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Procesos de soldadura, Giuseppe Vignati Exp: III-203-00028, Jeniffer…

- - - - Los procesos de soldadura por arco utilizan una fuente de alimentación de soldadura para crear y mantener un arco eléctrico entre un electrodo y el material base para fundir metales en el punto de soldadura. El intenso calor producido por el arco derrite rápidamente una parte del metal base, lo que resulta en la formación de una soldadura. Este arco eléctrico ronda los 3590°C en su centro. Se agrega metal de relleno en la mayoría de los procesos de soldadura para aumentar el volumen y la resistencia de la unión soldada. Cerca de la punta del electrodo se forma un charco de metal fundido, que consta de metal base y de relleno. A medida que el electrodo se mueve a lo largo de la junta, el metal fundido se solidifica a su paso.
    - - Soldadura por arco de metal blindado – SMAW
        
        La soldadura por arco de metal blindado (SMAW) es uno de los tipos más comunes de soldadura por arco. También se conoce como soldadura manual por arco metálico (MMAW) o soldadura con electrodo revestido. La soldadura por arco de metal blindado (SMAW) utiliza un electrodo que consiste en una varilla de metal de relleno recubierta con fundente que protege el área de soldadura de la oxidación y contaminación al producir gas dióxido de carbono (CO2) durante el proceso de soldadura. El metal de aportación utilizado en las varillas debe ser compatible con el metal a soldar, la composición suele ser cercana a la del metal base. La corriente eléctrica se utiliza para crear un arco entre el material base y la varilla del electrodo consumible. El proceso SMAW es el más simple en términos de requisitos de equipo. También es versátil y se puede realizar con equipos relativamente económicos, lo que lo hace muy adecuado para trabajos de taller y trabajo de campo. Un operador puede llegar a ser razonablemente competente con una modesta cantidad de entrenamiento y puede lograr el dominio con experiencia. La mayoría de los soldadores nuevos comienzan como ” soldadores de varilla ” y desarrollan las habilidades necesarias a través de la capacitación y la experiencia. Los tiempos de soldadura son bastante lentos, ya que los electrodos consumibles deben reemplazarse con frecuencia y porque la escoria, el residuo del fundente, debe desprenderse después de la soldadura.
      - Soldadura por arco metálico con gas – GMAW
        
        La soldadura por arco metálico con gas (GMAW), también conocida como gas inerte metálico o soldadura MIG, es un proceso de soldadura por arco en el que el electrodo es un alambre desnudo consumible y el blindaje se logra inundando el arco con un gas inerte. La soldadura con gas inerte metálico (MIG) se diferencia del proceso SMAW en que su electrodo es un alambre sólido desnudo que se alimenta continuamente al área de soldadura y se convierte en el metal de aportación a medida que se consume. Por el contrario, los electrodos SMAW deben desecharse cuando alcanzan una longitud mínima. La soldadura por arco metálico con gas se usa ampliamente en los modos semiautomático, mecánico y automático. La pantalla de gas debe proporcionar una protección completa, porque incluso una pequeña cantidad de aire atrapado puede contaminar el depósito de soldadura. Originalmente, solo gases inertes como argón y helio fueron utilizados para blindaje. Hoy en día, también se usa dióxido de carbono y se puede mezclar con los gases inertes. Debido a que GMAW se alimenta continuamente con alambre, no es necesario reemplazar el electrodo a intervalos regulares, como en el caso de SMAW, lo que hace que este proceso sea adecuado para la soldadura automatizada.
      - Soldadura por arco de tungsteno con gas – Soldadura TIG
        
        La soldadura por arco de tungsteno con gas , también conocida como soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) , es un proceso de soldadura por arco que utiliza un electrodo de tungsteno no consumible y un gas inerte para el blindaje del arco. El GTAW se puede implementar con o sin metal de aportación. Cuando se usa metal de aportación, se agrega al baño de soldadura desde una varilla o alambre separado. Los gases de protección típicos utilizados son argón, helio o una mezcla de estos gases. La soldadura TIG es especialmente útil para soldar materiales delgados, este método se caracteriza por un arco estable y soldaduras de alta calidad, pero requiere una gran habilidad del operador y solo se puede lograr a velocidades relativamente bajas. Dado que el proceso GTAW es un proceso de soldadura muy limpio, se puede utilizar para soldar metales reactivos, como titanio y circonio, aluminio y magnesio.
      - Soldadura de arco sumergido
        
