistencia en la junta; al contrario, la pieza se calienta más y se emplea más material de aporte y tiempo.

Realizar soldaduras alternadas: A menudo es posible depositar las 2/3 partes del metal de aporte, obteniendo igual resistencia. Por ello, si es posible se prefiere una soldadura alternada antes que una continua.

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Ejecutar la soldadura por retroceso: Si una junta larga requiere un cordón continuo, es posible reducir la contracción soldando por retroceso. El sentido de avance puede ser hacia la izquierda, pero cada cordón parcial debe ejecutarse de izquierda a derecha, como indica la figura.

Presentar las piezas fuera de posición: Al presentar las piezas tal como indica la figura, o sea no alineadas, luego de ejecutar el cordón la fuerza de contracción las alineará. Las figuras dan ejemplos para la aplicación de esta regla.

Separar las piezas para equilibrar la contracción: La separación de dos planchas, antes de soldarlas, sirve para que se contraigan a medida que la soldadura avanza, como indica la figura.

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Curvado previo del lado opuesto al de Soldadura: La fuerza opuesta por las grapas contrarresta la tendencia del metal de soldadura a contraerse, obligándolo a estirarse. Al retirar las grapas, la fuerza de contracción a línea la pieza.

Equilibrar las fuerzas de contracción con otras Fuerzas: Un orden adecuado en la aplicación de cordones equilibrará los esfuerzos que se produzcan. Observe las indicaciones dadas por las figuras.

Aplicar la soldadura alternadamente para evitar la contracción: El ejemplo más claro de esta regla se tiene en la soldadura de un eje, que debe ser rellenado en la forma indicada para evitar la deformación.

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