• Author / Uploaded
• che

Citation preview

PROCESOS DE FABRICACIÓN II

La soldadura por arco es uno de varios procesos de fusión para la unión de metales. Mediante la aplicación de calor intenso, el metal en la unión entre las dos partes se funde y causa que se entremezclen - directamente, o más comúnmente con el metal de relleno fundido intermedio

CIRCUITO DE LA SOLDADURA DE ARCO El circuito básico de arco de soldadura se ilustra en la Fig. Una fuente de poder de CA o DC, equipada con lo que pueden ser controles necesarios, está conectada por un cable de trabajo a la pieza de trabajo y por un cable conectado a un porta electrodo de algún tipo, que hace contacto eléctrico con el electrodo de soldadura. Un arco se crea a través de la separación cuando el circuito con energía en la punta del electrodo toca la pieza de trabajo y se retira, y así en estrecho contacto.

. CC directa (para alto depósito)

. CC inversa (para alta penetración)

EL ARCO DE SOLDADURA  El arco es una mezcla compleja de partículas de gas

ionizado aceleradas a través de un campo eléctrico, limitado por su campo magnético y que ejerce un profundo efecto en la transferencia del metal de relleno.  El comportamiento del arco depende del metal de relleno, del metal base, del tipo de protección, de las características del circuito y de otros factores.

Formación del arco eléctrico

 El arco eléctrico se inicia al

acercar el electrodo a la pieza, después del contacto se separa rápidamente de la pieza a una distancia corta. El arco eléctrico produce temperaturas hasta 5500 °C o más que son suficientes para fundir cualquier metal.

Longitud del Arco

 La longitud del arco depende

del tipo de electrodo que se usa y el tipo de soldadura por hacer. Por lo tanto, para electrodos con diámetro pequeño se requiere de un arco más corto que levante electrodos más grandes. Generalmente, la longitud del arco deberá ser aproximadamente igual al diámetro del electrodo.

Para mantener el arco estable y consistente, se incorporan ciertas sustancias químicas en los recubrimientos de los electrodos, las que ayudan a contener y dirigir el arco, sirviendo también para proteger el metal fundido del contacto con el aire. Dependiendo del proceso de soldadura, el gas que se encuentra entre el ánodo y el cátodo no es aire sino una mezcla compleja de gases y vapores metálicos. Por lo tanto, dependiendo de las características de las mezclas, se pueden alcanzar en la columna del arco temperaturas de 6000°C para el arco de vapor de hierro y de hasta 20000°C para el arco de vapor de tungteno en atmosfera de argon

Los arcos de soldadura se forman generalmente entre una varilla y una superficie plana, el arco se contrae en la varilla y se extiende hacia la placa de una forma similar a la mostrada en la fig., en la que se muestra la forma y distribución característicos de la temperatura en la columna de arco recubierto de argón con un cátodo de varilla de tungsteno y ánodo de placa de cobre.

Distribución de temperatura en el arco de tungsteno/cobre recubierto de argón a 200 A

SOLDADURA POR ARCO METÁLICO PROTEGIDO  Es un proceso de amplia utilización.  Utiliza el calor del arco para llevar la pieza de trabajo y un electrodo     



consumible al estado de fusión. El principio de este proceso es la protección, la cual se obtiene por la descomposición del recubrimiento del electrodo en el arco. Funciones del recubrimiento: Creación de una atmósfera inerte que protege al metal fundido de O y N del aire. Adición de desoxidantes o limpiadores para refinar la estructura molecular. Formación de escorea, de endurecimiento rápido, que protege la zona fundida. Adición de elementos al metal de soldadura.

 Caída de voltaje.- Se usa CA, la caída de voltaje en los 

 

 

cables de soldadura es menor. Baja de corriente.- La corriente continua ofrece mejores características de operación y un arco mas estable cuando se usan electrodos de pequeño diámetro y baja corriente de soldadura. Espesor de metal.- La CD se puede usar para soldar láminas y también secciones gruesas. Inicio del arco.- el encendido del arco es mas fácil con CD, sobre todo si se usan electrodos de diámetro pequeño. Longitud de arco.- la soldadura con arco corto (bajo voltaje de arco) es mas fácil con CD que con CA. Desviación del arco.- la desviación de arco es un problema frecuente cuando se usa CD. Con CA raras veces se presenta este problema.

