Cuestionario Soldadura - Respondido
Cuestionario Soldadura - Respondido
Cuestionario Soldadura - Respondido
a) Códigos de diseño.
b) Código de fabricación.
Códigos ASME IX
o Esta norma aplica a la soldadura por arco y por oxígeno y combustible de tubería
empleada en la compresión, bombeo y transmisión de petróleo crudo, productos del
petróleo y gases combustibles, y también para los sistemas de distribución cuando
esto es aplicable. Presenta métodos para la producción de soldaduras aceptables
realizadas por soldadores calificados que usan procedimientos y equipo de soldadura y
materiales aprobados. También presenta métodos para la producción de radiografías
adecuadas, realizadas por técnicos que empleen procedimientos. Y equipo aprobados,
a fin de asegurar un análisis adecuado de la calidad de la soldadura. También incluye
los estándares de aceptabilidad y reparación para defectos de soldadura.
o Este Código cubre los requisitos aplicables a estructuras de acero al carbono y de baja
aleación. Está previsto para ser empleado conjuntamente con cualquier código o
especificación que complemente el diseño y construcción de estructuras de acero.
Quedan fuera de su alcance los recipientes y tuberías a presión, metales base de
espesores menores a 1/8 Pulg (3.2 mm), metales base diferentes a los aceros al
carbono y de baja aleación y los aceros con un límite de cedencia mínimo mayor a
100,000 lb/pulg2 (690 MPa).
Bajo estas breves explicaciones podemos ordenar los codigos de esta manera:
a) Códigos de diseño.
o Structural welding Code – AWS D1.1
b) Código de fabricación.
o Código API 1104
La respuesta seria:
3.- ¿Cuáles son las cuatro posiciones básicas de soldadura? – para que sirve
determinar las mismas.
Hay cuatro posiciones básicas para soldar: Plana, Vertical, Sobre cabeza y Horizontal.
Estas posiciones se usan para todos los procesos de soldadura, y son independientes del
proceso que se use:
1-) Soldadura plana.- El metal de la soldadura se deposita sobre el metal base. El metal base
actúa como soporte.
2-) Soldadura vertical.- El metal base actúa como un soporte parcial solamente, y el metal que
ya a sido depositado debe usarse como ayuda.
La soldadura vertical puede ejecutarse de dos maneras diferentes: Una, desde la parte de abajo
de la unión hacia la parte superior llamada Superior vertical y otra, de la parte superior de la
unión hacia abajo llamada Bajada vertical.
3-) Soldadura horizontal.- Como en la soldadura vertical, el metal base da sólo soporte parcial, y
el metal de la soldadura que se deposita debe usarse como ayuda.
4-) Soldadura sobre la cabeza.- El metal base sostiene ligeramente al metal de la soldadura
depositado. Se experimentara poca dificultad en la soldadura vertical o sobre la cabeza, si el
charco se conserva plano o poco profundo y no se permite que forme una gota grande.
El plano de referencia horizontal se toma para hallarse siempre debajo de la soldadura en
consideración.
La inclinación del eje se mide a partir del plano horizontal de referencia hacia la vertical.
El anguilo de rotación de cara se mide desde una línea perpendicular al eje de la soldadura y
que se halle en un plano vertical que contenga este eje. La posición de referencia (0 Grados) de
rotación de la cara invariablemente apunta en la dirección opuesta a aquella en la cual el
ángulo del eje aumenta. El ángulo de rotación de la cara de soldadura se mide en una dirección
de manecillas del reloj a partir de esta posición de referencia,(0 Grados) cuando se mira en el
punto P.
4.- ¿En que posición esta el tubo que rueda horizontalmente durante la soldadura?.
a] 2G. b] 1G. c] 6G. d] 5G. e] 5F
Respuesta.- b) 1G
R.- Los eslectrodos metalicos con un recubrimiento que mejore las caracteristicas de
la soldadura son los mas utilizados y cumple las funciones de:
Los electrodos se evalúan por la calidad del metal que depositan, a economía con la cual lo
depositan y, sobre todo, por la facilidad con que pueden ser usados por el soldador.
La presencia del polvo de hierro permite usar corrientes de trabajo más altas, lo cual se
traduce mejores regímenes de depósito y mejores velocidades de aplicación. El recubrimiento
de mayor espesor no lo hace tan idealmente adecuado para la producción de soldadura fuera
de posición en material de calibre delgado; sin embargo, se le puede utilizar adecuadamente
cuando algún trabajo ocasional lo demande. Sus características de trabajo hacen que este
electrodo sea particularmente adecuado para la producción de soldaduras en productos de
forma irregular en los que se encuentran aplicaciones de soldadura fuera de posición.
8.- ¿Cuáles de las siguientes características dependen del tipo de recubrimiento del
electrodo?
a] Penetración.
b] Diseño de junta.
La penetración, ya que en este tipo de caracteristica se puede llegar a aplicar un electrodo para
solidificacion rapida, ya que son diseñados para depositar metal de soldadura, que solidifique
rapidamente después de haber sido fundido por el arco.
9.- ¿Cuál es el motivo de resecar los electrodos revestidos? De ejemplos en los cuales
se realiza y especifique temperatura y tiempo recomendado.
R.- Debido a que el contenido de humedad del aire es facilemente absorvido por el
revestimiento del electrodo. Un exceso de humedad en el revestimiento puede producir poros
en la soldadura, asi como el hidrogeno procedente de la humedad puede dar lugar a fisuras en
frio.
Una de las maneras de evitar esto es el envasado hermetico de los electrodos. Mientras se
mantenga la hermeticidad, los electrodos estaran secos, por lo que se debera tener en
perfecto estado las latas, sin ningun tipo de magulladuras.
Los electrodos que estan muy dañados por la humedad, no daran resultados optimos aun
después de ser resecados.
Los electrodos que hayan sido resecados deben ser almacenados en hornos, con un
temperatura de manutención de entre 110ºC – 150ºC.
10.- Describir el papel del revestimiento del electrodo o del fundente en la soldadura
protegida por escoria y mencionar algunos procesos de estas características.
Física.
Metalúrgica.
