Procesos de Soldadura
Procesos de Soldadura
Procesos de Soldadura
En teoría todos los procesos de soldadura se pueden aplicar para la unión de tuberías
metálicas. Pero algunas características particulares a cada proceso, pueden limitar su uso
ha ciertas áreas controladas. Dentro de estas particularidades se pueden mencionar el
tamaño y peso; la necesidad de ambientes controlados; la sensibilidad y complejidad de
sus componentes; su maniobrabilidad, entre otras características. Más aun, las
condiciones de trabajo impuestas durante el montaje de tuberías, en las diversas
aplicaciones industriales que tienen estas, exigen que los procesos de soldadura a ser
utilizados sean livianos, versátiles, maniobrables y que trabajen con una variedad de
fuentes de energía o sean inclusive auto-energizados.
Reconocida por sus siglas en Ingles SMAW (Shielding Metal Arc Welding) es, de lejos,
el proceso de mayor uso y más conocido en nuestro medio, su versatilidad,
maniobrabilidad y variedad de materiales de aporte que pueden ser utilizados es, sin
duda, la razón de su vigencia.
Hasta aquí todo parece apuntar a que el proceso SMAW desde el punto de vista práctico
es el proceso ideal, pero nada es perfecto, así tenemos que mencionar su mayor
desventaja, y esta es, el rendimiento en el metal depositado. En condiciones de trabajo
normales el metal depositado puede ser tan bajo como un 45% por kilo de material de
aporte y en el mejor de los casos se obtienen rendimientos de hasta 75% - soldadura en
taller. Este es un factor importantísimo a considerar cuando se evalúa su aplicabilidad.
Dicho de otra manera, cuan más difíciles sean las condiciones del área a soldar, se deba
esto a la posición de la junta, accesibilidad de la zona, topografía u otra variable, el
rendimiento del material depositado no será mayor problema. En cualquier otra
circunstancia es un asunto a considerar cuidadosamente.
Otras tuberías que se sueldan con procesos SMAW son aquellas para las cuales no se
desarrollan aun materiales de aporte adecuados o cuando se efectúan soldaduras dentro de
planta en zonas de difícil acceso. La variedad de materiales de aporte disponibles para
este proceso es muy amplia y cubre casi todas las aleaciones comerciales que existen en
el mercado.
Las variables importantes a tener en consideración con este proceso, son el diámetro del
electrodo, la corriente de soldadura – amperaje (critico en soldadura de tuberia)* y
polaridad, longitud del arco, velocidad de avance, orientación del electrodo, diseño de
junta, técnica de soldadura, método de remoción de la escoria, estabilidad del arco y la
habilidad del soldador.
(1) Apertura de raíz (mas para aperturas estrechas, menos para aperturas anchas).
(2) El grosor de pared de la tuberia; y
(3) El diámetro de la tuberia a soldar.
Otro factor que envuelve la soldadura de tuberías es la polaridad, los electrodos EXX10 de sueldan con corriente continua
electrodo al positivo (polaridad invertida), la excepción a esto es cuando se utilizan la técnica de “arrastre” en que se emplea
corriente continua electrodo al negativo (polaridad directa).
GMAW
Las múltiples variables de este proceso nos llevan a agruparlas en tres áreas principales,
las cuales se encuentran bastante interrelacionadas.
a. Amperaje de salida.
b. Rango de voltaje en vacío.
c. Características estáticas y dinámicas.
d. Rangos de alimentación del alambre.
e. Accesorios.
1. Tamaño de soldadura.
2. Diseño de junta.
3. Numero de pases.
4. Limitaciones físicas del soldador.
Las ventajas del proceso GMAW incluye: electrodo (alambre) continuo, velocidades de
soldadura superiores a SMAW, ausencia de escoria y, altos rangos de deposicion. Entre
las limitaciones se encuentran: equipo más complejo, costoso y menos transportable;
difícil de aplicar en soldaduras en espacios reducidos; necesidad de protección de vientos
o ráfagas de vientos; rangos altos de enfriamiento mas prolongados; y se puede
experimentar fusión incompleta severa cuando no se aplican correctamente los
parametros establecidos en los procedimientos.