SOPLO MAGNÉTICO: Solo se produce en corriente continua ( CC ).- Efecto imán que se produce como resultado de la creación de un campo magnético entre la pieza a soldar y el electrodo provocando el desvío del arco eléctrico hacia la pinza de masa.- Se produce por la proximidad de la pinza porta-electrodo a la pinza de masa o que la soldadura se efectúa cerca de los bordes de la pieza.

Esquema representativo de la influencia del soplo del arco

Formación del campo magnético en la pieza de trabajo y alrededor del arco El campo magnético se establece en el plano de las partes que se están uniendo, y circunferencialmente en torno al electrodo y a las placas como se ilustra en la fig. • El campo F1.- se establece alrededor del electrodo. • El campo F2.- en torno a las placas que se están uniendo. • El campo F3.- en las placas adyacentes al arco y en una dirección similar a la del campo F1.

ELECTRODOS PARA SOLDADURA POR ARCO

Los electrodos son dispositivos que conducen electricidad y que también pueden actuar como metal de aporte.

Tipos de Electrodos  Electrodos desnudos: Con estos electrodos,

los materiales fundidos no están protegidos contra las acciones de los gases tales como el oxigeno y el nitrógeno, es por este factor que las soldaduras llegan a una calidad inferior. Estos electrodos únicamente se usan en los cordones secundarios y en las cargas estáticas.

 Electrodos revestidos: Es un electrodo para

soldaduras eléctricas, estos son los que generalmente se emplean en las estructuras metálicas. Este se encuentra protegido mediante un revestimiento compuesto de diversas sustancias, según las características que se deseen brindar al material de la soldadura y estas también protegen el metal fundido de la atmosfera y estabilizan el arco eléctrico.

Electrodo revestido

El núcleo es la parte metálica del electrodo que sirve como material de aporte. Su composición química varía de acuerdo a las características del material a soldar. El revestimiento es un material es un material que esta compuesto por distintas sustancias químicas. Tiene las siguientes funciones:

FUNCIONES DEL REVESTIMIENTO  El recubrimiento debe tener un punto de fusión

inferior al de el alambre del núcleo o al del metal base; la escoria resultante debe tener una densidad mas baja para que pueda ser expulsada con rapidez del pozo de soldadura, antes de que el metal se solidifique. Cuando se ha de usar el electrodo para hacer una soldadura en posición vertical ascendente o sobre cabeza, la escoria que forme el recubrimiento fundido debe solidificarse rápidamente, para que ayude a sostener al metal fundido en contra de la fuerza de gravedad.  Función eléctrica  Función física  Función metalúrgica

Función eléctrica  Mejorar el cebado del arco. Para ello al revestimiento se

le dota de silicatos, carbonatos y óxidos de Fe y Ti que lo favorecen,  Estabilización del arco. Una vez originado el arco es necesario su estabilización para controlar el proceso de soldadura y garantizar un cordón con buen aspecto. Para ello, en la composición del revestimiento debe primar la presencia de iones positivos durante el proceso de soldadura. Esto se consigue añadiendo a la composición sales de sodio y potasio, que además cumplen otra función, como la de servir de aglutinante a los demás elementos de la composición del revestimiento.