La escoria:
Para electrodos para llenado rapido que tengan una alta penetración tambien existen:
E-7024, E6027, E-7020-A1
Clasificacion:
EXXX2, que tiene una penetración mediana, para este tipo de chapas, y en cuanto al
fundente y escoria tiene titanio-sodio (0-10% de polvo de hierro)
HRW f 1 f 2 I E
Por tanto si se desea aumentar el calor o energía aportada se tendría que elegir otro
tipo de electrodo de mayor diámetro y trabajar con metales base de mayor espesor.
Proceso semiautomático
Los parámetros variables de soldadura son los factores que pueden ser ajustados para
controlar una soldadura. Algunas de estas variables, a las que denominamos variables
preseleccionadas son:
Tipo de gas
Caudal
Por otra parte también hay que definir otras variables las cuales las denominamos
variables primarias que son las que controlan el proceso después que las variables
preseleccionadas fueron seleccionadas, estas controlan la estabilidad del arco, el
régimen de soldadura y la calidad de la soldadura, estas variables son:
Otras variables a tener en cuenta son las denominadas variables secundarias, que
pueden ser modificadas de manera continua, son a veces difíciles de medir con
precisión y especialmente en soldadura automática, estas no afectan directamente a la
forma del cordón, pero actúan sobre una variable primaria que a su vez influye en el
cordón. Estas variables son:
Altura de la boquilla
Angulo de la boquilla
Los parámetros regulables que podemos considerar como más importantes y que más
afectan a la soldadura son:
Polaridad
Tensión de arco
19.- Se ha indicado que la velocidad de enfriamiento es mayor en el proceso GMAW que en el SMAW
y que es mayor la probabilidad de que ocurra fisuras en la ZAC en los aceros templables. ¿Cuál es la
razón principal por lo que la velocidad de enfriamiento del metal de soldadura es mayor en GMAW
que en SMAW?.
El proceso de enfriamiento en la ZAC se produce a un neto efecto de pérdida de calor por convección,
en el GMAW, el uso del gas inerte junto con el electrodo desnudo , evitan que se forme el recubrimiento
de escoria en la gota de soldadura, y por tanto el proceso de enfriamiento se realiza solo por
convección, enfriándose así más rápido, ese enfriamiento más rápido, nos produce una mayor dureza, lo
cual puede ocurrir fisuras en la ZAC en aceros templables..
20.- a] ¿Por qué no se recomienda CO2 como gas de protección en la soldadura de aceros
inoxidables?
b] Dar las condiciones y características de los distintos tipos de transferencias en el proceso
GMAW?
b) El proceso básico MIG incluye tres técnicas muy distintas: Transferencia por “Corto circuito”,
transferencia “Globular” y la transferencia de “Arco Rociado” (Spray Arc)
Los factores que determinan la manera en que los metales son transferidos son la corriente de
soldadura, el diámetro del alambre, la distancia del arco (voltaje), las características de la
fuente de poder y el gas utilizado en el proceso.
Transferencia por “Corto circuito”: También conocido como "Arco Corto", "Transferencia
espesa" y "Micro Wire", la transferencia del metal ocurre cuando un corto circuito eléctrico es
establecido, esto ocurre cuando el metal en la punta del alambre hace contacto con la
soldadura fundida. El metal se deposita en forma de gotitas individuales, entre 50 y 200 por
segundo, Se usan corrientes y tensiones bajas, los gases son ricos en dióxido de carbono y los
electrodos son de alambre de diámetro pequeño. Debido a sus características de bajo aporte
de calor, el método produce pequeñas zonas de soldadura fundida de enfriamiento rápido,
que lo hacen ideal para soldar en todas las posiciones. La transferencia de corto circuito es
también especialmente adaptable a la soldadura de láminas metálicas.
Ventajas:
- Materiales delgados
- Trabajos fuera de posición
- Juntas abiertas
- Pobre ajuste de juntas
Limitaciones:
- Produce salpicadura
- Falta de penetración en materiales gruesos
- Uso limitado en aluminio
Transferencia por rociado: Diminutas gotas de metal fundido llamadas "Moltens" son
arrancadas de la punta del alambre y proyectadas por la fuerza electromagnética hacia la
soldadura fundida. El metal de aporte es transportado a alta velocidad en partículas muy finas
a través del arco, entre 500 y 2.000 por segundo. La fuerza electromagnética es alta, lo que
permite atomizar las gotas desde la punta del electrodo en forma lineal hacia el área de
soldadura. Se puede soldar a altas temperaturas.
Ventajas:
- Alta tasa de depósito
- Buena fusión y penetración
- Excelente apariencia del cordón
- Capacidad de utilizar alambres de gran diámetro
- Prácticamente no existe salpicadura
Limitaciones:
- Usada solo en materiales de un espesor mínimo de 1/8”
- Para posiciones plana y horizontal
- Se requiere de un buen ajuste de junta ya que no tolera las juntas abiertas
Transferencia globular: El metal se transfiere en gotas de gran tamaño y ocurre por
gravedad cuando el peso de éstas excede la tensión superficial. Se usan gases ricos en
dióxido de carbono y argón, produce altas corrientes que posibilitan mayor
penetración de la soldadura y mayores velocidades que las que se alcanzan con la
transferencia por corto circuito y spray. También, se producen bastantes salpicaduras y
por ello no es un método muy utilizado, causando además problemas potenciales de
penetración incompleta.
Cuando todas las otras variables se mantienen constantes, el amperaje de soldadura varía con
la velocidad de alimentación del electrodo.
La relación entre la velocidad de alimentación del electrodo y la corriente de soldadura se ve
afectada por la composición química del electrodo.
Así, con más amperaje crece la velocidad de alimentación del material de aporte, se generan
cordones más gruesos y es posible rellenar uniones grandes. Con MIG/MAG, las corrientes de
soldadura varían desde unos 50 hasta 600 amperios. Normalmente se trabaja con polaridad
positiva, es decir, la pieza al negativo y el alambre al positivo.
Cuando se mantienen constantes todas las otras variables, un incremento en la corriente de
soldadura (velocidad de alimentación del electrodo) resultará en lo siguiente:
• Un aumento en la penetración de la soldadura (profundidad y ancho del cordón)
• Un aumento en la rata de deposición
• Un aumento en el tamaño del cordón de soldadura.
