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Soldadura SMAW

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Generalidades del proceso SMAW SENA 2010Pgina 1 de 19 Resumen SMAWEvaluacin de Competencias LaboralesEditado por [email protected] Soldadura por arco AlcientficoinglsHumphreyDavy.Sele conocecomoelprecursordelprocesodesoldaduraporarcoelctrico,hechoquese dio a principios del siglo XIX. LuegoNikolai SlavyanovdeRusia,juntoconelamericano C.L.Coffininventaronloselectrodosde metal,afinalesdelosaos1800,estohizo queelprocesotuvieragranacogidaaligual quelasoldaduraporarcodecarbn,que usaba un electrodo no consumible. Para el ao 1900, A. P. Strohmenger lanz un electrododemetalrecubiertoenGran Bretaa,quediounarcomsestable,sin embargoseatribuyeeldescubrimientoen 1904,delelectrodorevestidoalsuecoOskar Kjellberglocualtomgranimportanciaa nivelindustrial.Haciaelaode1919C.J. Holslaginventlasoldaduradecorriente alterna (AC). El uso masivo comenz alrededor de los aos 1950. Fundamentos Elprocesodesoldaduraelctricacon electrodorevestidosecaracteriza,porla formacinymantenimientodeunarco elctricoentreunavarillametlicallamada electrodo,ylapiezaasoldar.Elelectrodo recubiertoestconstituidoporunavarilla metlica a la que se le da el nombre de alma o ncleo,lacualserecubredesustanciasno metlicas.Sucomposicinqumicapuedeser muyvariada,segnlascaractersticasquese requieraneneluso.Elrevestimientopuede serbsico,rutlicoycelulsico.Pararealizar una soldadura por arco elctrico se induce una diferenciadepotencialentreelelectrodoyla piezaasoldar,conlocualseionizaelaire entreellosypasaaserconductor,demodo quesecierraelcircuito.Elcalordelarco funde parcialmente el material base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el cordn de soldadura. Lasoldaduraporarcoelctricoesutilizada comnmentedebidoalafacilidadde transportacinyalaeconomadedicho proceso. Elementos Esquema. Plasma:Estcompuestoporelectronesque transportanlacorrienteyquevandelpolo negativoalpositivo,deionesmetlicosque vandelpolopositivoalnegativo,detomos gaseososquesevanionizandoy estabilizndoseconformepierdenoganan electrones,ydeproductosdelafusintales como vapores que ayudarn a la formacin de una atmsfera protectora. Esta zona alcanza la mayor temperatura del proceso. Llama:Eslazonaqueenvuelvealplasmay presenta menor temperatura que ste, formada portomosquesedisocianyrecombinan desprendiendocalorporlacombustindel revestimientodelelectrodo.Otorgaalarco elctrico su forma cnica. Generalidades del proceso SMAW SENA 2010Pgina 2 de 19 Resumen SMAWEvaluacin de Competencias LaboralesEditado por [email protected] Bao de fusin: La accin calorfica del arco provoca la fusin del material, donde parte de stesemezclaconelmaterialdeaportacin delelectrodo,provocandolasoldaduradelas piezas una vez solidificado. Crter: Surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y profundidad resultan del poder de penetracin del electrodo. Cordn de soldadura: Est constituido por el metalbaseyelmaterialdeaportacindel electrodoysepuedendiferenciardospartes: laescoria,compuestaporimpurezasqueson segregadasdurantelasolidificacinyque posteriormentesoneliminadas,yelsobre espesor(deposito),formadoporlapartetil delmaterialdeaportacinypartedelmetal base,queesloquecomponelasoldaduraen s. Electrodos: Son varillas metlicas preparadas paraservircomopuentedelcircuito;ensu extremo se genera el arco elctrico. La varilla metlicaamenudovarecubiertaporuna combinacindematerialesquevarandeun electrodoaotro.Estasustanciacontieneel material fundente. Elrecubrimientoenloselectrodostiene diversafunciones,staspuedenresumirseen las siguientes:Funcin elctrica del recubrimiento Funcin fsica de la escoria Funcin metalrgica del recubrimiento Funciones de los recubrimientosFuncin elctrica del recubrimientoLaestabilidaddelarcoparalasoldadura depende de una amplia serie de factores como eslaionizacindelaireparaquefluya adecuadamente la electricidad. Para lograr una buenaionizacinseaadenalrevestimiento delelectrodoproductosqumicos denominadossalesdesodio,potasioybario loscualestienenunatensindeionizacin bajayunpodertermoinicoelevado.El recubrimiento,tambincontieneensu composicin productos como los silicatos, los carbonatos,losxidosdehierroyxidosde titanioquefavorecenlafuncinfsicadelos electrodos,quefacilitanlasoldaduraenlas diversas posiciones de ejecucin del soldeo. Funcin Fsica del recubrimiento. Unamisinfundamentaldelrevestimientoes evitarqueelmetalfundidoentreencontacto coneloxgeno,elnitrgenoyelhidrgeno delaire,yaseaporlaformacindeungas protectoralrededordelcaminoquehande seguirlasgotasdelmetalfundidoydespus, mediantelaformacindeunaabundante escoriaqueflotaporencimadelbaode fusin. Elrevestimientodebeserverstilypermitir generalmentelasoldaduraentodaslas posiciones. En ello interviene dos factores:a.el propio espesor del revestimiento. b.su naturaleza, que determina la viscosidad delaescoria,queesnecesariaparamantener lagotaensulugaratravsdesupropia tensinsuperficialyparaprotegerelbao fundido del contacto con el aire. Elrevestimientodelelectrodoseconsumeen el arco con una velocidad