Generalidades de Soldadura

1. Tecnología mecánica II UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” SOLDADURA Ing. Patricia L. Aular

3. IMPORTANCIA DE LA SOLDADURA

4. ASPECTOS GENERALES,

5. TIPOS DE SOLDADURA:

6. Soldadura De Arco Eléctrico

7. Soldadura Con Flama

8. POSICIONES DE LAS SOLDADURAS,

9. JUNTAS Y SIMBOLOGÍA

10. SOLDADURAS ESPECIALIZADAS

11. TIC

12. MIC/MAG

13. PAW

14. DEFECTOS DE LAS SOLDADURAS

17. Resistencia Mecánica (resistencia a la flexión, cortadura, fatiga, al impacto, torsión)

18. Resistencia a la corrosión.

20. Para minimizar ruidos de construcción.

21. Fabricación de electrodomésticos.

22. Como medio de fabricación.

23. Maquinarias y equipo agrícola, minas, explotaciones petrolíferas, maquinas- herramientas, muebles, calderas, hornos y material ferroviario.

24. Construcción naval.

25. Fabricación de calderas y recipientes a presión.

27. SOLDADURA Aspectos Generales TIPOS DE SOLDADURAS Soldadura por forja: Consiste en el calentamiento de las piezas a unir en una fragua hasta su estado plástico y posteriormente por medio de presión o martilleo (forjado) se logra la unión de las piezas. El metal se calienta al rojo vivo en el fuego de una fragua, y después se golpea sobre un yunque para darle forma con grandes martillos denominados machos de fragua.

28. SOLDADURA SOLDADURA DE ARCO Soldadura Eléctrica Es un tipo de soldadura por fusión, la corriente eléctrica es usada para crear el ARCO ELÉCTRICO entre el material base y la barra de electrodo consumible (material de aporte). Se logran temperaturas comprendidas entre 3500 a 4000ºC. En la soldadura de arco, la longitud del arco está directamente relacionada con el voltaje, y la cantidad de entrada de calor está relacionada con la corriente.

29. SOLDADURA SOLDADURA DE ARCO Equipos utilizados en la soldadura de arco: PINZA PORTA ELECTRODO:Se utiliza para fijar el electrodo al cable de conducción de la corriente y guiarlo sobre la costura por soldar. Deberá ser liviano para reducir fatiga excesiva durante la soldadura. Esta deben ser de material aislante. PINZA PARA PUESTA A TIERRA: Es vital en un equipo soldador eléctrico, sin tener la conexión correcta a tierra el pleno potencial del circuito no producirá el calor requerido para soldar.

30. SOLDADURA SOLDADURA DE ARCO Equipos utilizados en la soldadura de arco: ELECTRODOS: Varilla metálica que actuará de material de aportación, recubierta de otras sustancias, que tienen como propósito favorecer la creación del arco y su mantenimiento, además de ser fundente, disolviendo óxidos y proteger el cordón. TRANSFORMADOR: Produce una corriente alterna. La potencia es tomada directamente de una línea de fuerza eléctrica para obtener el voltaje requerido para soldar. Produce una tensión de 28 a 80 voltios

31. SOLDADURA SOLDADURA DE ARCO Equipos utilizados en la soldadura de arco:

32. SOLDADURA SOLDADURA DE ARCO SOLDADURA DE ARCO DE METAL PROTEGIDO (SMAW Shield Metal ArcWelding ó MMAW Manual Metal Arc Welding): Mejor conocida como soldadura de arco revestido. En este electrodo utilizado tiene un revestimiento o recubrimiento, es un proceso de fusión porque se funden los dos metales a unir. Se utiliza un porta electrodo especial de presión para electrodo, cuando el aperador acerca la varilla al metal se produce el arco debido a la corriente eléctrica (Cierre del circuito) produciéndose calor para fundir el metal base y el electrodo fluyendo el metal fundido hacia la unión. VENTAJAS DEL REVESTIMIENTO QUIMICO: Provee una atmósfera protectora. Estabilizan el arco Previenen la oxidación y retardan el enfriamiento. Agregan elementos a la aleación.