Función física  Formación de escorias. La formación de escoria en el cordón permite disminuir la velocidad de enfriamiento del baño, mejorando las propiedades mecánicas y metalúrgicas del cordón resultante. Esto se consigue porque la escoria va a flotar en la superficie del baño, quedando atrapada en su superficie.  Gas de protección. Por otro lado, la función protectora se consigue mediante la formación de un gas protector que elimina el aire circundante y los

elementos nocivos que ello conlleva como son el oxígeno presente en la atmósfera (que produce óxidos del metal), el nitrógeno (que da dureza y fragilidad al cordón) o el hidrógeno (que introduce más fragilidad a la unión).  Versatilidad en el proceso. La presencia del revestimiento en el electrodo va a permitir ejecutar la soldadura en todas las posiciones.  Concentración del arco. Logrando una mayor concentración del arco se consigue mejor eficiencia en la soldadura y disminuir las pérdidas de energía. Este fenómeno se consigue debido a que el alma metálica del electrodo se consume más rápidamente que el revestimiento, originándose así una especie de cráter en la punta que sirve para concentrar la salida del arco.

Función Metalúrgica  Mejorar las características mecánicas. Mediante el

revestimiento se pueden mejorar ciertas características del cordón resultante mediante el empleo de ciertos elementos en la composición del revestimiento y de la varilla que se incorpora en el baño del cordón durante el proceso de soldadura.  Reducir la velocidad de enfriamiento. Al permitir un enfriamiento más pausado del cordón, se evitan choques térmicos que provoquen la aparición de estructuras más frágiles. Ello se consigue porque las escorias producidas quedan flotando en el baño de fusión y forman una capa protectora del cordón, que además sirve de aislamiento térmico que reduce su velocidad de enfriamiento.

CLASIFICACIÓN DE LOS REVESTIMIENTOS  Según su naturaleza química y las reacciones de sus

escorias, los revestimientos pueden clasificarse en cinco grandes grupos.  Revestimientos oxidantes

 Revestimientos ácidos  Revestimientos de oxido de titanio  Revestimientos celulósicos

 Revestimientos básicos

Revestimientos oxidantes  Constituidos principalmente por una mezcla de oxidos

de hierro, sílice y silicatos naturales (caolín, talco, mica, etc.), con pocos elementos desoxidantes o ninguno. Estos electrodos se llaman oxidantes porque el metal fundido retiene gran cantidad de oxigeno o de oxido de hierro asi como de nitrógeno en forma de nitruro. Los contenidos de nitrógeno de las soldaduras oxidantes pueden variar entre 0,03 y 0,004 %. El Mn y el Si se desplazan hacia la escoria.

Revestimientos ácidos  Su composición química se basa principalmente en óxidos de

hierro, y en aleaciones ferrosas de manganeso y silicio. Va a generar un baño muy fluido, lo que no va a permitir ejecutar la soldadura en determinadas posiciones. Por otro lado, este tipo de revestimiento no va a dotar al flujo de un gran poder de limpieza en el material base, por lo que puede generar grietas en el cordón.  Su aplicación se centra fundamentalmente en aceros de bajo contenido en carbono, azufre y fósforo. La escoria que produce se elimina fácilmente y presenta una estructura esponjosa.  Las características mecánicas que va a presentar el cordón son aceptables, aunque de resiliencia baja. Este tipo de revestimiento va a garantizar una buena estabilidad del arco, lo que los hace idóneos tanto para el empleo de corriente alterna (CA) como para la corriente continua (CC).

Revestimientos de oxido de titanio  Llamados también de rutilo, ya que en su composición química predomina un

mineral denominado rutilo, compuesto en un 95% de bióxido de titanio, que ofrece mucha estabilidad y garantiza una óptima estabilidad del arco y una elevada fluidez del baño, lo que se traduce en un buen aspecto final del cordón de soldadura.  El revestimiento de rutilo, en cualquier caso, va a garantizar una fusión dulce, de fácil realización, con formación abundante de escoria de una consistencia viscosa y de fácil eliminación, lo cual va a permitir un buen deslizamiento, sobre todo en posición plana. Se aconseja su uso para aquellos casos donde el material base no presente muchas impurezas, debido a que estos revestimientos no tienen efectos limpiadores. Además, no secan bien y por lo tanto pueden desarrollar mucho hidrógeno ocluido en el cordón de soldadura.  Para aplicaciones donde se requiera mejorar el rendimiento, manteniendo la estabilidad del arco, se pueden emplear electrodos donde se combina el revestimiento de rutilo con otros componentes, como la celulosa (electrodos rutilocelulósicos) o la fluorita (electrodos rutilo-básicos).  Debido a la gran estabilidad del arco que presenta este tipo de revestimiento en los electrodos, se hace posible su empleo tanto con corriente alterna (CA) como con corriente continua (CC) en polaridad directa o inversa. Tiene gran aplicación cuando los espesores a soldar son reducidos.