lineal menor que el almametlicadelmismo.Comoresultado,el recubrimientoquedaprolongadosobreel extremodelalmayformauncrterquesirve paradirigiryconcentrarelchorrodelarco, disminuyendo sus prdidas trmicas. Funcin metalrgica de los recubrimientosAdemsdelasfuncionesdeestabilizary facilitar el funcionamiento elctrico del arco y de contribuir fsicamente a la mejor formacin delcordn,elrecubrimientotieneuna importanciadecisivaenlacalidaddela soldadura.Unadelasprincipalesfunciones metalrgicasdelosrecubrimientosdelos electrodosesprotegerelmetaldela oxidacin, primero aislndolo de la atmsfera oxidantequerodeaalarcoydespus recubrindoloconunacapadeescoria mientras se enfra y solidifica. Generalidades del proceso SMAW SENA 2010Pgina 3 de 19 Resumen SMAWEvaluacin de Competencias LaboralesEditado por [email protected] Tipos de Aporte (Electrodos revestidos) Lacaractersticamsimportantedela soldaduraconelectrodorevestido,eningls Shielded Metal Arc Welding (SMAW) oManual Metal Arc Welding (MMAW), es que el arco elctrico se produce entre la pieza y un electrodometlicorecubierto.El recubrimiento protege el interior del electrodo hastaelmomentodelafusin.Luegoal convertirseenfundente,protegeelreadela soldaduracontralaoxidacinyla contaminacinpormediodelaproduccin CO2duranteelprocesodelasoldadura.El ncleoensmismodelelectrodoactacomo materialderelleno,haciendoinnecesarioun material de relleno adicional. Con el calor del arco,elextremodelelectrodofundeyse quemaelrecubrimiento,demodoquese obtienelaatmsferaadecuadaparaquese produzcalatransferenciademetalfundido desde el ncleo del electrodo hasta el bao de fusin en el material base. Estasgotasdemetalfundidocaenrecubiertas de escoria fundida procedente de la fusin del recubrimientodelarco.Laescoriaflotaenla superficieyforma,porencimadelcordnde soldadura,unacapaprotectoradelmetal fundido. Comosonlospropioselectrodoslosque aportanelflujodemetalfundido,ser necesario reponerlos cuando se desgasten. Los electrodosestncompuestosdedospiezas:el alma y el revestimiento. Elalmaovarillaesalambre(dedimetro original 5.5 mm) que se comercializa en rollos continuos.Trasobtenerelmaterial,el fabricantelodecapamecnicamente(afinde eliminarelxidoyaumentarlapureza)y posteriormentelotrefilaparareducirsu dimetro. Elrevestimientoseproducemediantela combinacindeunagranvariedadde elementos(mineralesvarios,celulosa, mrmol,aleaciones,etc.)convenientemente seleccionadosyprobadosporlosfabricantes, quemantienenelproceso,cantidadesy dosificaciones en riguroso secreto. Lacomposicindelfundenteafectala estabilidaddelarco,penetracindela soldadurayvelocidaddedepsitodelmetal. Comosevioenelcomienzo,setienentres tipos: Celulsicos, Rutlicos y Bsicos LosCelulsicoscontienenunaalta proporcindecelulosaensurecubrimiento. Danunarcopenetranteypermitenunaalta velocidaddesoldadura.Lascosturasson toscasyelfundentefluyefcilmenteyse adhierefuertementesiendodifcilretirarla escoria.Sonapropiadosparasoldadura vertical,tienenaltapenetracinentodas posicionesydanpropiedadesmecnicas razonables.Generangrancantidadde hidrgeno con el riesgo de fracturas en la zona afectada por el calor. LosRutlicoscontienenunaaltaproporcin deRutilo(xidodetitanio:TiO2)ensu recubrimiento. Elrutilofacilitalaignicindelarcoydaun arcoestable.Sonelectrodosparausogeneral dandobuenassoldaduras.Sepuedenusaren todaslasposicionesyconvoltajesdirectoso alternos.Sonelectrodosespecialmente apropiadosparacosturashorizontaleso verticales.Laviscosidaddelfundente produce costuras de buen perfil. La escoria se remueve con facilidad. Los Bsicos contienen una alta proporcin de carbonato de calcioy fluoruro de calcio en su recubrimiento. La escoria es ms fluida que en elcasoanteriorperosolidificacongran rapidez.Estofacilitalascosturasverticaleso encielos.Sonapropiadosparasoldar espesores de medios a gruesos, dando costuras debuenacalidadmecnica,resistentesa fracturas.Requierendealtascorrientesy velocidadesdedeposicin.Danperfilesde costura no tan buenos (toscos y convexos). La escoria es difcil de eliminar. Hay electrodos que incorporan polvo metlico al fundente, para aumentar las intensidades de corriente y velocidades de soldadura. Tambin mejora la eficiencia (%de metal depositado no desperdiciado en salpicaduras). Generalidades del proceso SMAW SENA 2010Pgina 4 de 19 Resumen SMAWEvaluacin de Competencias LaboralesEditado por [email protected] Lacomposicinyclasificacindecadatipo deelectrodoestreguladaporlaAWS (SociedadAmericanadelaSoldadura), organismo de referencia mundial en el mbito de la soldadura. Debidoaesto,sepresentanlasdesignaciones A5.1 y A5.5 que describen los requerimientos paraloselectrodosdeaceroalcarbonoyde bajaaleacinrespectivamente.Describenlas distintasclasificacionesysusrespectivas caractersticas. EnesteSistemadeIdentificacinse establecequelaletraEidentificaal electrodo,seguidaporcuatroocincodgitos. Los primeros dos o tres nmeros se refieren a lamnimaresistenciaalatraccindelmetal desoldaduradepositado.Estosnmeros expresan la resistencia mnima a la traccin en miles de libras por pulgad

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