33. SOLDADURA SOLDADURA DE ARCO SOLDADURA DE ARCO DE METAL PROTEGIDO (SMAW Shield Metal ArcWelding ó MMAW Manual Metal Arc Welding):

34. SOLDADURA SOLDADURA CON ARCO

35. SOLDADURA SOLDADURA CON FLAMA SOLDADURA OXIACETILÉNICA (OAW) Estos emplean el calor de los gases en combustión para fundir o calentar el metal base. Este procedimiento por fusión usa como fuente calorífica la llama que se logra en un soplete especial, por la combustión del acetileno (C2H2); este es un gas incoloro de olor penetrante que arde con una llama muy luminoso, desprendiendo gran cantidad de calor que se aprovecha para fundir los metales que se tratan de soldar Existen otros tipos de soldadura de arco protegido: GTAW, GMAW, SAW

37. Mayor porcentaje de oxigeno da una llama oxidante (bronces y latones).

39. SOLDADURA SOLDADURA CON FLAMA Equipo de soldadura OXIACETILÉNICA (OAW)

40. SOLDADURA SOLDADURA CON FLAMA ENCENDIDO Y APAGADO DEL EQUIPO Encendido Abrir ligeramente la Válvula de Oxigeno Ajustar la presión de Trabajo del Oxigeno dependiendo del tipo de soplete. Abrir ampliamente la válvula de acetileno. Aproximar la llama de cerilla o de otro tipo a la boquilla, para encender la mezcla de oxigeno y acetileno que sale por ella. Regular la cantidad de acetileno para obtener el tipo de llama que se necesite en el trabajo.

41. SOLDADURA SOLDADURA CON FLAMA ENCENDIDO Y APAGADO DEL EQUIPO Apagado Cerrar la válvula de combustible. Cerrar la válvula del Oxigeno. Cerrar la válvula del regulador. No se debe invertir el paso 1 y 2 para evitar la obstrucción de las boquillas.

42. SOLDADURA SOLDADURA CON FLAMA ENCENDIDO Y APAGADO DEL EQUIPO Si estando encendido el soplete tuviéramos un retroceso de llama, se procederá de la siguiente forma: Cerrar la Válvula del combustible Cerrar la Válvula del oxígeno Cerrar la llave de la botella de combustible Cerrar la llave de la botella de oxígeno No encender el soplete hasta que no se hayan comprobado las causas que lo originaron y si el retroceso de llama ha alcanzado a la botella se actuará de conformidad con las normas sobre acetileno.

43. SOLDADURA SOLDADURA CON FLAMA CONDICIONES GENERALES DE SEGURIDAD Se debe comprobar que ni las bombonas de gas ni los equipos que se acoplan a ellas tienen fugas. Proteger las bombonas contra golpes y calentamientos peligrosos. Cuando el soplete está funcionando mucho tiempo, se calienta la lanza y la mezcla puede encenderse al pasar por ella, produciendo explosiones o chisporreo. En este caso hay que apagar inmediatamente el soplete y dejarlo enfriar. No trabajar con ropa manchada de grasa, aceites o cualquier otra sustancia que pueda inflamarse. No utilizar o limpiar piezas con oxigeno, el exceso en el aire provocaría un grave riesgo de incendio

44. SOLDADURA ASPECTOS GENERALES EQUIPOS DE PROTECCION INDIVIDUAL Gafas de protección adecuadas. Guantes largos de cuero. Mandril de cuero. Polainas de apertura rápida. Calzados de seguridad aislante

45. SOLDADURA ASPECTOS GENERALES RECOMENDACIONES PARA CUANDO SE REALIZA UNA SOLDADURA La pinza deberá estar lo suficientemente aislada y cuando esté bajo tensión deberá tomarse con guantes. Para colocar los electrodos debe estar desconectada la máquina además se deben utilizar guantes. Verificar que el cristal de las caretas sea el adecuado para la tarea que va a realizar. No se realizarán trabajos de soldadura utilizando lentes de contacto. Los ayudantes del soldador deberán utilizar gafas con cristales especiales. Para picar la escoria o cepillar deben protegerse los ojos de salpicaduras.