Revestimientos celulósicos

 Su composición química está formada básicamente por celulosa integrada

con aleaciones ferrosas (magnesio y silicio). La celulosa va a desprender gran cantidad de gases en su combustión, lo que va a reducir la producción de escorias en el cordón, a la vez que va a permitir ejecutar la soldadura en posición vertical descendente.  El baño de fusión que se obtiene con este tipo de revestimiento va a ser "caliente", con la fusión de una notable cantidad de material base, lo que provoca cordones con una gran profundidad de penetración. Ello es debido al elevado desarrollo de hidrógeno, presente en la composición química de este tipo de revestimiento.  En general, las características mecánicas de la soldadura que se obtienen con este tipo de revestimientos son óptimas, aunque el aspecto final del cordón pueda ser mejorable. Ello es debido a la casi total ausencia de la protección líquida ofrecida por este revestimiento, lo cual va a impedir una modelación óptima del baño durante su solidificación.  Para electrodos que utilicen este revestimiento, la corriente de soldadura, dada la escasa estabilidad del arco, es normalmente en corriente continua (CC) con polaridad inversa.

Revestimientos básicos  La composición química de este revestimiento está formada básicamente

por óxidos de hierro, aleaciones ferrosas y por carbonatos de calcio y magnesio a los cuales, añadiendo fluoruro de calcio se obtiene la fluorita, que es un mineral muy apto para facilitar la fusión del baño.  Este tipo de revestimiento posee una gran capacidad de depuración del metal base, con lo que se obtienen soldaduras de calidad y de buenas propiedades mecánicas. Los electrodos con este tipo de revestimiento soportan elevadas temperaturas de secado, y por lo tanto el baño no se contamina con hidrógeno.  Tienen una escoria poco abundante, aunque muy densa y de difícil eliminación. Los electrodos con este tipo de revestimientos son aptos para ejecutar soldaduras en posición, verticales, por encima de la cabeza, etc.  Para electrodos con este tipo de revestimiento se recomienda el empleo de generadores de corriente continua (CC) en polaridad inversa. Los electrodos básicos se distinguen por la gran cantidad de material depositado, y son buenos para la soldadura de grandes espesores.

CLASIFICACIÓN DEL ELECTRODO Para la soldadura de los aceros, los electrodos se clasifican atendiendo al tipo de revestimiento que incorporan. Así se tiene la siguiente clasificación típica:  Electrodos Celulósicos;  Electrodos Ácidos;  Electrodos de Rutilo;  Electrodos Básicos;  Otros (electrodos de gran penetración; de gran rendimiento; de autocontacto).

Electrodos Celulósicos • Tipo de escoria: este tipo de electrodos genera una escoria poco voluminosa y de fácil eliminación; • Metal depositado: el cordón depositado va a contener gran cantidad de hidrógeno ocluido; • Arco eléctrico: posee una gran penetración y abundantes pérdidas por salpicaduras; • Características mecánicas: Carga de rotura: 48 kg/mm2 ; Alargamiento en rotura: 28% Límite elástico: 40 kg/mm2 ; Resiliencia a 0º C: 75 Julios • Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos se utilizan principalmente para soldadura de tuberías, siendo su uso generalizado en soldaduras de oleoductos. Es adecuado su uso para ejecutar soldaduras en posición y producen una gran cantidad de humos.

