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DEFINICIONES BASICAS.

1. Definición:

Es la unión de 2 o más piezas mediante la fusión por un arco eléctrico

mediante practicas industriales y económicamente rentable.

Para una aplicación adecuada desde el punto de vista técnico se

necesitan tener conocimientos en:

Metalurgia.

Mecánica.

Electricidad.

Soldadura:


Metal Base: Es la pieza a soldar y se debe determinar el tipo de alea-

cion metalúrgica que se va soldar para obtener resultados óptimos.

Existen dos grandes grupos de aleaciones metalúrgicas:

1. Aleaciones Ferrosas.

2. Aleaciones No Ferrosas.

Metalurgia:


Aleaciones Ferrosas:

1. Aceros: Son aleaciones en base de hierro con carbono desde un 0,1% hasta

un 2% y contienen otros elementos químicos, que los clasifican:

1.1. Aceros al Carbono: Son aceros en donde predominan bajos contenidos de

carbono y permiten algo de Mn, Si, P y S.

1.2. Aceros Bajos Aleados: Son aleaciones en base hierro que contienen hasta

un máximo de 5% elementos metálicos, como: Mo, Cr, Ni, Si.

1.3. Aceros Inoxidables: Son aleaciones de hierro-carbono con cantidades

relativamente altas de Cromo (mayor o igual al 12%), encontrándose clasificados

en:

Metalurgia:


1.3.1. Aceros Inoxidables Austeniticos.

1.3.2. Aceros Inoxidables Ferriticos.

1.3.3. Aceros Inoxidables Martensiticos.

1.3.4. Aceros Inoxidables Duplex.

2. Fundiciones: Son aleaciones de hierro-carbono (2,08% al 6,67% C) y silicio

(es menor o igual al 4,5 % Si), contienen además, dependiendo del proceso de

fabricación: Manganeso (menor o igual al 1,5%) Fósforo ( menor o igual al 1,8%)

y Azufre (menor o igual al 0,25%).

Clasificándose:

Metalurgia:


2.1. Fundición Gris: Altamente soldable.

2.2. Fundición Maleable: Medianamente soldable.

2.3. Fundición Nodular: Medianamente Soldable.

2.4. Fundición Blanca: No es soldable.

Alecciones No Ferrosas:

1. Aleaciones de Níquel: Aleaciones en base a Níquel, monel, inconel, etc.

2. Aleaciones de Cobre: Aleaciones en base a Cobre, bronces, latones, etc.

3. Aleaciones de Aluminio: Aleaciones en base a Aluminio.

4. Aleaciones de Magnesio: Aleaciones en base a Magnesio.

Metalurgia:


Composición Química: Veamos los elementos químicos que están presentes

en una Acero al carbono SAE-1020:

% C : 0,18 a 0,23. % Mn : 0,60 a 0,90.

% P : ≤ 0,04. % Si : ≤ 0,05.

Al soldar el metal base se obtendrán tres zonas bien definidas, siendo:

a. Metal Base.

b. Zona afectada por el Calor.

c. Cordón de Soldadura.

Metalurgia:


Para garantizar una soldadura con parámetros de calidad aceptables se deben

realizar una serie de ensayos mecánicos en las tres zonas del área soldada.

1. Ensayo de Resistencia a la Tracción: Es cuando se somete una probeta de me-

tal a la tracción o tensión a ambos extremos hasta que se fractura y se expresa

en lb./plg.2. o en N/mm2. Nos permite

determinar:

a. Punto de Fluencia.

b. Zona Elástica.

c. Zona Plástica.

d. Ultimo esfuerzo a la tracción.

e. Punto de Fractura.

Mecánica:


Modulo de Elasticidad: Graficamos la resistencia

a la tensión vs. % deformación obtenemos el

modulo de elasticidad de los materiales.

Lo anterior nos permite definir:

a. Ductilidad: Es la capacidad de un material o

aleación metalúrgica de ser deformado sin llegar a agrietarse o fracturarse. Por

ejemplo, el acero, caucho.

b. Fragilidad: Es el material o aleación metalúrgica que prácticamente no acepta

ningún % de deformación antes de fracturarse, por ejemplo, Tungsteno,

fundición de hierro.