22.- De acuerdo con la Norma AWS A5.20 que especifica los requerimientos que deben cumplir los
electrodos tubulares para soldadura de aceros al C, estos se clasifican según (cual o cuales de los
siguientes ítem):
a] Se usan con protección gaseosa o sin ella.
b] Se usan en una o multipasadas.
c] Las posiciones de soldadura para las que son aptas.
d] Las propiedades mecánicas del metal de aporte puro.
e] Se usan en CC (+) o CC (-).
Bajo esta norma son electrodos para aceros de baja aleación, que permiten depósitos de soldadura con
composiciones químicas y propiedades mecánicas similares a los electrodos SMAW.
La soldadura GMAW (gas metal arc welding) o Soldadura MIG (metal inert gas) es también
conocida como Gas Arco Metal o MAG, donde un arco eléctrico es mantenido entre un
alambre sólido que funciona como electrodo continuo y la pieza de trabajo.
El arco y la soldadura fundida son protegidos por un chorro de gas inerte o activo. El proceso
puede ser usado en la mayoría de los metales y la gama de alambres en diferentes aleaciones y
aplicaciones es casi infinita.
El proceso básico MIG incluye tres técnicas muy distintas: Transferencia por "Corto Circuito",
transferencia "Globular" y la transferencia de "Arco Rociado (Spray Arc)". Estas técnicas
describen la manera en la cual el metal es transferido desde el alambre hasta la soldadura
fundida.
En la transferencia de arco rociado se obtiene por medio de una protección de gas de argón o
helio no inferior al 80%, se da a través de diminutas gotas de metal fundido llamadas
"Moltens" que son arrancadas de la punta del alambre y proyectadas por la fuerza
electromagnética hacia la soldadura fundida. El diámetro de estas gotas es más o menos igual
al diámetro del alambre electrodo.
Como se puede ver en la tabla, la corriente de transición depende del diámetro del alambre y
el gas usado, no obstante, si el gas usado para soldar acero al carbón contiene mas de 15% de
anhídrido carbónico (CO2), no se logra la transición de transferencia globular a transferencia
por rociado.
Los factores que determinan la manera en que los metales son transferidos son la corriente de
soldadura, el diámetro del alambre, la distancia del arco (voltaje), las características de la
fuente de poder y el gas utilizado en el proceso.
24.- ¿Por qué se usa la corriente alterna para soldar Aluminio y sus aleaciones?
Cuando se desea soldar aluminio usando un electrodo, se deben tomar en cuenta las
siguientes precauciones.-
-Verificar si el aluminio es puro o esta aleado.
-Pulir las superficies a soldar, a modo de reducir la capa protectora de oxido de
alúmina.
-Precalentar la pieza para evitar un choque térmico muy brusco e incrementar la
velocidad de soldadura.
En cuanto a la corriente utilizada para soldar piezas de aluminio se utilizan principalmente 2
medios de suministro, Corriente Continua Inversa y Corriente Alterna de Alta Frecuencia.
Alta penetración
Buena velocidad de Soldadura
Acabado regular a buena
En estos metales se forma una pesada película de óxido, que se elimina fácilmente cuando los
electrones fluyen desde la pieza hacia el electrodo (polaridad inversa). Esta acción de limpieza
del óxido no se verifica cuando se trabaja e polaridad inversa. Este tipo de acción limpiadora,
necesaria en el soldeo del aluminio y del magnesio, no se precisa en otros tipos de metales y
aleaciones.
http://www.forocoches.com/foro/showthread.php?t=1414244#
http://www.amoticos.org/t2863-como-soldar-aluminio
Bibliografía
http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_TIG
26.- ¿Cuándo utilizaría en el proceso GTAW con aporte y cuando sin aporte?
El proceso GTAW o TIG es especialmente apto para unión de metales de espesores delgados,
desde 0,5 mm, debido al control preciso del calor del arco y la facilidad de aplicación con o sin
metal de aporte. Ej.: tuberías, estanques, etc.
Se utiliza también en unión de espesores mayores, cuando se requiere calidad y buena
terminación de la soldadura.
Normalmente la soldadura TIG de espesores finos puede realizarse sin material de aportación,
sin embargo al aumentar el espesor, es necesario aportar material para rellenar la junta. En
algunos casos cuando se quiere reforzar la junta, se aporta material en la soldadura de
espesores finos.
Procedimiento de Soldado:
http://www.infra.com.mx/servicio_atencion/conozcamas/gtaw/gtaw.html
http://html.rincondelvago.com/soldadura-de-tungsteno-y-de-metal.html
Catalogo Indura, pág. 88
27.- ¿A qué tipo de electrodo de Tungsteno corresponde un color naranja en la punta? ¿Cual
es la corriente y diámetro de boquilla recomendado para un electrodo de 3.2 mm de
diámetro utilizado en DCEP y DCEN?
Este electrodo tiene la ventaja de soportar altas temperaturas, por su alto punto de fusión de
hasta 3410 C.
El sistema Tig es aplicable a casi todos los tipos de metales con espesores elevados, o para unir
diferentes combinaciones de metales distintos, pero sus aplicaciones más comunes son las de
aluminio y aceros inoxidables.
Los electrodos de tungsteno, con el avance del tiempo han sido modificados para obtener
mayores prestaciones, esto se ha logrado contaminando al tungsteno con distintos óxidos, los
cuales van según norma también, como vemos en la siguiente tabla:
La diferencia de colores entre las 2 normas, por lo general siempre trae confusiones entre los
usuarios, por lo cual en la praxis, es recomendable fijarse solo en el color de la punta del
electrodo, y no en la composición química del material.
El diámetro del tungsteno está directamente relacionado con la corriente que este consumirá,
para lo cual es necesario acudir a los catálogos de los fabricantes, en los cuales nos
recomendaran, todas las especificaciones a la hora de utilizar dicho electrodo.
Como podemos observar en la tabla nos muestra el amperaje que debemos utilizar para
distintos diámetros de electrodos, en AC o en DC ya sea negativo o positivo.