Electrodos Ácidos • Tipo de escoria: genera una escoria poco viscosa (por el Mn) y de fácil eliminación. A su vez es de color negro y de estructura esponjosa; • Metal depositado: el cordón va a resultar con un alto contenido en impurezas. No obstante, la presencia de hidrógeno va a ser menor que en el caso de los celulósicos. Existe peligro de figuración en caliente del cordón si el contenido de C es elevado; • Arco eléctrico: para este tipo de electrodo normalmente se empleará corriente continua (CC) con polaridad directa, aunque debido a la buena estabilidad del arco se puede emplear también con corriente alterna (CA); • Características mecánicas: Carga de rotura: 48 kg/mm2 ; Alargamiento en rotura: 27% Límite elástico: 38 kg/mm2 ; Resiliencia a -20º C: 50 Julios • Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos tiene un escaso uso, su consumo está en trono del 2%. Básicamente su utilización se restringe para soldaduras de aceros de construcción.

Electrodos de Rutilo • Tipo de escoria: genera una escoria con una viscosidad adecuada que se elimina con facilidad. Su aspecto es globular; • Metal depositado: el cordón va a presentar un nivel de impurezas intermedios entre ácidos y básicos. No obstante, el contenido de hidrógeno con este tipo de electrodo puede llegar a fragilizar la unión; • Arco eléctrico: para este tipo de electrodo se puede utilizar tanto con corriente alterna (CA) como continua (CC) en polaridad directa o inversa; • Características mecánicas: Carga de rotura: 48 kg/mm2 ; Alargamiento en rotura: 25% Límite elástico: 42 kg/mm2 ; Resiliencia a -20º C: 50 Julios • Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos encuentra su aplicación principalmente en la soldadura de aceros. Su consumo actual se estima en un 55%. Tiene un uso generalizado en calderería, construcción naval, estructuras metálicas, etc. Es adecuado para la ejecución de soldaduras en posición.

Electrodos Básicos • Tipo de escoria: genera una escoria densa, pero poco abundante que sube a la superficie del cordón con rapidez. De color pardo y brillante, se elimina de una forma aceptable; • Metal depositado: el cordón se presenta casi exento de impurezas y libre de hidrógeno; • Arco eléctrico: para este tipo de electrodo se puede utilizar tanto con corriente alterna (CA) como continua (CC) en polaridad inversa; • Características mecánicas: Carga de rotura: 54 kg/mm2 ; Alargamiento en rotura: 28% Límite elástico: 44 kg/mm2 ; Resiliencia a 0º C: 130 Julios • Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos están recomendado para la soldadura de aceros. Su uso está generalizado en calderería, construcción naval, estructuras metálicas, maquinaria, etc.

Electrodos de Autocontacto o de Gran Rendimiento En estos electrodos el revestimiento contiene Fe en polvo. El arco salta de forma espontánea, y su rendimiento gravimétrico(*) es superior al 100%.

Clasificación de electrodos para aceros al carbono (AWS A5.1) La especificación AWS A5.1, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros al carbono, trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos: E XXYZ - 1 HZR donde, E, indica que se trata de un electrodo para soldadura eléctrica manual; XX, son dos dígitos (ó tres si se trata de un número de electrodo de cinco dígitos) que designan la mínima resistencia a la tracción, sin tratamiento térmico post soldadura, del metal depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada2, como se indican en los ejemplos siguientes: E 60XX ... 62000 lbs/pulg2 mínimo (62 Ksi) E 70XX ... 70000 lbs/pulg2 mínimo (70 Ksi) E110XX ... 110000 lbs/pulg2 mínimo (110 Ksi)

 Y, el tercer dígito indica la posición en la que se puede

soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestión. Así si vale 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo es apto para soldar en todas posiciones (plana, vertical, techo y horizontal), 2 si sólo es aplicable para posiciones planas y horizontal; y si vale 4 (por ejemplo E 7048) indica que el electrodo es conveniente para posición plana, pero especialmente apto para vertical descendente.  Z, el último dígito, que está íntimamente relacionado con el anterior, es indicativo del tipo de corriente eléctrica y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo, e identifica a su vez el tipo de revestimiento, el que es calificado según el mayor porcentaje de materia prima contenida en el revestimiento. Por ejemplo, el electrodo E 6010 tiene un alto contenido de celulosa en el revestimiento, aproximadamente un 30% o más, por ello a este electrodo se le califica como un electrodo tipo celulósico.

