GENERALIDADES DEL PROCESO DE SOLDADURA GMAW

INTRUCTOR:

HOOBER MORAN

ELABORADO POR:

HELIBERTO NOSCUE ORTIZ

JOSE ALFREDO CALLANBU VELASCO

CENTRO DE CAPACITACION COMUNITARIA LOS YUMBOS

YUMBO- VALLE

2013

INDICE

1) CONCEPTO DE GMAW (MIG MAG)2) ANTECEDENTES3) GENERALIDADES4) PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO5) MAQUINA PARA SOLDAR6) EQUIPO BACICO PARA LA SOLDADURA MIG7) UNIDAD DE ALIMENTACION DEL ALAMBRE8) PISTOLAS DE SOLDAR9) PAQUETE DE MANGUERAS10)INCLINACION DE LA PISTOLA11)SUMINISTRO DEL GAS12)PANEL DE CONTROL13)PANEL DE CONTROL DE LA MAQUINA COMPACTADA14)VENTAJAS DE PROCESO GMAW15)LIMITACIONES DEL PROCESO GMAW16)MATERIALES DE APORTACION17)TRANSFERENCIA Y FACTORES DE TRANSFERENCIA18)TRANSFERENCIA CORTO CIRCUITO19)TRANSFERENCIA GLOBULAR20)TRANSFERENCIA POR ABSPERSIÓN21)VARIABLES QUE AFECTAN UNA SOLDADURA GMAW22)PARAMETROS DEL SOLDEO23)RELACION ENTRE LOS PARAMETROS24)GASES O MESCLAS DE PROCTECCION25)GASES USADOS EN EL PROCESO GMAW26)GASES INERTES27)DEFECTOS TIPICOS DE LA SOLDADURA28)FALLAS EN EL EQUIPO MIG/MAG CAUSAS Y CONSECUENCIAS29)MEDIDAS DE SEGURIDAD E HIGIENE30)BIBLIOGRAFIA

CONCEPTO DE GMAW (MIG MAG)

La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo consumible y continuo que es alimentado a la pistola junto con el gas inerte en soldadura MIG o gas activo en soldadura MAG, el cual crea la atmósfera protectora.

Este proceso se utiliza mucho en industrias donde el tiempo y la calidad de la soldadura son cruciales. El principio es similar a la soldadura por arco, con la diferencia en el electrodo continuo y la protección del gas inerte lo que le dan a este método la capacidad de producir cordones más limpios (no forma escoria, por lo que se pueden formar varias capas sin necesidad de limpieza intermedia).

ANTECEDENTES

• El concepto GMAW surgió en la década de 1920 pero estuvo disponible comercialmente en 1948.

• Se consideró un proceso de electrodo de metal desnudo de diámetro pequeño con alta densidad de corriente que empleaba gas inerte para proteger el arco de soldadura.

• Conocido por el término MIG

• Posee la nomenclatura AWS y CSA de soldadura con gas y arco metálico GMAW (siglas del ingles de Gas Metal Arc Welding).

GENERALIDADES

El método MIG (Metal Inert Gas) utiliza un gas inerte para crear la atmosfera protectora (puede ser Argón, Helio o una mezcla de ambos).

Éste proceso de soldadura se emplea sobre todo para soldar aceros inoxidables, cobre, aluminio, chapas galvanizadas y aleaciones ligeras.

En muchas ocasiones es mejor utilizar helio ya que este gas posee mayor ionización y por lo tanto mayor rapidez de generación de calor.

Área de soldado.

(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.

Hay muchos procesos que caen bajo la denominación de soldadura MIG. Algunos usan un electrodo recubierto con fundente, similares al electrodo ordinario para soldadura por arco y hay algunos que utilizan un electrodo hueco con el fundente en el interior. En otros casos se utiliza una combinación de electrodo con fundente y gas protector.