El diámetro de la boquilla o del afilado va a depender mucho del tipo de trabajo q vayamos a
realizar, en esta tabla podemos ver algunas referencias.
Para lo cual elegir el diámetro, se basa puramente en el tipo de trabajo a realizar.
http://www.thermoplasma.com/files/downloads/Electrodos%20de%20Tungsteno.pdf
28.- ¿Por qué el proceso de soldadura SAW no se adapta a todas las posiciones de
soldadura?
En la soldadura por arco sumergido, el arco se establece entre la pieza a soldar y el
electrodo, estando ambos cubiertos por una capa de flux granular (de ahí su
denominación “arco sumergido”). Por esta razón el arco está oculto. Algunos fluxes se
funden para proporcionar una capa de escoria protectora sobre el baño de soldadura.
El flux sobrante vuelve a ser de nuevo reutilizado.
http://soldadurasrars.blogspot.com/2009/02/soldaduras-por-arco-sumergido-
saw.html
45
34 6 27 0
IB( FluxA) 2 3.67
09
15
2
7 16
0 7 10 10
2
IB( FluxB) 1.28
5 35
10
2
21 26
0742
2
IB( FluxC ) 0.96
40
36
2
31..gases inertes?
Los dos gases inertes con uso más extenso en la GTAW, son el argón y el helio. Inerte significa simplemente que un
gas u otro elemento no reaccionan ni se combina con otros elementos. El propósito del gas es proteger la sol-
dadura y el electrodo contra la contaminación por la atmósfera ambiente. Se recomienda el argón para la sol-
dadura GTAW manual porque se necesitan 2.5 veces más de helio para producir los mismos efectos que el argón.
Sin embargo, se prefiere el helio para la soldadura GTAW automática y semiautomática porque produce un arco
más caliente y de mayor penetración.
Algunos fabricantes han experimentado con mezclas de argón y helio con excelentes resultados. Para la soldadura
de aluminio y sus aleaciones, la mezcla de argón y helio permitirá mayores velocidades y más penetración de la
soldadura que el argón por sí solo. De todos modos, se tienen las principales ventajas de éste, con mayor facilidad
para formar el arco, mejor acción de limpieza y menor consumo de gas. En fechas recientes, se han tenido buenos
resultados con adiciones de hidrógeno y nitrógeno al argón para soldar los aceros inoxidables, pues evitan la
decoloración del cordón en el metal. El argón, mucho más denso que el helio, da mejor protección cuando se
suelda hacia abajo. El helio dará mejor protección para soldadura en posiciones incómodas (en especial sobre la
cabeza) porque no es tan denso. Aunque con el helio se pueden lograr un arco más caliente y mejor penetración,
es probable que se produzca deformación del metal base si se utilizan secciones delgadas. Por tanto, en las
industrias, se utiliza el argón para secciones de metal delgadas.
Como el proceso básico GTAW es de soldadura de arco, es interesante mencionar que el primer soplete para
GTAW era un portaelectrodo normal, que llevaba además un electrodo de tungsteno y un tubo de cobre para el
suministro del gas inerte.
El soplete GTAW actual consta de un mango, un conjunto de collar para el electrodo y una boquilla o tobera
32.- ¿En el proceso GTAW, es posible encender el arco sin el uso de la alta frecuencia?
Para el soldeo por el procedimiento TIG o GTAW puede utilizarse generadores de corriente
continua (CC) o de corriente alterna (CA), dependiendo de las características del metal a
soldar. Es importante que el generador permita un buen control de la corriente en el campo de
las pequeñas intensidades. Esto es necesario con vistas a conseguir una buena estabilidad del
arco, incluso a bajas intensidades, lo que resulta especialmente interesante en la soldadura de
espesores finos. Cuando se utilice un grupo de corriente continua que no cumpla esta
condición, es recomendable conectar una resistencia en el cable de masa, entre el generador y
la pieza. Esta solución permite conseguir arco estable, incluso a muy bajas intensidades.
Cuando se utiliza CA en cada inversión nos encontraremos con un pequeño período de tiempo
en el que no circula corriente. Esto produce inestabilidades en el arco, e incluso puede
provocar una extinción. Cuando se acopla un generador de alta frecuencia, circula una
corriente más uniforme y se estabiliza el arco.
Una de las ventajas que se obtiene al trabajar con generadores de alto voltaje y alta frecuencia
son:
El electrodo no necesita tocar el material base, por lo cual no se contamina
El arco formado es más estable
Es posible mantener el arco por más tiempo
Los electrodos tienen más duración
Por ésta razón si se desea trabajar con CC, es necesario utilizar sólo CA de alta frecuencia para
encender el arco, evitando de ésta manera la contaminación del electrodo con el material
base.
http://www.slideshare.net/nurrego/soldadura-tig
33.- En un proceso GMAW, una extensión libre del alambre excesivamente larga, ¿Qué
inconvenientes presentaría?
Entonces esa disminución de la tensión ocasionaría una corriente baja, lo cual cambiaria por
completo la tasa de fusión del electrodo al elevarse la temperatura y permite que se acorta la
tasa física del arco, haciéndolo más flaco, esto se reflejara en la soldadura en un cordón
angosto y de corona alta.
El aspecto que distingue al proceso FCAW de otros procesos de soldadura por arco es la
inclusión de ingredientes fundentes dentro de un electrodo de alimentación continua. Las
notables características de operación del proceso y las propiedades de la soldadura resultante
se pueden atribuir al empleo de este tipo de electrodo.
El equipo está provisto de un control automático que regula las características eléctricas del
arco y la tasa de aportación. De este modo las únicas operaciones concernientes al operador
son el control de posición de la pistola, la técnica de soldadura y la velocidad de avance. La
longitud de arco y el nivel de corriente son mantenidos de manera automática.
36.- ¿Cuáles son las variables operativas que maneja el soldador en un proceso manual?