A continuación se adjunta una tabla interpretativa para el último dígito, según la clasificación AWS de electrodos:

 Por otro lado, los códigos para designación que aparecen

después del guión son opcionales e indican lo siguiente:  1, designa que el electrodo (E 7016, E 7018 ó E 7024) cumple con los requisitos de impacto mejorados E y de ductilidad mejorada en el caso E 7024;  HZ, indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 ó 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de bajo hidrógeno).  R, indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad relativa (sólo para electrodos de bajo hidrógeno).

Resumen: Sistema AWS de clasificación de los electrodos. DIGITO

SIGNIFICADO

Primeros dos o tres

Resistencia mínima a la tensión (alivio de esfuerzos)

Anterior al último

Posición de aplicación

Ultimo

Tipo de energía, tipo de escoria, tipo de arco, magnitud de penetración, presencia de polvo de hierro en el recubrimiento.

EJEMPLO

E-60XX 60.000 lb./plg2 (mín.) E-110XX 110.000 lb./plg2 (mín.) E-XX1X Todas las posiciones E-XX2X Horizontal E-XX3X Plana E-XX4X posición plana, pero especialmente apto para vertical descendente.

Nota: El prefijo E a la izquierda del número de cuatro o cinco dígitos, significa electrodo para soldadura de arco eléctrico.

Clasificación de electrodos para aceros de baja aleación La especificación AWS A5.5. que se aplica a los electrodos para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma designación de la AWS A5.1. con excepción de los códigos para designación que aparecen después del guión opcionales. En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un número (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc.), los cuales indican el porcentaje aproximado de aleación en el depósito de soldadura, de acuerdo al siguiente cuadro:

Según las normas AWS las posiciones de soldeo son: F: plana; H: horizontal; H-Filete: filete horizontal; V-Descendente: vertical descendente; V: vertical; OH: techo ó sobrecabeza.

A continuación se adjunta una tabla resumen donde se indica el tipo de corriente y revestimiento del electrodo según la norma AWS:

Composición Química

Características mecánicas requeridas

CLASIFICACION

AWS E6010 E6011 E6012 E6013 E6020 E6027 E7014 E71015 E7016 E7018 E7024 E7028

Resistencia a la rotura PSI (mín.)

62000 62000 67000 62000 62000 62000 72000 72000 72000 72000 72000 72000

Límite elástico PSI (mín.)

50000 50000 55000 55000 50000 50000 60000 60000 60000 60000 60000 60000

Alargamiento en 2 plg, % (mín.)

22 22 17 17 25 25 17 22 22 22 17 22

RESISTENCIA AL IMPACTO

CLASIFICACION AWS

CHARPY V (MÍN) Energía

E6010, E6011, E6027, E71015, E7016, E7018

20 lb.-pie a 20 ºF

E7028

E6012, E6013, E6020, E7014, E7024

20 lb.-pie a 0 ºF

No requerido

TIPOS DE ELECTRODOS

ELECTRODOS DE GRAN PENETRACION

ELECTRODOS DE GRAN RENDIMIENTO

ELECTRODOS DE CORTE

Corriente conducida por los electrodos

dependiendo de su diámetro

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DEL ALAMBRE PARA PROCESO GMAW

La AWS clasifica los alambres sólidos, usando una serie de números y letras. Para aceros al carbono, la clasificación está basada en las propiedades mecánicas del depósito de soldadura y su composición química

Clasificación de los electrodos para el proceso GTAW

Tipos de electrodos

Electrodos de Tungsteno puro Electrodos de Tungsteno-Torio (1% Th) Electrodos de Tungsteno-Torio (2% Th) Electrodos de Tungsteno-Zirconio