También existen diferentes métodos para trasladar el metal de aporte hasta el arco, y estos pueden ser automáticos o semiautomáticos, siento este ultimo el más utilizado.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

• Se basa en la alimentación automática de un electrodo continuo consumible que se protege mediante un gas de procedencia externa

• Es importante la habilidad del soldador para ajustar equipo, voltaje y velocidad

MAQUINA PARA SOLDAR

Para la soldadura MIG se requiere una máquina soldadora de diseño especial, debe ser de corriente continua y de voltaje constante.

Para este método se puede utilizar un generador o transformador con rectificador.

Como la máquina no tiene control de amperaje, no se puede emplear para soldadura ordinaria con electrodo revestido, aunque hay algunas máquinas con diseño especial que se pueden emplear para ambos métodos.

EQUIPO BACICO PARA LA SOLDADURA MIG

Equipo para soldadura por arco, con sus cables.

Suministro de gas inerte para la protección de la soldadura con sus respectivas mangueras.

Mecanismo de alimentación automática de electrodo continúo.

Electrodo continúo.

Pistola o torcha para soldadura con sus mangueras y cables.

UNIDAD DE ALIMENTACION DEL ALAMBRE

El mecanismo alimentador debe impulsar automáticamente el alambre electrodo desde la bobina al conjunto de cable y pistola, conduciéndolo hacia el arco. La alimentación en la soldadura MIG puede realizarse de dos maneras:

halando o empujando el alambre. En ambos sistemas se tiene un regulador de salida de alambre que automáticamente regula el amperaje. Al aumenta la salida de alambre al área de soldadura, simultáneamente se aumenta la intensidad de corriente de salida. En el sistema de empuje, no se puede alimentar alambres por conductos de más de 12 pies de longitud, particularidad que limita la distancia del soldador con respecto a la pieza a ser soldada. Los alimentadores de alambre utilizan diferentes tipos de rodillos impulsadores que se pueden instalar fácilmente, esto permite la utilización de diferentes clases y diámetros de alambre.

PISTOLAS DE SOLDAR

La boquilla para la salida de gas, sobre el extremo de la pistola es metálico también. Todas las pistolas están provistas de un control que al accionarlo permite el paso simultáneo de gas protector, corriente, alambre y agua (cuando son refrigeradas con agua), al soltar el control, que generalmente es en forma de gatillo, la corriente eléctrica y el alambre se detienen, pero el gas continúa fluyendo durante un corto tiempo mientras se enfría el baño de soldadura.

También existen pistolas que llevan incorporadas el carrete de alambre de aportación (A). Con estas pistolas se utilizan rollos de 1 ó 2 libras, son portátiles y permiten hacer soldaduras a más de 15 m del cuadro de control y más de 60 m del equipo. El peso total de la pistola, sin embargo, es mucho mayor.

PAQUETE DE MANGUERAS

En la soldadura MIG se necesitan cables para conducir la corriente eléctrica y manqueras para conducir el gas y el agua (cuando la pistola es refrigerada por agua). Es de anotar que se debe tener cuidado al seleccionar el calibre del cable para que esté de acuerdo con el amperaje que puede suministrar la máquina. En equipos automáticas se pueden tener amperajes hasta 600 A.

INCLINACION DE LA PISTOLA

La pistola debe permanecer en una posición correcta para que el gas proteja de forma conveniente el lecho de fusión, se recomienda una inclinación respecto a la vertical de 10º.

La longitud libre del hilo estará comprendida entre 8 y 20 mm para poder observar el baño de fusión y evitar la adherencia de proyecciones en la tobera del gas.

SUMINISTRO DEL GAS

El gas de protección, en caso que se utilice, fluirá por fuera del sistema de guía ilustrado. Este cumple la función de evitar la contaminación del metal que interviene en la soldadura, ya sea el de aporte o el de base.