Además el tipo de unión, (solapa, vértice, en T), nos permite determinar hasta cierto
punto el amperaje y la penetración necesaria. Y nos brinda algo de información sobre
el tipo de revestimiento requerido para el caso.
http://www.esmijovi.com/wp-content/uploads/2009/10/soldadura-MIG.pdf
Es importante ya que cumple una función importante la Cobertura del Fundente. Una
cobertura menor del fundente resulta en destellos, que incomodan al operador y pueden
causar porosidades. Caso contrario, un empleo de fundente demasiado profundo produce un
cordón angosto y demasiado alto.
http://retlawsaw.blogspot.com/
http://www.esab.es/es/sp/education/procesos-saw.cfm
Como se puede ver, al soldar por arco eléctrico se puede observar la formación de un
cráter, el cual, cuando no es concéntrico el revestimiento, se forma un cráter irregular y en
forma de una, el cual nos traerá problemas, como ser una costura irregular, bajo nivel de
penetración, problemas direccionando la costura y poca protección de gas.
Fuente.-http://www.udb.edu.sv/Academia/Laboratorios/mecanica/Procesos%20de
%20fabricacion%20I/guia6,7y8PFI.pdf
40.- Dibuje la sección transversal de un cordón de soldadura de una pasada realizada sobre una chapa
(bead-on-plate) e indique: a) El área metal base fundido., b] El área zona afectada por calor., c] El área
del cordón de soldadura.
R.-
41.- Calcular la energía de aportación o Heat Input y la Energía Neta Aportada de una soldadura
realizada con los siguientes parámetros: V = 24 volts. , I = 150 amp. , v = 3 mm/seg.
a) Con un proceso SMAW.
b) Con un proceso SAW.
c) Con un proceso GTAW
Se denomina calor de aportación al calor puesto en juego en el proceso de soldeo, esta energia tambien
llamada energia bruta aporta EBA se expresa en funcion de los parámetros de arco en julios por unidad
de longitud de soldadura.
en donde:U.- tensión del arco en voltiosI: intensidad de la corriente en amperiosv.- velocidad de avance
de la soldadura en cm/minComo puede observarse, la EBA es independiente del diámetro del electrodo.
Enrealidad, esta influencia va implícita en la intensidad de la corriente y el tiemponecesario para su
fusión.
Se denomina Energía Neta Aportada ENA a la energía real que recibe la pieza durantela operación de
soldadura. Por tanto
Siendo p1 rendimiento del proceso de soldeo. Se consideran normales los siguientes rendimientos.
42.- Calcular el área transversal de un cordón de soldadura realizado en un acero con un proceso
SMAW con los siguientes parámetros:
V = 30 volts. I = 100 amp. v = 3 mm/seg.
Q = 10 J/mm3. (Calor teórico necesario para fundir un material)
= 0,8 (Rendimiento del proceso) 2 = 0,3 (Rendimiento térmico)
R.-
Usamo la formula 2:
A= (3mm-2mm)^2*tan(30º)+(3mm*1)
A=3.57
Pero tambien sabemos que:
43.- Se desea conocer la composición química aproximada (Cr y Ni) del cordón de soldadura cuando se
suelda una chapa de acero al 9% de Ni con un electrodo de composición química según el fabricante
de 80% Ni y 20 % Cr. El porcentaje de dilución total es del 40%.
R.-
44.- En soldadura con electrodo revestido las propiedades definitivas del aporte de soldadura se
obtienen recién a partir de la: a) 2º pasada. b) 3º pasada. c) 4º pasada. d) 5º pasada.
R.- usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son
soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para
conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una
unión fija. A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la
soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en ingléssoldering) y la soldadura fuerte (en
inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de
trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.
Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama degas,
un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido. La energía
necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico. La
energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una
herramienta o un gas caliente.
Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la soldadura puede ser hecha en muchos
ambientes diferentes, incluyendo al aire libre, debajo del agua y en el espacio. Sin importar la
localización, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para
evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y la sobreexposición a la luz ultravioleta.
Veamos algunos requerimientos para producir una buena unión y los problemas que pueden
aparecer, referidos a soldaduras de cualquier geometría y origen:
En el caso de la soldadura por fusión, la temperatura de fusión, el calor específico y el calor latente
de fusión determinan la cantidad de calor que es necesario añadir. Una alta conductividad térmica
permitirá una mayor rapidez de entrada de calor y un enfriamiento más rápido. La adición
insuficiente de calor causa falta de fusión y, en secciones gruesas, penetración incompleta. La
entrada de calor excesiva puede originar quemado (agujereado del material).
Los contaminantes superficiales, incluyendo óxidos, aceites, suciedad, pintura, provocan falta de
enlace o conducen a porosidad por gas.
Las reacciones indeseables con contaminantes superficiales o con la atmósfera se evitan sellando la
zona de fusión con vacío, atmósfera inerte o escoria.
Los gases liberados durante la soldadura pueden producir porosidad, que debilita la unión.
Particularmente peligroso es el hidrógeno que se origina de la humedad atmosférica o de un
fundente húmedo. Cuando se combina en forma molecular, causa porosidad en las aleaciones de
aluminio. En la forma atómica se difunde en las puntas de las grietas y provoca fragilidad por
hidrógeno del metal. Las grietas de solidificación aparecen bajo la influencia de esfuerzos en la
soldadura cuando un líquido de bajo punto de fusión es expulsado durante la solidificación
dendrítica. Las grietas de licuación a lo largo de las fronteras de grano se deben a la segregación de
estado sólido de elementos de bajo punto de fusión.
La contracción por solidificación junto con la concentración sólida impone esfuerzos internos de
tensión en la estructura y pueden originar distorsión y agrietamiento. El problema se puede aliviar
con un material que aporte menos aleado y más dúctil que reduzca la fragilidad térmica.
Las transformaciones metalúrgicas son de gran importancia, especialmente cuando provocan la
formación de fases frágiles como la martensita. Entonces, es esencial precalentar el metal base.
El espesor de las partes que se van a unir y el diseño de la unión tienen una gran influencia sobre el
calentamiento y enfriamiento, y por tanto sobre la soldabilidad.
No se puede generalizar sobre la soldabilidad de los materiales como pudiera hacerse con otras
propiedades. Sin embargo se pueden formular algunas directrices.
