10 soldadura por arco elect
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7/25/2019 10 Soldadura Por Arco Elect
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Tema 10: Soldadura por arco
Facultad de Ingeniera
Escuela de Ingeniera Mecnica
Departamento de Tecnologa de Produccin
Procesos de Faricacin 1
elctrico
Pro!" #a!ael $uerra Sil%a
e&mail: lapro!a'()a*oo"com
T!no: +0'1', -0. 1/1
ontenido
2 Introduccin
2 Principios sicos2 Soldadura por arco manual +SM34,
2 Soldadura $M34 o M3$5MI$
2 Soldadura $T34 o TI$
2 Soldadura por arco sumegido +S34,
2 #esumen
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Soldadura
Introduccin
Fuente: 6pe78 +'019,
Desde el siglo I8 se reconoci ;ue un arco entredos electrodos es una !uente de calor concentrada+*asta
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Introduccin
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
Principios sicos
En la soldadura por arco8 el calor necesario para !undirel metal es producido por un arco elctrico" El arco se
!orma entre la pie7a ) un electrodo ;ue es guiadomanual o automticamente"
El electrodo puede ser una %arilla no consumile ;uetransmite corriente entre este ) la pie7a o puede ser unalamre especial ;ue se !unde ) aporta material"
6a ma)or parte de los procesos de soldadura industrialson operaciones de soldadura por arco elctrico"
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Principios sicos
Todos los procesos de soldadura de arco emplean el circuitosico de la !igura" 6as corrientes %aran entre 1&
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6os cuatro procesos de soldadura por arco con electrodoconsumile ms conocidos son:
SM34 +Shielded Metal Arc Welding,
F34 +Flux-Cored Arc Welding,
$M34 +Gas Metal Arc Welding,
Principios sicos
S34 +Submerged Arc Welding,
6os procesos por arco con electrodo no consumileconocidos son:
$T34 +Gas Tungsten Arc Welding, P34 +Plasma Arc Welding,
Principios sicos
6a soldadura por arco re;uiere corrientes elctricas altas+100&1000 3,8 con una tensin entre '0&.0 " Fuentes dealimentacin de ) 3 estn disponiles ) generalmentepermiten control de la corriente mediante la regulacin de la
tensin"
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
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Principios sicos
6os grupos electrgenos con motora diesel se utili7an en la soldaduraen lugares remotos"
Para la ma)ora de la soldadura seutili7an un e;uipo recti!icador&trans!ormador" Gperando en unalnea elctrica tri!sica8 estas
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
m;uinas pueden proporcionarsalida de 3 ) "
Si slo se %a a reali7ar la soldadurade 38 se puede utili7ar un
trans!ormador simple" Estos suelenser e;uipos mono!sicos con a?os!actores de potencia"
6as !uentes con in%ersores de corriente alterna puedenmodi!icar rpidamente la !orma ) la !recuencia de pulso ocamiar la potencia de salida"
6a tecnologa de onda cuadrada empleada actualmenteo!rece me?ores arran;ues de arco ) arcos ms estales" Eltiempo de electrodo negati%o o positi%o se puede a?ustar8 )
Principios sicos
la !recuencia de salida se uede %ariar de '0 a '.0 H7"
3 tra%s de un sistema de control cerrado8 la !uente dealimentacin puede compensar los camios en distintas
%ariales del proceso"
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Principios sicos
Fuente: Internet
Plantillas o posicionadores se utili7an con !recuencia para lasoldadura en produccin en serie" 6as pie7as tamin puedenser montados en +>, talas de control numrico" 6os rootsindustriales tienen aplicaciones en soldadura"
En el diseo del proceso se deen seleccionar:
olta?e orriente
Polaridad 6ongitud del arco
elocidad del electrodo 3tms!era de arco
Principios sicos
El material de relleno dee coincidir con el metal ase+propiedades ) composicin ;umica,"
En muc*os procesos la calidad depende tamin de la
*ailidad del operador" 6a automati7acin es posile8 perola seleccin ) !ormacin del personal de soldadura siguensiendo de gran importancia"
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Soldadura por arco manual+SMAW,
Es uno de los procesos ms utili7ados de soldadura deido asu %ersatilidad ) por;ue re;uiere slo e;uipos de a?ocosto" Tamin conocido como soldadura de arco re%estido"
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
Funciones del recurimiento:
1" Proporcionar una atms!era protectora"
'" 3portar elementos ioni7ante para a)udar aestaili7ar el arco"
Soldadura SM34
" c uar como un en e eso@ an e ) e m narlas impure7as del metal !undido"
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6a seleccin del electrodo consiste en determinar elre%estimiento del electrodo8 el espesor de
re%estimiento8 la composicin del electrodo8 ) eldimetro del electrodo" El tipo ) la polaridad de lacorriente se *acen coincidir con el electrodo"