Del gas protector dependerá en gran medida la calidad obtenida en la soldadura. Los gases utilizados en el proceso de soldadura MIG son gases inertes (que no reaccionan o no se combinan con otros elementos), y son el Argón, el Helio o una mezcla de ellos para aplicaciones específicas o particulares. El gas más utilizado es el argón, porque se necesita más cantidad de helio para producir los mismos efectos debido a que el helio es más liviano. Sin embargo, el helio es más adecuado para espesores gruesos porque produce un arco más caliente y mayor penetración, el helio es mejor también para soldar materiales de alta conductividad térmica como el cobre.

Cuando se suelda aceros al carbono o débilmente aleado, con argón como gas protector, es muy fuerte la tendencia a producirse socavaciones. Y mordeduras en la soldadura, y el arco parece que es arrastrado hacia cualquier mancha de oxido del acero.

Para todos los tipos de aceros se puede añadir una pequeña cantidad de dióxido de carbono al gas inerte, esta adición de gases estabiliza el arco, reduce las mordeduras y las proyecciones, además de mejorar la transferencia.

El dióxido de carbono puro (el cual es un gas activo) tiene ciertas ventajas para la soldadura de aceros al carbono o de baja aleación y se utiliza mucho en vez del

argón, porque su costo es más bajo y también aumenta la velocidad de soldadura y la penetración. Sin embargo, produce más salpicaduras y el arco es áspero.

PANEL DE CONTROL

VENTAJAS DEL PROCESO GMAW

Algunas de las ventajas de este proceso de soldadura son:

La superficie soldada queda limpia y sin escoria.

Permite soldar con mayor facilidad espesores delgados.

El arco es visible y se puede soldar en cualquier posición.

De todos los métodos de soldadura, el MIG es el que mantiene concentrado el material de aporte a través del arco.

La velocidad de fusión del material de aporte es muy alta (se pueden lograr hasta 100 in/min) por lo cual se presenta menos distorsión en el material.

La densidad de corriente es más alta que con otros métodos.

Con la soldadura MIG se consigue mayor penetración que con otros métodos.

En las uniones en V se requiere un chaflán más pequeño que el empleado para soldar con electrodo revestido ordinario, lo cual implica menos material de aporte para llenar el chaflán y menos calentamiento.

Grandes cordones sin interrupción.

Eficiencia del electrodo del 98%.

Hay un menor número de empalmes en cordones largos y hay pocas salpicaduras.

LIMITACIONES DEL PROCESO GMAW

• Equipo más complejo.

• Más costoso.

• Menos transportable.

• Difícil de usar en lugares de difícil acceso.

• La pistola es más grande que un porta electrodo.

• El arco de soldadura debe protegerse. contra corrientes de aire por lo que se. considera un equipo de atmósfera controlada.

• Mayor calor radiado e intensidad.

MATERIALES DE APORTACION

TRANSFERENCIAS Y FACTORES DE TRANSFERENCIA

TRANSFERENCIA CORTO CIRCUITO

• Se obtiene

Voltajes bajos y ( 16V a 22V )

Amperajes Bajos ( 30A a 200A )

• Se suele usar con Alambres:

Diámetros pequeños ( 0.025” a 0.045” )

( .60 mm a 1.10 mm )

• El mejor es de 0.035” (0.9 mm)

Gases recomendados:

Gas 100% CO2 (Bajo Costo) o

Gas 75% Ar/25% CO2 (Mezcla)

• Produce un charco pequeño.

• Rápida solidificación.

• Especial para uniones delgadas.

• Aportación del electrodo por gotas de 20 a más de 200 veces por segundo.

Ventajas

• Bajo aporte de calor.

• Todas las posiciones de soldadura.

• Bajo costo.

• Se puede manejar bien en uniones irregulares.

Limitaciones

• Salpicadura.

• Posibilidad de falta de fusión.

• Limitado a espesores delgados..

TRANSFERENCIA GLOBULAR

• Electrodo positivo.

• Tamaño de gota mayor, diámetro del electrodo.

• Se da sea cual sea el gas empleado.

• Solo se puede utilizar en posición plana.

• Longitud de arco.