49.- ¿Qué significa velocidad de enfriamiento de la pieza soldada y qué importancia tiene para la
soldadura?.
R.-
50.- Es frecuente la unión entre aceros cuyas propiedades mecánicas difieren sensiblemente.
En esos casos, refiriéndonos a la resistencia a tracción. ¿Cuál se requiere en la junta?
a) Similar al más resistente. b) Promedio de ambas.
c) Similar o superior al menos resistente. d) No tiene requerimientos.
Si los aceros base son similares es decir, por ejemplo dos aceros al carbono uno de mayor
resistencia a la tracción que el otro, la unión soldada deberá ser similar al de menor
resistencia. Esto también porque si la pieza soldada es sometida a esfuerzos mayores a los
admisibles por el metal base de menor resistencia por más de que la soldadura sea de mayor
resistencia de todas maneras ocurrirá una falla en la región más débil del metal base de menor
resistencia.
La unión de un acero A36 con un acero A572 se logra fácilmente con un material de aportación
equivalente al menor límite elástico de ambos. En este caso, bastará emplear un electrodo E
7018 o un alambre ER 70 S6.
Unión Disimilar
Una unión disimilar se entiende a la unión de dos aceros de muy distinta característica, como
son los acero inoxidables con los aceros al carbono. En éste tipo de unión los metales base
poseen características mecánicas y químicas diferentes, siendo también uno más resistente
que el otro.
Como ley fundamental el metal de aporte en la soldadura debe ser igual o de mayor aleación al
metal base. Así aceros al carbón pueden ser soldados con un metal de aporte inoxidable por
ejemplo el tipo 316 mientras que un acero inoxidable no puede ser soldado con metal de
aporte de acero al carbón como el tipo E60XX. Por lo tanto para la unión entre un acero aleado
o no aleado, y un acero inoxidable, se seleccionará siempre un metal de aporte cuyo depósito
es un acero inoxidable.
http://www.cesol.es/forosold/phpBB3/viewtopic.php?f=4&t=5491
http://redalyc.uaemex.mx/pdf/849/84934046.pdf
51.- Calcular el tiempo de enfriamiento entre 800 y 500 ºC (t8/5) en un proceso de soldadura realizado
con SMAW en un acero con los siguientes parámetros de soldadura:
V = 30 volts I = 180 amp v = 3 mm/seg T0 = 20 ºC = 7,85 gr/cm3
c = 0, 56 J/grºC Junta en V d = 1 cm = 0,35 J/segºCcm
R.-
52.- Idem Ejercicio 51, pero con d = 3 cm.
R.-
Como el valor es menor a 0.75 tomamos en cuenta un flujo en 2 dimensiones de placa fina.
2
q 1 1 1
v
t 8 F2 2 (773 To )
2 2
(1073 To ) 2
5 4 Cp 22 d 2
2 1077.21 F2 0.9
t 8 0.94 seg
5
El valor en este caso es menor a 0.75 para lo cual usamos las ecuaciones correspondientes a
placa fina:
2
q 1 1 1
v
t 8 F2 2 (773 To )
2 2
(1073 To ) 2
5 4 Cp 22 d 2
2 598.03 F2 0.9
t 8 3.04 seg
5
R.-
58.- Evaluar la susceptibilidad a fisuración por alivio de tensiones o revenido de los siguientes aceros:
a] C = 0,15% Mn = 0,4% Si = 0,3% S = 0,010% Nb = 0,05% Cr = 1% P = 0,030%
V = 0,1% Cu = 0,8% Mo = 1,8%.
b] 21/4 %Cr - 1 % Mo
R.-
Fisuración en frío
Fisuración en caliente
Falta de fusión
Porosidad
Socavación
Desgarramiento laminar
Porosidad
Poros que se presentan en forma regular sobre toda la longitud del cordón.
La causa reside generalmente en el material base. Por ejemplo, aceros con alto contenido de
azufre o fósforos no pueden soldarse libres de poros cuando se usan electrodos con
revestimiento ácido. En muchos casos el remedio es usar electrodos básicos.
Fisuracion en caliente
La fisuración en caliente o de solidificación está causada por impurezas de bajo punto de
fusión
en el baño de fusión que permanecen liquidas cuando el metal restante se está solidificando y,
por lo tanto, contrayendo. Depende de:
- Alta densidad de corriente.
- Distribución de calor y tensiones.
- Embridamiento y severidad térmica.
- Dilución.
- Impurezas (azufre, níquel, carbono).
- Precalentamiento.
- Alta velocidad soldeo y arco largo.
http://www.soldmex.com/imagesnew2/0/0/0/0/1/3/2/5/4/6/metalurgia.pdf
62.- Las fisuras producidas por Hidrógeno (fisuración en frío o fisuras diferidas) se producen
cuando se verifica cual o cuales de las siguientes condiciones:
a] Hay cantidad suficiente de H difusible.
b] Existe una microestructura susceptible.
c] La pieza permanece por debajo de 100 ºC.
d] Hay una concentración de tensiones residuales.
http://materias.fi.uba.ar/6716/Mecanismos%20de%20fisuracion%20en%20soldadura.pdf
http://fainweb.uncoma.edu.ar/materias/Metalurgica_de_la_soldadura/Archivos%20de
%20Metsold/CUADERNO%20Temperatura%20de%20Precalentamiento.pdf
63.- Describa las razones más importantes por las cuales un componente soldado está en
general más expuesto a la fractura rápida que un componente similar construido sin emplear
soldadura
La respuesta quedara más clara después de recordar los conceptos más básicos ya aprendido
en el capítulo de fundiciones.
La diferencia entre estos dos es la formación de un grano epitaxial, en la cual los átomos del
pozo fundido se solidifican sobre los sitios reticulares ya existentes de la base metálica solido
adyacente.
Estos granos tienen una orientación preferencial, en la cual los granos están orientados
perpendicularmente a los límites de interfase de la soldadura, los cuales presentan una forma
de granos columnares burdos.
Por lo tanto existe una dicha discontinuidad en la unión, producida por límites de grano
excesivamente grandes, los cuales serán los primeros en los cuales se producirá la fisura.