46. SOLDADURA ASPECTOS GENERALES SOLDADURA Procedimiento de Fundir Metales Por fusión Se derrite el metal base y se agrega metal de aporte como relleno No se funde el metal base Sin fusión Flama Sold. Oxiacetilénica OAW Soldadura por Fusión Arco Desnudo BMAW Sold. Manual MMA ó SMAW Sold. De Tungsteno TIG ó GTAW Con Arco Sold. De Arco de metal con gas MIG/MAG ó GMAW Sold. Con Arco Sumergido SAW Sold. Por Resistencia Eléctrica Soldadura sin Fusión Sold. Por En estado Sólido. FORJA Sold. Blanda

47. POSICIONES DE LAS SOLDADURAS

48. SOLDADURA POSICIONES DE LAS SOLDADURAS Soldadura Plana: El metal de aporte se deposita sobre el metal base y éste a su vez sirve como soporte. Soldadura Horizontal: El metal base actúa sólo como soporte parcial y el metal de aporte que ya se ha depositado se debe utiliza como ayuda. Soldadura Vertical: El metal que se va a soldar actúa sólo como soporte parcial y el metal de soldadura que ya se ha depositado se debe utiliza como ayuda.

49. SOLDADURA POSICIONES DE LAS SOLDADURAS Soldadura de Techo: De todas las posiciones de soldadura es la que más práctica y cuidados requiere. Con esta soldadura se logran cordones anchos y uniformes desplazándolos en sentido vertical y en perpendicular respecto a las piezas que se van a soldar.

50. JUNTAS SOLDADAS Son las diversas formas que presentan las uniones en las piezas, y están estrechamente ligadas a la preparación de las mismas. Estas formas de uniones se realizan a menudo en montajes de estructuras y otras tareas que efectúa el soldador.

51. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas a Tope: Son aquellas donde los bordes de las chapas a soldar, se tocan en toda su extensión, formando un ángulo de 180ª entre sí, este tipo de junta se efectúa en todas las posiciones. A su vez se subdividen en: Juntas a tope en bordes rectos: En donde el borde de las chapas no requieren preparación mecánica. Usada en chapas con espesores no mayores a 6mm de espesor, también se considera para piezas que no sean sometidas a grandes esfuerzos.

52. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas Soldadas con Bordes Rectos

53. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas a tope en bordes achaflanados en V:Son juntas en las cuales los bordes de las piezas a soldar, requieren preparación mecánica, de tal forma que al unirlos formen una V entre sí. El espesor varia entre 6 y 12mm, mediante la preparación se logrará una buena penetración de la soldadura, así como también el relleno de toda la sección.

54. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas Soldadas con Bordes Achaflanados en V

55. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas a tope en bordes achaflanados en X: Requieren preparación mecánica en ambos lados de la pieza a soldar, de tal forma que al unir dichos lados, formen una X entre sí. Este tipo de junta es frecuente en uniones de piezas que serán sometidas a grandes esfuerzos, y en chapas que sobrepasan los 18 mm de espesor, las mismas pueden ser soldadas con facilidad por ambos lados.

56. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas Soldadas con Bordes Achaflanados en X

57. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas de Solape:Son aquellas donde los bordes de las chapas a soldar no requieren preparación mecánica, ya que los mismos van superpuestos. El ancho de la solapa dependerá del espesor de la chapa. Para chapas de 10mm de espesor, la solapa será de 60 a 70mm.

58. SOLDADURA JUNTAS SOLDADAS Tipos de Juntas Soldadas Juntas en Ángulos T y Y:Son juntas donde las piezas debido a su configuración, forman ángulos interiores y exteriores, en el punto a soldar. Es aconsejable soldar las uniones en T en forma alternada, para evitar deformaciones.

59. SIMBOLOGIA Simbología de La Soldadura Según ANSI Y32.3 1969 Graficas de Soldadura American Nacional Standard (dimensiones en mm), la porción básica del símbolo es ; LA FLECHA La Flecha apunta hacia la Junta donde se quiere hacer la soldadura

61. SIMBOLOGIA

62. SOLDADURA TIG

63. SOLDADURA SOLDADURAS ESPECIALIZADAS SOLDADURA TIG La sigla TIG corresponde a las iníciales de las palabras inglesas "Tungsten Inert Gas", lo cual indica una soldadura en una atmósfera con gas inerte y electrodo de tungsteno. Este proceso emplea un electrodo permanete de Tungsteno en un soporte especial el cual provee un gas para formar una protección alrededor de arco y del metal fundido. Los gases utilizados son el Helio o Argón, usándose en algunos casos el CO2.