• Se obtiene:

Voltajes altos y ( 25V a 35V)

Amperajes altos ( 200A a 500A )

• Se suele usar con electrodos:

Diámetros más grandes (0.035” o más) ( .90 mm o más)

• Gases recomendados:

Gas 100% CO2 (Bajo costo) o

Gas (Mezcla) 75% Ar/25% CO2

Ventajas

• Alta Penetración.

• Alta Deposición.

• Bajo costo del gas.

Limitaciones

• Excesiva salpicadura.

• Sólo en posición plana u horizontal.

TRANSFERENCIA POR ABSPERSIÓN

• Se utiliza CCEP.

• Utilización de gas inerte.

• Centenares de gotas por segundo.

• Se puede utilizar en cualquier posición.

Se obtiene:

Voltajes Altos ( 25V a 35V )

Amperajes altos ( 200A a 500A )

• Se suele usar con electrodos:

De gran diámetro (0.045” y más)

(1.10 mm y más)

• Gases recomendados:

• 90% Ar con 10% CO2

• 95% Ar con 5% O2

• 98% Ar con 2% CO2

• 98% Ar con 2% O2

VENTAJAS

• Cordón suave y de buena apariencia.

• Alta penetración.

• Alta deposición.

• No hay salpicadura.

LIMITACIONES

• Probabilidad de socavación.

• Gas de costo más alto.

• solamente posición plana u horizontal.

• Alta radiación del arco.

VARIABLES QUE AFECTAN UNA SOLDADURA GMAW

• Penetración.

• Geometría.

• Calidad del depósito.

• Corriente de una soldadura.

• Velocidad de alimentación.

• Polaridad.

• Voltage de arco.

• Velocidad de recorrido.

• Extensión del electrodo.

• Ángulo de desplazamiento.

• Posición de la unión que se va a soldar.

• Diámetro del electrodo.

• Composición y tasa de flujo del gas protector.

PARAMETROS DEL SOLDEO

RELACION ENTRE LOS PARAMETROS

GASES O MESCLAS DE PROCTECCION

SU FUNCION ES:

• Proteger el metal de soldadura fundido de la atmósfera.

• Dar características al arco.

• Modalidad de transferencia del metal.

• Penetración y perfil de la franja de soldadura.

• Velocidad de soldadura.

• Tendencia al socavamiento.

• Acción limpiadora.

• Propiedades mecánicas del metal de soladura.

GASES USADOS EN EL PROCESO GMAW

GASES INERTES

Argón Y Helio

• Se emplean para soldar metales no ferrosos y aceros inoxidables, al carbono y de baja aleación.

• Las diferencias físicas entre ambos son: densidad, conductividad térmica y características del arco.

En aceros al Carbono por Corto Circuito 100% CO2:

Buena penetración

Dióxido de Carbono. Mezcla de Argón/Dióxido de

Carbono. Mezcla de

Helio/Argón/Dióxido de Carbono.

Argón. Mezcla de

Helio/Argón.

Argón

• 1.4 más denso que el aire.

• Más pesado.

• Transferencia Spray.

Helio

• 0.14 veces la del aire

• Más liviano.

• Mayores tasas de flujo 2 o 3 veces más.

• Mayor conductibilidad térmica.

Buena velocidad de avance 75% Ar/25% CO2 Baja salpicadura Charco más líquido.

En aceros al Carbono 80% Ar/20% CO2 El más barato por Spray

85-96% Ar Balanceado con CO2 Mayor velocidad de viaje Charco más líquido Mayor penetración Menos socavaciones

En aceros de baja aleación por Corto Circuito 75% Ar/25%CO2

Estabilidad de arco buena

Poca salpicadura

Apariencia aceptable

DEFECTOS TIPICOS DE LA SOLDADURA

FALLAS EN EL EQUIPO MIG/MAG CAUSAS Y CONSECUENCIAS

BIBLIOGRAFIA

http://solysol.com.es/data/documents/SoldaduraMIGMAG.pdf http://www.slideshare.net/beto_vox/proceso-12-gmaw-utn