        La soldadura por arco sumergido (SAW) es un método de soldadura de alta calidad, que implica sumergir el arco de soldadura debajo de un montículo de partículas de flujo granular.(que consta de cal, sílice, óxido de manganeso, fluoruro de calcio) cuando se inicia el arco. Continuamente se agrega fundente adicional delante del electrodo a medida que avanza el recorrido de la soldadura. El fundente protege el arco y el metal de soldadura fundido de la atmósfera ambiental, evitando así la formación de óxidos. El metal de aportación se obtiene principalmente de un alambre de electrodo que se alimenta continuamente a través de la capa de fundente hacia el arco y la piscina de fundente fundido. Esto aumenta la calidad del arco, ya que el flujo bloquea los contaminantes de la atmósfera. El fundente derretido se convierte en escoria, que es material de desecho y debe eliminarse después de soldar. Durante el proceso de soldadura por arco sumergido, no todo el fundente se convierte en escoria. Dependiendo del proceso de soldadura, se puede reutilizar del 50% al 90% del fundente.
  - - - La soldadura por resistencia (ERW) es un proceso de soldadura que implica la generación de calor a partir del flujo de corriente eléctrica a través de las piezas que se unen. Se forman pequeños charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que pasa una alta corriente (1000–100 000 A) a través del metal. La soldadura por resistencia eléctrica se utiliza ampliamente, por ejemplo, en la fabricación de tubos de acero y en el montaje de carrocerías para automóviles. La industria de fabricación de vehículos, entre otras, emplea ampliamente los procesos de resistencia en aplicaciones en las que el diseño del producto especifica espesores de calibre que se traslapan. Se utilizan sistemas totalmente automáticos y robóticos para muchas de estas aplicaciones.
    - - Soldadura de pernos por resistencia.
        
        Las principales variables de proceso asociadas con estos procesos de soldadura por resistencia son la corriente de soldadura, el tiempo de soldadura, la fuerza o presión del electrodo, el material del electrodo y la configuración de la punta. La soldadura por resistencia (RW) fue inventada en 1886 por el profesor Elihu Thomson, y es uno de los procesos de soldadura por fusión más simples y comunes.
      - Soldadura por puntos por resistencia – RSW
        
        Soldadura por puntos por resistencia, o soldadura por puntos es un proceso de soldadura que se utiliza para unir dos o más láminas de metal superpuestas, montantes, salientes u otras superficies ajustadas en uno o más puntos. En este método la junta se produce por el calor generado debido a la resistencia de las piezas de trabajo al flujo de corriente y aplicación de presión. La soldadura se limita a los puntos de las piezas de trabajo superpuestas y, por lo tanto, no es continua. Los electrodos de cobre puntiagudos conducen la corriente de soldadura al lugar de trabajo y también sirven para aplicar presión para formar la unión fuerte. Estas superficies en contacto se calientan mediante un pulso breve de corriente de bajo voltaje y alto amperaje para formar una pepita fundida de metal de soldadura. Se forman pequeños charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que pasa una alta corriente (1000–100 000 A) a través del metal. Cuando se detiene el flujo de corriente, la presión del electrodo se mantiene mientras el metal de soldadura se enfría rápidamente y solidifica. Los electrodos están hechos de aleación de cobre-cromo y / o circonio reforzado por precipitación y deben cambiarse después de una cierta cantidad de soldaduras.
      - Soldadura por costura por resistencia – RSEW
        