Soldadura SM34
electrodos puede asorer la *umedad8 ) esta es otra!uente de *idrgeno indeseale8 los electrodosre%estidos se *ornean a menudo ?usto antes de usar"
6os electrodos re%estidos se clasi!ican por la resistenciaa la traccin del metal8 la posicin de soldadura en ;uese pueden utili7ar8 el tipo pre!erido de corriente +)polaridad, ) el tipo de re%estimiento"
Soldadura SM34
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
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Parte del recurimiento del electrodo se !unde )%apori7a8 mientras ;ue otra parte rodea al metal
con una capa de !undente l;uido ) escoria"
Soldadura SM34
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
Soldadura $M345M3$5MI$
En el proceso soldadura de arco metlico con gas un
gas de proteccin para el arco ) el metal !undido !lu)e atra%s de la antorc*a" El electrodo consumile tiene la!orma de un alamre de metal continuo slido sinre%est m ento o un tu o ueco cont nuo con a t %os enpol%o en el centro"
El arco se genera entre la pie7a ) el electrodo dealamre sin re%estimiento ;ue es alimentadoautomticamente8 ) ;ue proporciona el metal de aportenecesario"
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Soldadura $M34
6as %ariales de proceso inclu)en el tipo de8 magnitud de lacorriente actual8 el gas de proteccin8 dimetro del electrodo8composicin del electrodo8 el electrodo sticBout +e@tensin
ms all de la pistola,8 %elocidad de soldadura8 la tensin desoldadura8 ) la longitud del arco"
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
El dimetro de los electrodos %a desde 08- *asta -8< mm" 6acorriente puede alcan7ar .00 38 lo ;ue permite lograrpro!undidades de *asta 1 cm" El proceso es el ms utili7adopara la soldadura de aceros ) puede lle%arse a cao entodas las posiciones"
Soldadura $M34
de gas8 no es necesario el !undente ) el proceso se puedeaplicar a todos los metales"
3rgn ) Helio & o una me7cla de amos son los gases mscomnes" Durante la soldadura de aceros8 se aade G'G' para me?orar la estailidad del arco ) reducir las
salpicaduras de soldadura"
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El G' tamin puede ser utili7ado como gas deproteccin en la soldadura de aceros8 pero se deeemplear un electrodo deso@idante" Se puede aadir
nitrgeno e *idrgeno para modi!icar el arco"
6os gases de proteccin tienen e!ecto sore la estailidaddel arco8 la trans!erencia de metal desde el electrodo a la
Soldadura $M34
8 8 8tendencia a la per!oracin"
Helio: arco ms caliente ) penetracin ms pro!unda" Msligero ;ue el aireJ re;uiere caudales ms altos"
G': temperaturas ms a?as de arco ) penetraciones mssuper!iciales" Ms econmico"
3rgn: intermedio entre He ) G'" Ms pesado ;ue elaire8 por lo ;ue re;uiere menor !lu?o de gas"
Principios sicos
Pe;ueas gotas se !unden desde el e@tremo del electrodo )pasan a la pie7a de traa?o" El tamao de estas gotitas %ara engran medida8 ) el mecanismo de trans!erencia depende deltipo de electrodo8 la corriente de soldadura8 ) otrosparmetros del proceso"
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
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6os controles electrnicos pueden utili7arse para alterar lacorriente de soldadura8 lo ;ue permite controlar elmecanismo de trans!erencia de metal"
Trans!erencia por cortocircuito: es promo%ida porcorrientes ) tensiones a?as +1
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enta?as ) 6imitaciones
Es rpido ) econmico" 3ctualmente representa ms de
la mitad de todo el metal de soldadura con material deaporte"
>o *a) camio !recuente de electrodos como en el
Soldadura SM34
"
>o se re;uiere !undente ) no se !orma escoria sore lasoldadura" 6as soldaduras de paso mltiple pueden*acerse sin la necesidad de limpie7a intermedia"
El proceso se puede automati7ar !cilmente8 ) la8unidad de soldadura ligera ) compacta se presta para lamanipulacin rotica"
6as super!icies a soldar deen estar limpias"
Soldadura $T345TI$
Kn electrodo de tungsteno no consumile proporcionael arco pero no el metal de relleno" El gas inerte +argn8
*elio8 o una me7cla de ellos, !lu)e a tra%s del soportedel electrodo para proporcionar proteccin al
8 8 87onas ad)acentes calientes"
3un;ue el argn es ms utili7ado ) produce un arco msestale ) ms sua%e8 el *elio se puede aadir paraaumentar la entrada de calor +%elocidades de soldadurams altas ) penetracin ms pro!unda," El *elio solo es
pre!erile para soldadura encima de la cae7a8 )a ;uees ms ligero ;ue el aire ) !lu)e *acia arria"
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6a composicin8 dimetro8 longitud ) geometra de la punta+ola8 puntiaguda o cono truncado, del electrodo seseleccionan asndose en el material8 el espesor del material8