Identificación

Punto verde Punto amarillo Punto rojo Punto café

AWS

EWP EWTh-1 EWTh-2 EWZr

Selección de electrodos para el proceso GTAW

Material

Tipo Corriente

Penetración

Gas

Electrodo

Aluminio Acero inox. Acero dulce Cobre Níquel Magnesio

CA CCEN CCEN CCEN CCEN CAAF

Media Alta Alta Alta Alta Media

Argón Argón

W W-Th W-Th W-Th W-Th W

Argón o Helio Argón o Helio

Argón Argón

ALMACENAMIENTO DE ELECTRODOS

Mantenimiento de electrodos en cajas abiertas

Clase

Tipo

Acondicionamiento del depósito en cajas cerradas

EXX10 EXX11

Celulósico Celulósico

Temperatura ambiente

EXX12 EXX13 EXX14 EXX24

De rutilo (Fe) De rutilo (Fe)

Temperatura 15ºC más alta que la temperatura ambiente, pero menor de 50ºC, o humedad relativa ambiente menor a 50%.

10ºC a 20ºC sobre la temperatura ambiente

EXX15 EXX16 EXX18 EXX48 Inox. E 70/E 130

Básico Básico Básico (Fe) Básico (Fe) De rutilo o básico Básico

Temperatura 20ºC más alta que la temperatura ambiente, pero menor de 60ºC, o humedad relativa ambiente menor de 50%.

0ºC a 140ºC sobre la temperatura ambiente.

ELECTRODO

RECOMENDACIONES PARA EL RESECADO DE ELECTRODOS Electrodo Tipo y Clase Celulósico (EXX10 - EXX11) De rutilo (EXX12EXX13) (EXX14EXX24) Inoxidables austeníticos Básicos de bajo contenido de hidrógeno (EXX15- EXX16) (EXX18-EXX28) (EXX48). Incluyen baja aleación (AWS A5.5). Inoxidables martensíticos y ferríticos (E4XX).

Aplicación Todas

No requiere si han estado bien acondicionados. Por lo general pueden resecarse sin deteriorar sus características operativas.

Todas

No requieren si han estado bien acondicionados. Caso contrario resecar 30 a 120 minutos a 100-150ºC. Asociar la menor temperatura con el mayor tiempo. Durante el resecado ensayar en soldadura para comprobar características operativas y evitar sobresecado.

Donde se requiere bajo contenido de hidrógeno en el metal depositado

Cuando el electrodo permaneció más de 2 h sin protección especial, resecar 60 a 120min. a 250-400ºC. No exceder los 400ºC, y si se seca a 250ºC hacerlo durante 120 minutos

Aplicaciones críticas (aceros de alto contenido de carbono, aceros de baja aleación, aceros de más de 60 kg/mm2 de resistencia)

Siempre antes de usar se

resecan 60 a 120min. a 300ºC hacerlo durante 120min. Luego conservar en estufa hasta el momento de soldar

Clasificación de electrodos para aceros inoxidables  La especificación

AWS A5.4 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificación de estos electrodos también es numérico.  Como muestras de clasificación de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, ó E 310-16  Antes de entrar en la explicación del sistema, es conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean identificados de acuerdo a lo que indica la AISI. Así por ejemplo, el acero inoxidable AISI 310 corresponde a un acero cuya composición química es del 25% de Cr y el 20% de Ni, entre sus elementos principales.

 La especificación AWS A5.4, que se refiere a los electrodos

 





para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos: E XXX-YZ E, indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco; XXX, indica la numeración que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable, para el cual está destinado el electrodo. Y, el penúltimo número indica la posición en que puede utilizarse. Así de los ejemplos E 308-15, ó E 310-16, el "1" indica que el electrodo es apto para todas las posiciones. Z, el último número de los ejemplos anteriores (5 y 6) señala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la polaridad a utilizarse, en la forma siguiente:

 5: significa que el electrodo tiene un revestimiento

alcalino que debe utilizarse únicamente con corriente continua y polaridad inversa (el cable del portaelectrodo al polo positivo);  6: significa que el electrodo tiene un revestimiento de titanio, que podrá emplearse con corriente alterna o corriente continua. En caso de utilizarse con corriente continua ésta debe ser con polaridad inversa (el cable del porta-electrodo al polo positivo).  En algunos casos se podrá encontrar que en la denominación del electrodo aparece un índice adicional al final con las letras ELC, que significa que el depósito del electrodo tiene un bajo contenido de carbono (E: extra; L: bajo/low ; C: carbono).

