• Author / Uploaded
• Fernando Freire

Citation preview

I.

TEMA Soldadura por electroescoria.

II.

INTRODUCCION

La soldadura por electroescoria es un proceso de soldadura por fusión y con una protección de escoria, utilizando la técnica de soldadura por colada continua, además que utiliza un equipo similar al del proceso de soldadura por arco, con la diferente que el proceso por electroescoria además de utilizar electrodos utiliza un mecanismo de zapatas el cual retira el metal que se forma durante el proceso, estas zapatas están hechas de cobre colocadas una en la parte delantera y la otra en la parte trasera de la zona que se desea soldar, además incorpora un mecanismos de refrigeración por agua. En otras palabras en un método de soldadura en donde se produce la coalescencia de metales con escoria derretida además que esta protege la soldadura a lo largo de la totalidad de lo que se desea soldar.

III.

MARCO TEORICO

Descripción y aplicaciones de la soldadura por electroescoria. Proceso de la soldadura por electro-escoria Este tipo de soldadura en ingles está definido como Electroslang welding (ESW) tiene características similares que las de la soldadura por arco eléctrico, ya que también utiliza un aro para generar la soldadura. Se lleva a cabo por fusión de los materiales gracias a la coalescencia, mediante escoria fundida. Su conductividad actúa en la base y metal de aporte. [1] El proceso de este tipo de soldadura empieza con una orientación vertical, usa zapatas de moldeo que fueron enfriadas por agua para que de esta forma se pueda contener la escoria y el metal, sabiendo que la escoria se encuentra en estado de fusión. [1] Es aplicada en placas mayores a 25 mm y en temperaturas de 1950° C en el interior y 1650° en la superficie. [2] En la cavidad se debe colocar un fundente conductivo granulado, tratando que la punta del electrodo este en la parte inferior de la cavidad provocando que genere un arco para que empiece la fusión del fundente. [1]

Posterior a esto se ha formar el pozo de escoria, el arco desaparece y la corriente se transmite del electrodo al metal que tenemos de base por medio de la escoria conductiva. La solidificación empieza desde abajo, mientras el electrodo y el borde de la base brindan metal fundido hasta que llegan a unirse por completo. [1]El ciclo de calentamiento como el de enfriamiento es lento y es conocido como la zona ZAT que significa zona afectada térmicamente. [3]

Partes de la máquina de soldadura:

Figura 1: Soldadura por electro escoria Fuente: https://goo.gl/s1CfJ6 [1]

1.- Parte base 2.- Electrodo (consumible) 3.- Tubo guía consumible 4.- Escoria 5.- Zapatas de moldeo 6.- Agua para enfriamiento

Aplicaciones:  Soldeo de acero al carbono y baja aleación: esta es la aplicación más usual del soldeo por electroescoria, principal mente con espesores a partir de los 50mm. El máximo espesor utilizado ha sido de 900mm. [4]  Soldeo por electro escoria de aceros inoxidables: se han efectuado uniones soldadas en aceros inoxidables auténticos, presentando el material de soldadura una alta resistencia al agrietamiento. El metal de soldadura presento un excelente comportamiento en temperaturas elevadas. [4]  Soldeo por electro escoria de aluminio: la unión de conductores de aluminio de espesor de 240mm es una aplicación típica de este tipo de proceso por soldeo. En este caso y con objetivo de conseguir una mejor geometría y calidad del cordón se sustituye la zapata de cobre por zapata de grafito. [4]  Recubrimiento de superficies: el soldeo por electroescoria puede utilizarse para recubrir bordes o superficies. En el primer caso el proceso se desarrolla en vertical, como ocurría con el soldeo, sustituyendo una de las chapas a unir por un bloque de cobre refrigerado. En el segundo caso la operación se realiza en posición plana con electrodos de banda ancha (hasta 150mm). [4]  También se puede aplicar en: •

Puentes carreteros

•

Industria ferroviaria

•

Grandes naves

•

Maquinaria pesada

 Aplicaciones de la soldadura por electroescoria en el futuro. •

La técnica tiene un potencial de incrementar la productividad.

•

Limitado uso, debido al poco entendimiento de la misma y pocas aplicaciones

específicas.

 Se han creado pocos nichos de aplicación.

Figura 2: Soldadura de un tubo petrolero por electro escoria Fuente: https://goo.gl/s1CfJ6 [1]

Aspectos técnicos El proceso de soldadura por electroescoria es adecuado para soldar piezas con espesores gruesos, debido a que se lo realiza en una sola pasada de esta manera existe un ahorro considerable de tiempo en relación a otros procesos [5]. Existen dos métodos para implementar el proceso por electroescoria, uno de ellos conlleva a usar un dispositivo automático montado en una columna vertical la cual permite elevar las zapatas refrigerantes y el cabezal de soldadura esto a medida que la soldadura se lleva a cabo, sus inconvenientes son [5]:  Alto costo.  Gran peso.  Las zapatas necesitan una superficie lateral lisa para el fácil desplazamiento. Otro método que utiliza este procesen mediante la utilización de una guía consumible para conducir el alambre hacia la pileta de fusión, por tal motivo este método presenta ventajas con relación al anterior las cuales son [6]:  Su velocidad de adición de aporte se puede aumentar significativamente si se emplea una guía de sección transversal suficientemente grande.  Si se varía adecuadamente la composición de la guía consumible, se podrá simplificar el agregado de elementos de aleación al depósito.