) el tipo de corriente" 6a composicin ;umica a!ecta la %idatil del electrodo ) la conducti%idad del electrodo"
Soldadura $T34
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
uando se re;uiere metal de relleno8 se suministra como una%arilla separada +1 m largo, ;ue est disponile en dimetros%arios" Para lograr %elocidades de deposicin altas8 se puedeprecalentar el alamre de relleno"
Soldadura $T34
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
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Se pueden lograr soldaduras de alta calidad8 mu) limpias )apenas %isiles" >o se re;uiere la eliminacin de escoria olimpie7a especial" Sin emargo8 las super!icies a soldar deen
estar limpias"
Soldadura $T34
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
6a penetracin m@ima se otiene con 5electrodonegati%o8 aun;ue la 3 permite romper @idossuper!iciales +en aluminio,"
5electrodo positi%o se utili7a slo para soldar pie7asdelgadas8 en donde las penetraciones super!iciales soncorrientes" 6a soldadura dee mantenerse a?a8 )a ;ue
Soldadura SM34
este modo tiende a !undir el electrodo de tungsteno"
olta?e de soldadura es tpicamente de '0 a
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enta?as
Se pueden lograr soldaduras de alta calidad8 mu)
limpias ) apenas %isiles"
Mu) amplia gama de espesores8 posiciones )geometras"
Soldadura SM34
>o se re;uiere la eliminacin de escoria o limpie7aespecial"
Se pueden soldar todos los metales ) aleaciones poreste proceso"
El uso de gas inerte *ace ;ue sea particularmenteatracti%a para los metales reacti%os +3l8 Mg8 Ti,8 ascomo los metales re!ractarios de alta temperatura"
6imitaciones
2 El costo de $T34 es ma)or al de SM34 ) es ms lento;ue $M34"
2 El proceso tiene una tasa de medio de entrada de calor8) las soldaduras tienen una pro!undidad ;ue es
Soldadura SM34
se sueldan"
2 6as super!icies a soldar deen estar limpias"
2 Es importante para controlar la longitud de arcodurante todo el proceso: Mu) pe;uea8 se puedecontaminar el electrodoJ demasiado grande8 ma)or
L3"
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Soldadura por arco sumegido+S34,
>o se utili7a gas de proteccin en el proceso desoldadura por arco sumergido +S34," En camio8 unacapa gruesa de !undente granular se deposita ?usto pordelante del electrodo consumile slido descuierto8 )el arco se mantiene dea?o de la manta de !undente conslo unas pocas llamas pe;ueas %isiles"
Kna parte del !undente se derrite ) elimina las
impure7as de la piscina astante grande de metal!undido8 mientras ;ue el e@ceso de !undente no !undidoproporciona proteccin adicional"
Soldadura S34
Fuente: AlacB ) Co*ser +'00/,
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SM34 es el proceso ms adecuado para *acer soldadurasa tope plana o de !ilete en aceros de a?o carono +089,"
on algunas precauciones de precalentamiento )postcalentamiento8 se pueden unir aceros al carono ) dealeacin media8 algunas !undiciones8 aceros ino@idales8aleaciones de core ) aleaciones de n;uel"
Soldadura S34
>o se recomienda para aceros de alto carono8 acerospara *erramientas8 3l8 Mg8 Ti8 P o Ln" 6as causas son algo
%ariadas8 inclu)endo la !alta de !undentes adecuados8reacti%idad a altas temperaturas ) a?as temperaturas de
sulimacin"
Deido a ;ue el arco est totalmente sumergida8 sepueden utili7ar corrientes ele%adas +-00 & '"000 3,"
3ltas %elocidades de soldadura8 altas tasas de deposicin8
penetracin pro!unda ) gran limpie7a +deido al !undente,son caractersticas del proceso"
Soldadura S34
8acero de '8. cm de espesor es tpico"
Soldaduras de un solo paso se pueden *acer conpenetraciones de *asta '8. cm" Espesores ma)ores puedenestar unidos por mltiples pasadas"
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6os electrodos se clasi!ican generalmente por lacomposicin ) estn disponiles en dimetros ;ue %an de
1 a 10 mm +080
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#esumen
2 Introduccin2 Principios sicos
2 Soldadura por arco manual +SM34,
2 Soldadura $M34 o M3$5MI$
2 Soldadura $T34 o TI$
2 Soldadura por arco sumegido +S34,
2 #esumen
#esumen
Fuente: CalpaB?ian O Sc*mid +'00,
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#esumen
Fuente: CalpaB?ian O Sc*mid +'00,
Preguntas
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#e!erencias Ailiogr!icas
6pe78 3" +'019," Faricacin industrial & 3puntes de
teora" Kni%ersidad de 3lmera"
CalpaB?ian8 S" ) Sc*mid8 S"+'00'," Manu!actura8 Ingeniera
) Tecnologa " Pearson"
AlacB8 Q" ) Co*ser" #" +'00/, Materials and Processes in
Manu!acturing" 4ile)"
$roo%er8 M" +'00/," Fundamentals o! ModernManu!acturing" 4ile)"
3merican Societ) o! Materials" +1NN," HandooB ol" 1< )
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