ELECTRODOS PARA SOLDADURA ACEROS INOXIDABLES

Clasificación de los aceros inoxidables

Selección del electrodo adecuado

Naturaleza del metal base. Dimensiones de la sección a soldar. Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora. En qué posición o posiciones se soldará. Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza. Si el depósito debe poseer alguna característica especial : resistencia a la corrosión, gran resistencia a la tracción, ductilidad, etc Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma especificaciones especiales.

Diagrama de Schaeffler  “Procede de su antecesor, el diagrama de Maurer, el cual presenta

las estructuras que va a presentar un acero al Cr-Ni de acuerdo a los porcentajes de estos presentes en el acero. Antón Scheaffler lo mejoró, incorporando la influencia de distintos elementos de aleación en la formación de Ferrita y Austenita. Se definió así el concepto de Cromo equivalente y Níquel equivalente. El cromo equivalente incorpora los elementos alfagenos (formadores de Ferrita) y el níquel equivalente los elementos gammagenos (formadores de Austenita). Cada elemento va multiplicado por un factor que depende de su grado de influencia en la formación de Ferrita o Austenita respectivamente.  Cromo equivalente: %Cr + %Mo + (1,5 x %Si) + (0,5 x %Nb).  Níquel Equivalente: %Ni + (30 x %C) + (0,5 x %Mn).

 El diagrama de Schaeffler muestra la presencia de las

fases Austenítica, Ferrítica y Martensítica propias de los aceros Inoxidables cuando son enfriados a las velocidades normales de soldadura. Además presenta las zonas de fragilización en Frío debido a la presencia de Martensita, la zona de Fragilidad en caliente originada por la presencia de Austenita, la zona de Fragilidad por presencia de fase Sigma y la zona de Crecimiento de grano Ferrítico”

Ejemplo En el tipo de soldadura 304 para acero dulce, por ejemplo, la elección del metal de relleno es un punto clave. Si utiliza el tipo de metal de relleno E308, el metal de soldadura diluido junto con la formación de martensita (una estructura frágil) puede contener grietas, ya que el metal de relleno no tolera la dilución de ambos metales base. Un metal de relleno apropiado, en este caso, sería el tipo E309 para aplicaciones por debajo de los 800ºF (427º C) en general. El procedimiento de estimación de la microestructura del metal de soldadura diluido de tipo E309 puede realizarse mediante el uso de un diagrama de Schaeffler el metal de soldadura diluido contendrá aproximadamente 4% de ferrita y nada de martensita en la matriz austenítica, la cual es resistible a las fisuras.

Conocer la posición del punto e en la gráfica es muy importante porque dará idea de las características y composición final del cordón de soldadura que se ha obtenido.

ESQUEMA ILUSTRATIVO PARA DETERMINAR EL GRADO DE DILUCION EN UNA SOLDADURA

.

.

.

SOLDABILIDAD DE LAS FUNDICIONES

SOLDADURA DE HIERRO FUNDIDO

DESIGNACION AWS A 5.15

Tipo

Eficiencia %

Ni %

E-NiCu-B

95

65

E-Ni-Ci

95

98

E-Ni-FeCi

95

53

Si %

Mn %

C%

0.8

0.8

1.0

Variación de la dureza en las soldaduras de hierro fundido con y sin precalentamiento

Variación e la dureza del depósito y del metal de soldadura en hierro fundido. Soldadura de arco realizada con un electrodo de base níquel (monel)