64. SOLDADURA SOLDADURAS ESPECIALIZADAS SOLDADURA TIG Este procedimiento es utilizado en uniones que requieran alta calidad de soldadura y en soldaduras de metales altamente sensibles a la oxidación (como el titanio y el aluminio). Pero su uso más frecuente está dado en aceros resistentes al calor, aceros inoxidables aluminio. Es importante destacar que este método pude ser usado con o sin material de aporte. el metal de aporte debe ser de la misma composición o similar a la del material base.

66. Es factible de utilizar en todas las posiciones y tipos de juntas

67. Buen aspecto del cordón (con terminaciones suaves y lisas)

68. Ausencia de salpicaduras y escorias (lo que evita trabajos posteriores de limpieza).

69. Aplicabilidad a espesores finos (desde 0,3 mm).

70. La gran ventaja de este método de soldadura es, básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos.

72. SOLDADURA SOLDADURAS ESPECIALIZADAS SOLDADURA GMAW Las siglas significan Gas Metal Arc Welding es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo consumible y continuo que es alimentado con la pistola; tanto el arco como el baño de soldadura es protegido con un gas que puede ser inerte o activo que crea la atmósfera protectora. Este procedimiento hace que no sea necesario estar cambiando de electrodo constantemente. (1) Dirección de avance, (2) Tubo de contacto, (3) Electrodo, (4) Gas (5) Metal derretido de soldadura, (6) Metal de soldadura solidificado, (7) Pieza a soldar.

75. SOLDADURA SOLDADURAS ESPECIALIZADAS SOLDADURA MIG Durante la soldadura MIG, solamente se calienta una pequeña zona alrededor de la junta. Simultáneamente a la alimentación con hilo tiene lugar una adición del gas Inerte que enfría las superficies y protege el metal de la acción del aire ambiental. Esta previene la oxidación. El hilo de acero no está recubierto, sino compuesto de un alma totalmente metálica. Por tanto, no se forma escoria (cuya eliminación requiere bastante trabajo), sino un cordón muy liso.

77. Argón más dióxido de carbono

78. Argón más oxígeno Se utiliza básicamente para aceros no aleados o de baja aleación. No se puede usar para soldar aceros inoxidables ni aluminio o aleaciones de aluminio. Es similar a la soldadura MIG, se distinguen en el gas protector que emplean, sin embargo este procedimiento es mas barato debido al gas que utiliza.

80. La soldadura GMAW no se desecha tanto material como en el MMA cuando la última parte del electrodo revestido es desechado.

81. La soldadura GMAW es un proceso versátil, pudiendo depositar el metal a una gran velocidad y en todas las posiciones.

83. La mezcla de argón con oxígeno que se utilizan en la soldadura MIG no se usan en la TIG, debido al rápido deterioro del electrodo de tungsteno.

84. La adición de nitrógeno en la soldadura TIG no es recomendable. Tanto en la soldadura Manual y realización de juntas por debajo de un espesor de 1,6 mm se prefiere al argón como escudo gaseoso

86. SOLDADURA PAW

87. SOLDADURA SOLDADURAS ESPECIALIZADAS SOLDADURA PAW Plasma Arc Welding, es un proceso muy similar al de soldadura TIG. Es un sistema más desarrollado que el método de soldadura TIG, que proporciona un aumento de la productividad. En el sistema de soldadura por plasma hay dos flujos independientes de gas, el gas plasmágeno que fluye alrededor del electrodo de tungsteno, formando el núcleo del arco plasma y el gas de protección el cual proporciona la protección al baño de fusión.