        La soldadura por costura por resistencia es un proceso similar al proceso de soldadura por puntos, pero en lugar de electrodos puntiagudos, los electrodos en forma de rueda ruedan y a menudo alimentan la pieza de trabajo, lo que permite realizar soldaduras largas y continuas. Esto produce una soldadura en las superficies de contacto de dos metales similares. Los electrodos suelen tener forma de disco y giran a medida que el material pasa entre ellos. La costura puede ser una junta a tope o una junta superpuesta y suele ser un proceso automatizado. La articulación es normalmente estanca a los gases o líquidos. Se realiza una serie de soldaduras sin retraer las ruedas de los electrodos ni liberar la fuerza del electrodo entre los puntos, pero las ruedas pueden avanzar de forma intermitente o continua. Al igual que la soldadura por puntos, la soldadura por costura se basa en dos electrodos, generalmente hechos de cobre, para aplicar presión y corriente. La soldadura por costura produce una soldadura extremadamente duradera porque la unión se forja debido al calor y la presión aplicados. Un uso común de la soldadura por costura es durante la fabricación de tubos de acero redondos o rectangulares.
  - - - La soldadura por rayo láser es uno de los procesos de soldadura de alta densidad de potencia (del orden de 1 MW/cm2), que utilizan una tasa muy alta de entrada de calor. Estos procesos generalmente requieren automatización y tienen un excelente potencial para la producción a alta velocidad. La soldadura por rayo láser utiliza efectos de la soldadura por fusión de materiales con el calor suministrado por un rayo láser que incide en la junta. Un láser es un dispositivo que emite luz mediante un proceso de amplificación óptica basado en la emisión estimulada de radiación electromagnética. Para fines de soldadura, el rayo láser es luz monocromática coherente en la porción de frecuencia infrarroja o ultravioleta del espectro de radiación electromagnética. Por tanto, el rayo es invisible. Los láseres comerciales de dióxido de carbono (CO2) pueden emitir muchos cientos de vatios en un solo modo espacial que se puede concentrar en un punto diminuto. Esta emisión se encuentra en el infrarrojo térmico a 10,6 µm; tales láseres se utilizan habitualmente en la industria para cortar y soldar. El haz en bruto mínimamente divergente se enfoca en un punto pequeño para obtener la mayor densidad de potencia.
  - - - Soldadura con gas oxicombustible La soldadura con gas utiliza el calor producido por una llama de gas para fundir el metal de aporte, si se usa, y el metal base, creando así una soldadura. La soldadura con gas es uno de los procesos de soldadura más antiguos y versátiles, pero en los últimos años se ha vuelto menos popular en aplicaciones industriales. Todavía se usa ampliamente para soldar tuberías y tubos, así como para trabajos de reparación. Un proceso similar, generalmente llamado corte con oxicombustible, se usa para cortar metales. El proceso de soldadura con gas más común es la soldadura con oxiacetileno. El equipo es relativamente económico y simple, generalmente emplea la combustión de acetileno en oxígeno para producir una temperatura de la llama de soldadura de aproximadamente 3100°C. Se usa oxígeno puro, en lugar de aire, para aumentar la temperatura de la llama y permitir la fusión localizada del material de la pieza de trabajo. La temperatura a la que se quema es función de la cantidad de oxígeno presente en la mezcla de gases.
  - - - Soldadura por fricción es una forma de soldadura en estado sólido donde el calor se obtiene del movimiento deslizante inducido mecánicamente entre las partes a soldar. En la soldadura de estado sólido, la unión se produce mediante la aplicación de presión sin que se derrita significativamente ninguna de las piezas de trabajo. Debido a que no se produce fusión, la soldadura por fricción no es un proceso de soldadura por fusión en el sentido tradicional. Las piezas soldadas se mantienen unidas bajo presión. Generalmente, el calor por fricción se genera al girar una parte contra la otra. Cuando se alcanza cierta temperatura, el movimiento de rotación se detiene y la presión aplicada suelda las piezas. El proceso de enlace se basa en la deformación o en la difusión y deformación limitada, de modo que el movimiento atómico (difusión) crea nuevos enlaces entre los átomos de dos superficies.
  - - - Implica la unión de materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta, que se genera mediante una detonación controlada. La energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solo se genera una cantidad limitada de calor. Los metales de alta ductilidad que tienen una disposición cúbica de átomos centrada en las caras y no se endurecen rápidamente son los que mejor se adaptan al proceso. Estos incluyen aluminio y cobre, acero inoxidable, oro, plata y platino. Las geometrías típicas producidas incluyen placas, tubos y placas de tubos. El proceso se usa comúnmente para soldar materiales diferentes, incluida la unión de aluminio con acero al carbono en cascos de barcos y acero inoxidable o titanio con acero al carbono en recipientes a presión petroquímicos.
- - - - a) Cinta métrica de 3.0 m
      - b) Escala graduada de 150 mm
      - c) Lámpara de mano
      - d) Medidor de soldadura (Gage) y ángulos de biseles
      - e) Medidor de soldadura de filetes
      - f) Termómetro de contacto o juego de crayones indicadores de temperatura
      - g) Medidor de High-Low.
      - h) Marcador para metales
  - - - • Planos y especificaciones del proyecto aprobados
        • Especificaciones de procedimiento de soldadura (WPS) aprobados
        • Matriz de soldadores calificados
        • Matriz de soldadura.
- - - - Para la primera prueba, el soldador debe hacer una junta a tope en posición fija con el eje de la tubería en un plano horizontal o inclinado de la horizontal en un ángulo no mayor a 45º. Esta soldadura a tope debe ser hecha en una tubería con un diámetro exterior de al menos 6.625” (6 5/8”, 168.3 mm) y con un espesor de pared de al menos 0.250” (6.4 mm) sin placa de respaldo. La soldadura debe ser aceptada si ésta cumple los requerimientos Las probetas pueden ser retiradas del cupón de las ubicaciones, o pueden ser seleccionadas de las ubicaciones relativas indicadas pero sin referencia a la parte superior de la tubería, o pueden ser seleccionadas de ubicaciones que estén separadas equidistantemente alrededor de la circunferencia entera de la tubería. La secuencia de los tipos de probetas adyacentes debe ser idéntica.
      - Para la segunda prueba, el soldador debe trazar, cortar, ajustar y soldar una conexión de ramal de tamaño completo a una tubería. Este ensayo debe ser realizado con un diámetro de tubería de al menos 6.625” (168.3 mm) y con un espesor nominal de pared de al menos 0.250” (6.4 mm). Un agujero de tamaño completo debe ser cortado durante la prueba. La soldadura debe ser hecha con el eje de la tubería de prueba en posición horizontal y el eje de la tubería de ramal (branch-pipe) extendiéndose verticalmente hacia abajo. La soldadura terminada debe exhibir una apariencia ordenada, uniforme y bien acabada.