64.- ¿Qué efecto tiene en general la presencia de una discontinuidad volumétrica (P.Ej.
porosidad) sobre las propiedades mecánicas de una unión soldada?
Una “discontinuidad” es una interrupción estructural que dependiendo del riesgo que
signifique para el objetivo de la pieza soldada se considera “defecto”.
Las discontinuidades volumétricas o tridimensionales pueden afectar seriamente el área o
sección resistente de las uniones soldadas; la resistencia a la rotura de una soldadura que
contiene defectos no planares o volumétricos disminuye en proporción directa a la reducción
de la sección neta resistente.
El efecto de la presencia de discontinuidad volumétrica es una disminución en la capacidad de
carga de la unión igual a la reducción de sección neta que tal presencia produzca.
Fuente: http://materias.fi.uba.ar/6716/Modos%20de%20falla%20en%20componentes
%20estructurales_2.pdf
65.- ¿Qué efecto produce en general sobre las propiedades mecánicas de una unión soldada
en un acero al carbono la presencia de una falta de fusión?
probable que el metal de soldadura recientemente depositado cree grietas de pliegue contra
la pared de la perforación. Se fundirá bien con el depósito de metal soldado pero no con el
metal base. Establezca el paso para dirigir el arco precisamente a la intersección entre la pared
de la perforación y el depósito de la soldadura colocado anteriormente o para que favorezca
ligeramente al metal base. Otro posible motivo de la falta de fusión que es la velocidad de
rotación sea demasiado baja para la velocidad de alambre utilizada. Si la rotación es muy lenta,
el arco de soldadura será dirigido por arriba del baño de fusión fundido actualmente. Si el baño
de fusión es demasiado grande y profundo, la fundición del metal base debe hacerse
meramente debido al calor del baño de fusión de la soldadura. Como dicho calor es levemente
superior a los 1.648 ºC (3.000 °F), esto raramente es suficiente. En cambio, el arco con una
temperatura de alrededor de 5.537 ºC (10.000 °F) y una densidad térmica muy alta, asegurará
que el metal base se funda antes de depositar metal sobre él. Así mismo, una velocidad de
rotación lenta puede producir cordón demasiado grueso que contribuya a la creación de
grietas de pliegue.
Esto se debe generalmente a que el paso es demasiado grande. El arco de soldadura incide
demasiado sobre la pared de la perforación y no lo suficiente sobre el cordón depositado
previamente. Dirija el arco a la intersección exacta entre el cordón anterior y la pared de la
perforación. También es posible que el voltaje sea demasiado bajo. En general no se
recomienda usar voltajes inferiores a l6 voltios pero trate de no usar voltajes superiores a l8 a
19 voltios. El voltaje de 17½ es normal.
66.- ¿Cuál de los dos diseños mostrados en la Figura es el más susceptible a desgarramiento
laminar? Indique la localización donde el desgarramiento laminar es el más factible de
ocurrir.
Por desgarramiento laminar se define como fracturas en forma de terraza en el metal base,
con orientación básicamente paralela a la superficie forjada. Son causadas por altos esfuerzos
en la dirección del espesor que resultan del proceso de soldadura.
En general se reconoce que hay tres condiciones que deben cumplirse para que se
produzca desgarramiento laminar:
Por lo tanto, el riesgo de desgarramiento laminar será mayor si las tensiones generadas en
la soldadura en la dirección a través de espesor. El riesgo también aumenta cuanto mayor
sea el nivel de hidrógeno metal de soldadura
Fuente.- http://www.twi.co.uk/j32k/protected/band_3/jk47.html
67.- Bajo qué condiciones de servicio es especialmente importante controlar la altura del
refuerzo de la soldadura?
El refuerzo con metal de soldadura se deberá aplicar hasta conseguir el espesor requerido por
el diseño, en términos del tamaño de la soldadura y la capacidad estructural requerida. Un
ejemplo claro es el relleno (refuerzo) aplicado a juntas donde los metales bases sobrepasan los
5 mm de espesor y necesitan más de una pasada para completar el chaflán (ya sea con técnica
de pasadas anchas o estrechas) logrando una penetración correcta en los lados y sin defectos.
Otro caso típico es cuando el metal base posee un espesor Insuficiente, para desarrollar el
tamaño de soldadura requerido o la capacidad estructural requerida se deberán considerar las
especificaciones de diseño considerando operaciones como las siguientes: (1) refuerzo directo
con metal de soldadura hasta el espesor requerido, (2) en caso de unión débil, reducir por
corte o amolado hasta obtener el espesor adecuado y reforzar con metal base adicional, o
quitar y reemplazar con metal base de espesor y resistencia adecuada.
http://www.monografias.com/trabajos12/norma/norma.shtml
Protección Personal
Siempre utilice todo el equipo de protección necesario para el tipo de soldadura a realizar. El equipo consiste en:
Y en general la ductilidad de un material desaparece casi por completo un poco antes de que
alcance la temperatura de fusión, típicamente a 0.8/0.9 Tf, esta se conoce como temperatura
de ductilidad nula
Durante el enfriamiento se produce la llegada a esta temperatura, y se dice que el material se
encuentra en la zona de fracturación en caliente.
http://materias.fi.uba.ar/6716/fisuracion%20en%20caliente.pdf
Las tensiones residuales son las tensiones que sigue habiendo después de que la causa
original de las tensiones (fuerzas externas, gradiente del calor) se haya quitado. Permanecen a
lo largo de una sección representativa del componente, incluso sin la causa externa. Las
tensiones residuales ocurren por una variedad de razones, incluyendo deformaciones y el
tratamiento térmico inelásticos. El calor de la soldadura puede causar la extensión localizada,
que es tomada durante la soldadura por el metal fundido o la colocación de las piezas que son
soldadas con autógena. Cuando la soldadura finished se refresca, algunas áreas refrescan y
contratan más que otros, dejando tensiones residuales. Los bastidores pueden también tener
tensiones residuales grandes debido al enfriamiento desigual.