88. SOLDADURA SOLDADURAS ESPECIALIZADAS SOLDADURA PAW En la soldadura por plasma la energía necesaria para conseguir la ionización la proporciona el arco eléctrico que se establece entre un electrodo de tungsteno y el metal base a soldar. Como soporte del arco se emplea un gas, generalmente argón puro o en ciertos casos helio con pequeñas proporciones de hidrógeno, que pasa a estado plasmático a través del orificio de la boquilla que estrangula el arco, dirigiéndose al metal base un chorro concentrado que puede alcanzar los 28.000 ºC. Gas de protección Plasma gas Tungsteno Tobera Generador arco piloto Pieza de trabajo Zona de influencia térmica

90. Mínima distorsión por calor debido a la gran velocidad de soldeo

91. Excelente calidad en los cordones.

93. DEFECTOS DE LAS SOLDADURAS

94. SOLDADURA DEFECTOS DE LAS SOLDADURAS FALTA DE FUSIÓN Si el Metal de Relleno se funde en la parte superior del metal base antes de estar éste listo para recibirlo, se producirá una fusión deficiente, resultando una soldadura muy débil.

95. SOLDADURA DEFECTOS DE LAS SOLDADURAS POROSIDAD Agujeros producidos por gas en las soldaduras, también llamadas sopladuras.

96. SOLDADURA DEFECTOS DE LAS SOLDADURAS PENETRACIÓN La unión no se funde en todo su espesor.

97. SOLDADURA DEFECTOS DE LAS SOLDADURAS SOCAVACIÓN Ranura del metal que se fundió en un lado de la soldadura. La ranura o hendidura no se llenó.

98. SOLDADURA CARACTERÍSTICAS DE UNA BUENA SOLDADURA

99. SOLDADURA CARACTERÍSTICAS DE UNA BUENA SOLDADURA

100. ENSAYOS DE LAS SOLDADURAS

101. SOLDADURA PRUEBAS EN LAS SOLDADURAS ENTIDADES ENCARGADAS DE LAS PRUEBAS

102. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

103. SOLDADURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Consiste en aplicar un campo de energía o un método de prueba a la pieza o material bajo ensayo; detectar modificaciones sufridas en el campo de energía o medio de prueba en su interacción con la pieza o material; evaluar el significado de dichas modificaciones y relacionarlas con la presencia de discontinuidades, SIN QUE LA PIEZA O MATERIAL SUFRAN VARIACIONES EN SU COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA Y/O PROPIEDADES FISICAS O QUIMICAS.

104. SOLDADURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS OBJETIVOS DE LOS END Detectar discontinuidades en materiales y estructuras sin destrucción de los mismos (Detección). Determinar la ubicación, orientación, forma, tamaño y tipo de discontinuidad. Establecer la calidad del material. Prevenir Accedentes. Asegurar la calidad y confiabilidad

105. SOLDADURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS VENTAJAS DE LOS END Recepción de materia primas: Comprobar la homogeneidad, composición química y evaluar las propiedades mecánicas. Procesos de fabricación: Comprobar si el componente está libre de defectos. Inspección Final: Garantizar que la pieza cumpla o supere el requisito de aceptación. Inspección de partes en servicio: Verificar que aún puedan ser utilizadas en forma segura, conocer la vida útil y mejoras los tiempos de paradas por mantenimiento.

106. SOLDADURA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Limitaciones Inversión Inicial Alta. Las propiedades físicas a controlar son medidas en forma indirecta: Debido a que muchas veces es evaluada por comparación. Se requiere de personal calificado.

107. En discontinuidades pequeñas requiere mayor tiempo de ensayo En discontinuidades anchas, una técnica especial TINTAS PENETRANTES LA LEY FISICA ES LA CAPILARIDAD, Y LA ABSORCIÓN DETECTA DISCONTINUIDADES ABIERTAS A LA SUPERFICIE

108. TINTAS PENETRANTES

109. La técnica de ultrasonidos utiliza vibraciones de alta frecuencia, para determinar y medir defectos en piezas férricos y no férricos. Un transductor ultrasónico hecho de cuarzo, titanato de bario o sulfato de litio aprovecha el efecto piezoeléctrico para introducir una serie de pulsos elásticos a alta frecuencia en el material, por lo general por encima de los 100,000 Hz. Los pulsos crean una onda de deformación por compresión, que se propaga a través del material. La onda elástica se transmita a través del material a una velocidad que depende del módulo de elasticidad y de la densidad del mismo.