En resumen una soldadura limpia, rápida y con rendimientos altos, a su vez con
limitaciones para aplicación en campo, en lugares con fuertes vientos o espacios
reducidos. Un proceso a considerar en tuberías a ser instaladas y montadas en interiores
que cuenten con facilidades de acceso.
FCAW
1. Amperaje de soldadura.
El proceso FCAW tiene tanto ventajas sobre el proceso SMAW, como sobre el proceso
GMAW. Simplemente podemos decir que el proceso FCAW entrega soldaduras de alta
calidad a menor costo y esfuerzo, del soldador, que las obtenidas con SMAW, y es menos
complejo que el GMAW. Entre estas ventajas destacan:
Este proceso se caracteriza por entregar soldaduras de muy alta calidad tanto sobre
materiales-base ferrosos como no ferrosos. Este proceso se puede mecanizar y
automatizar, las características saltantes se muestran en la siguiente imagen.
Si bien es cierto, con este proceso se obtienen soldaduras de muy alta calidad y
excelentes características mecánicas, también es cierta la lentitud con la que el material
de aporte es depositado.
Entre las ventajas este proceso destaca su excelente control del calor aportado. Como en
la soldadura oxi-acetilenica la fuente de calor como el material de aporte pueden ser
controlados separadamente. Debido a que el electrodo no es consumible este proceso
puede ser usado para soldar por fusión sin necesidad de material de aporte. Se utiliza para
soldar casi todas las aleaciones comerciales a excepción de las aleaciones de bajo punto
de fusión como por ejemplo las aleaciones de zinc o estaño. Es especialmente útil para
soldar tuberías de aluminio, magnesio, zirconio o titanio. Las partes a unir deben ser
limpiadas cuidadosamente antes de ser soldadas.
A pesar que el material base no se funde y no existe fusión entre el material base y el
material de aporte, la unión lograda suele tener una alta resistencia. Cuando este proceso
se aplica correctamente es posible lograr una unión que desarrolla una resistencia igual o
mayor al material base, inclusive así el material de aporte sea de menor resistencia que el
material base. Esto se logra debido a dos factores principales. El primero, la junta esta
diseñada para tener áreas extensas de contacto y, segundo, la separación entre las partes a
unir es muy pequeña, por lo general menor a 0,25 mm. Separaciones mayores tienen una
resistencia menor.
Este proceso requiere normalmente de fundentes que permitan liberar la capa de oxido
superficial y facilitar de esta manera el proceso. Hay que recordar que este proceso
depende del fenómeno conocido como “capilaridad” y esta relacionada directamente a la
tensión de superficie, por lo que, las superficies a unir deben de encontrarse
apropiadamente limpias.
Para la soldadura de tuberías no se debe de dejar de considerar este proceso su aplicación
en la industria es muy importante especialmente para la soldadura de tuberías pequeñas
de cobre, aceros inoxidables y otras aleaciones; o cuando se requiere soldar tuberías con
materiales base disímiles.
Este proceso puede ser aplicado de muchas maneras, pero en aplicaciones industriales de
montaje se prefiere la utilización de una llama que permita temperaturas por encima de
los.
Las desventajas de este proceso esta marcadas por la necesidad de un adecuado diseño de
junta y la limpieza de la misma. Por lo que las discontinuidades más comunes son
contaminación y áreas no unidas.
Conclusión.
Solo describimos los aspectos más saltantes de los procesos más comunes para la unión
de tuberías empleados en la industria, especialmente los que se aplican durante la
construcción y montaje de estas. No se debe dejar de mencionar que existen una serie de
importantes procesos que son empleados en la manufactura de tuberías, es decir en la
conformación de ellas, como son la Soldadura por Arco Sumergido (SAW) y la
Soldadura por Resistencia Eléctrica (ERW).
Reiteramos que se asume que los participantes en este curso tienen conocimiento de los
principios básicos que rigen la ciencia, técnica y arte de la soldadura.
Bibliografía y lectura recomendada.