 Por ser un proceso autoregulador, permitirá aumentar substancialmente la velocidad de soldadura mediante la reducción adecuada del espacio que se deja entre planchas. Otro aspecto importante a tomar son los espacios entre palcas pequeñas la cual es de 10 mm esto cuando se produce problemas de aislamiento y de fisura miento del metal [6]. Cuando el espacio entre placas es de 16 mm o más los espesores de las placas deben de ser alrededor de 32 a 38 mm para aplicar esta condición además que el uso de energía es de aproximadamente 20 kj/mm [6]. También cabe recalcar que este método tiene una lenta y evolución y solidificación del metal depositado, además que cuando se realiza este método el tamaño del grano de los materiales a soldar aumenta por el calor generado en las zonas afectadas [6]. Las reacciones que se producen entre la escoria – metal, se desarrollan en este tipo de soldadura y tiene lugar principalmente en el exterior del electrodo, esto debido a que la elevada relación entre área/volumen y a las intensas corriente convectivas producidas por los movimientos de la escoria [6]. El tipo de escoria que se utiliza es de naturaleza acida es decir a base de SiO2, esto provoca las reacciones más importantes las cuales involucran SiO2 MnO y el metal a alta temperatura. Un aumento de SiO2 involucra un aumento en el contenido de oxígeno [7]. Por tal motivo es importante las escorias básicas debido a que presentan a su vez la propiedad de reducir el contenido de oxígeno disuelto en el metal fundido así mismo hacen que refinan el metal de impurezas tales como el azufre, de esta manera obtenemos beneficios tales como el mejoramiento de las propiedades mecánicas [7].

Características del cordón  Libre de defectos  Lenta evolución y solidificación del metal depositado.  Estructura columnar en el cordón.  Marcado aumento en el tamaño de grano de la zona afectada por el calor (ZAT).

Figura 3: Cordón por soldadura de electroescoria. Fuente: https://goo.gl/s1CfJ6

Riesgos asociados al aplicar el proceso:  Este proceso de soldadura no es muy utilizado  Se utiliza gran cantidad de calor en grandes áreas  Produce un aumento de grano en las superficies del material  Se realiza un proceso de normalización para homogenizar la superficie  Utiliza técnicas de ultra sonido debido al tamaño de grano y por ser una técnica de soldadura paralela.

IV.

CONCLUSIONES:

 Se identificó que para el proceso de soldadura por escoria, es necesario un fundante conductivo granulado, que se emplea en la cavidad formada entre las placas, esto con el fin de que el pozo de escoria que se forma se vuelva un conductor de corriente del electrodo al metal de base.  Basándonos en los aspectos técnicos, el proceso de soldadura por electro escoria es muy considerado para soldar piezas con espesores gruesos, por la rapidez del proceso al realizarlo en una sola pasada que implica además el ahorro de tiempo.  En la soldadura por electro escoria, el distanciamiento de las placas son un factor que varía de acuerdo a los espesores de las mismas. Lo que implica considerar que para placas de espesor pequeño, existan entre ellas una distancia de 10 mm; y para las placas de espesor de entre 32 a 88 mm se debe emplear un distanciamiento de 16 mm.

 Las reacciones que se presentan en este proceso de soldadura implican óxidos y el mismo metal, por lo que el usar una escoria de naturaleza básica es más relevante, ya que ayuda a reducir el contenido de oxígeno, refina de mejor manera las impurezas y brindan mejores propiedades mecánicas al metal. V.

BIBLIOGRAFIA:

[1] U.-. F. d. C. y. tecnología, «Procesos de soldadura por fusión,» [En línea]. Available: http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-434.pdf. [2] G. Chango, S. Garrido , C. Orellana y F. Soto, «Fundicion y soldadura,» [En línea]. Available: https://www.ucursos.cl/ingenieria/2006/1/ME58B/1/material_docente/bajar?id_material=99591. [3] M. R. Gomez, «Soldadura,» de Soldadura de los aceros aplicaciones, 2004, p. 11. [4] L. Jeffus, Soldadura Principio y Aplicaciones, Madrid, España, Paraninfo S.A. 5ta edición, 2009. [5] Hispavista. Aspectos tecnológicos y operáticos del proceso ESW. [ONLINE]. Disponible en: http://www.galeon.com/oliverhs/ESW.htm [6] M. Adithan, A.B, Guptan (2003). Manufacturing Technology. 1ra Edicion.New Age International Publisher. [7] Interempresas. Utilización del proceso de electroescoria (ESW) para la realización de

recargues.

[ONLINE].

Disponible

en:

http://www.interempresas.net/MetalMecanica/Articulos/135821-Utilizacion-delproceso-de-electroescoria-(ESW)-para-la-realizacion-de-recargues.html