Mientras que las tensiones residuales incontroladas son indeseables, muchos diseños confían
en ellas. Por ejemplo, elvidrio endurecido y el concreto pretensado dependen de ellos para
prevenir falta frágil . Semejantemente, un gradiente en la formación de la martensita deja la
tensión residual en algunas espadas con particularmente los bordes duros (notablemente el
Katana ), que pueden prevenir la abertura de las grietas del borde. En ciertos tipos de barriles
de arma hechos con dos tubos forzados juntos, el tubo interno es comprimido mientras que el
tubo externo estira, previniendo se agrieta de la apertura en el estriado cuando se enciende el
arma. Las piezas son a menudo heated o dunked en el nitrógeno líquido para ayudar a la
asamblea.
Los ajustes de prensa son el uso intencional más común de la tensión residual. Los pernos
prisioneros automotores de la rueda, por ejemplo se presionan en los agujeros en el eje de
rueda. Los agujeros son más pequeños que los pernos prisioneros, requiriendo
la fuerza conducir los pernos prisioneros en lugar. Las tensiones residuales sujetan las piezas
juntas. Los clavos son otro ejemplo.
Fuente.-
http://fain.uncoma.edu.ar/materias/Metalurgica_de_la_soldadura/Archivos%20de
%20Metsold/tensiones_residuales_y_distorsion.pdf
71. ¿Por qué razón es frecuente emplear una junta en “X” asimétrica?
Una junta en “X” asimétrica es frecuente por su necesidad en chapas gruesas, cuando se
requiere una reparación, ya que saldría muy caro realizarla de otra manera.
Una preparación en “X” asimétrica se realiza en aquellas piezas que no pueden ser volteadas.
Se dejara la parte mas grande para ser soldada en posición horizontal. Generalmente se
realizan preparaciones para chapas de espesores mayores a 5 mm.
Los métodos de soldadura que implican derretir el metal en el sitio del empalme son
necesariamente propensos a la contracción a medida que el metal calentado se enfría. A su
vez, la contracción puede introducir tensiones residuales y tanto distorsión longitudinal como
rotatoria. La distorsión puede plantear un problema importante, puesto que el producto final
no tiene la forma deseada.
Para aliviar la distorsión rotatoria, las piezas de trabajo pueden ser compensadas, de modo
que la soldadura dé lugar a una pieza correctamente formada. Otros métodos de limitar la
distorsión, como afianzar en el lugar las piezas de trabajo con abrazaderas, causa la
acumulación de la tensión residual en la zona afectada térmicamente del material base. Estas
tensiones pueden reducir la fuerza del material base, y pueden conducir a la falla catastrófica
por agrietamiento frío
http://fainweb.uncoma.edu.ar/materias/Metalurgica_de_la_soldadura/Archivos%20e
%20Metsold/CUADERNO%20FI%20N%C2%BA%20SOLDADURA%20DE%20ALEACION
%20AA%206061%20-%202007.pdf
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
Estructura: Austenita + Ferrita (A+F) con un 8 % de ferrita
DIAGRAMA DE DELONG
Estructura: Austenita + Ferrita (A+F) con un 9,4 % de ferrita y Número de Ferrita FN=11
http://www.westarco.com/InfoTecnica/Diagrama%20de%20Schaeffler.pdf
http://www.avestawelding.com/4077.epibrw
Aceros Inoxidables – Mónica Zalazar
a)
Cr-E = 19.63 %
Ni – E = 13.15 %
b)
AISI 430
AISI 304
DIAGRAMA SCHAEFFLER
Creq= %Cr +
%Mo + 1,5*% Si + 0,5*%Nb = 21.325%
Del grafico se observa que se encuentra en la zona austenitica. Entonces el electrodo que se
selecciona es clase AWS E308L 16 para un proceso GTAW.
c) Cordón
El recubrimiento influencia cómo el electrodo opera en distintas posiciones, formas y
uniformidad del cordón de soldadura. Hay dos clasificaciones básicas: 15 (óxido de calcio) y 16
(óxido de titanio). Los fabricantes a menudo establecen sus propios sufijos para la designación
de electrodos especiales, pero la Norma AWS A 5.4 – 81 reconoce sólo el -15 y -16. Los
electrodos tipo -15 son también conocidos como calcio - feldespato o tipo básico. Se usan con
corriente continua, electrodo positivo; pero algunas marcas operan con corriente alterna.
Estos recubrimientos dan las soldaduras más limpias, con bajo contenido de nitrógeno,
oxígeno e inclusiones. Las soldaduras tienden a ser más duras, dúctiles, más resistentes a la
rotura y tienen la mejor resistencia a la corrosión. Los electrodos tienen buena penetración y
se pueden usar en todas las posiciones, lo cual es deseable en un trabajo de montaje.
El recubrimiento de los electrodos tipo -16 generalmente tiene una mezcla de óxidos de calcio
y titanio y se usan a menudo con corriente alterna. Son más populares que los del tipo -15
debido a sus mejores características de operación. El arco es estable y uniforme, con una
buena transferencia de metal. El cordón de soldadura es uniforme, con un contorno entre
plano y ligeramente cóncavo. La escoria se elimina fácilmente sin que quede un film
secundario en el cordón de soldadura.
http://www.cientificosaficionados.com/libros/solinox1.pdf
http://www.westarco.com/paginas/AceInox.htm
77. Se desea realizar la soldadura de un material SAE 4140 con otro de acero inoxidable AISI
316 L empleando el proceso SMAW. Determinar:
El material inoxidable 3 16, contiene alto porcentaje de cromo, sin embargo se fusiona
perfectamente con el acero 515 -1040 -1080 - y con la mayoría de metales compuestos
(ferrosos y no ferrosos)
a) Si se debe aplicar sin aporte, la junta debe estar al tope, el aporte se obtiene de la
licuación de ambos metales y como consecuencia se sueldan.
C: 0.42 %
Mn: 0.65 %
Mo: 0.2 %
Cr: 1.0 %
AISI 316L
C: ≤ 0.030 %
Si: ≤ 0.75 %
Mn: ≤2.0 %
P: 0.045 %
S: 0.015 %
DIAGRAMA SCHAEFFLER
Del grafico se observa que se encuentra en la zona austenitica. Entonces el electrodo que se
selecciona es E316Lpara un proceso SMAW.