Mecánica:

Tungsteno

Acero

FundiciónCaucho


2. Resistencia a la Compresión: Es la capacidad de un metal o aleación de

soportar cargas de compresión sin que llegue a fracturarse. Este concepto es

usado en aplicaciones de recubrimientos duros o hardfancing. Se presenta en

ejes y sus soportes, etc.

En ciertos ocasiones, se presenta como

un desprendimiento laminar del metal

antes de presentar su fractura.

3. Resistencia a La Fatiga: Es la capacidad de un material o aleación metálica

de resistir a la fractura bajo cargas variables y alternas durante un ciclo de

tiempo. Es muy usado en la industria automotriz.

Para limites prácticos existe un punto denominado Limite de Endurecimiento =

Limite de Fluencia.

Mecánica:


En los aceros se determina mediante la expresión:

Limite de Endurecimiento = (40-60) % Limite de Fluencia considerando 10.000

ciclos de carga aplicado.

4. Resistencia al Impacto (Ensayo Charpy): Se aplica una carga dinámica a una

probeta entallada a una temperatura determinada y el se determina su tipo de

fractura dúctil o frágil. Se mide en unidades

de energía o trabajo absorbido. (N.m o J.pie).

Este ensayo nos permite definir la Tenacidad:

Que es la capacidad de un metal de absorber

impacto al aplicarle una carga rápidamente

y mantener su ductilidad.

Mecánica:


Este ensayo es muy usado en la industria para certificar la fabricación de puentes,

barcos, recipientes a presión, intercambiadores de calor, gasoductos, oleoductos,

etc.

5. Ensayo de Dureza: Es el ensayo para determinar la capacidad de un metal a ser

indentado o penetrado.

Se emplean varias tipo de ensayo:

a. Ensayo Dureza Brinell: Se mide en BN.

b. Ensayo Dureza Rockwell: Se mide en RC.

Mecánica:

C:3.000 Kg. C: 150 Kg.

Brinell B. Rockwell Rc.


Arco Eléctrico: Para la soldadura por arco eléctrico, este es el responsable del a-

porte de energía para poder fusionar el metal base y electrodo para obtener un

cordón de soldadura.

Por lo tanto, resulta adecuado tener ciertos conceptos de electricidad claros para

poder comprender la complejidad de la soldadura por arco eléctrico.

1. Corriente Eléctrica: Es la cantidad de electrones que fluyen por un conductor.

Se mide en Amperios. Y puede compararse

con el volumen de agua que circula a través

de una tubería.

Dependiendo de comportamiento, tenemos:

Electricidad:

Polo (+) Polo (-).

Electrones (e).


1.1. Corriente Alterna / AC: Es aquella que cambia cons-

tantemente de polaridad durante 60 ciclos por segundo.

países

frecuencia es de 50 Hz.

1.2. Corriente Directa: Es aquella que mantiene un sen-

tido de flujo de electrones constante, sea positivo o ne-

gativo.

Aquí se define el concepto de polaridad para determinar

si es positiva o negativa, teniéndose:

Polaridad Positiva (+).

Polaridad Negativa (-).

Electricidad:

(+)

(-)

(+)

(-)


Las fases de alimentación eléctrica son:

a. Monofásicas: (+) Fase

( ) Neutro.

( - ) Tierra.

b. Trifásica: (+) Fase.

(+) Fase.

( ) Neutro.

( - ) Tierra.

OCV/Voltaje en Circuito Abierto: Es el voltaje que se mide en una fuente de poder

entre ambos terminales, cuando esta encendida y no esta soldando. Este OCV es

necesario para iniciar el arco eléctrico.

Electricidad:


3. Fuentes de Poder:

3.1.Fuentes de Poder Eléctricas:

3.1.1. Transformador:

Electricidad:

Entrada:

Alto Voltaje.

Bajo Amperaje.

Corriente AC.

Salida:

Bajo Voltaje.

Alta Amperaje.

Corriente AC.


3.1.2. Transformador / Rectificador:

Electricidad:

Entrada:

Alto Voltaje.

Bajo Amperaje.

Corriente AC.

Salida:

Bajo Voltaje.

Alta Amperaje.

Corriente AC / DC (+/-)


3.1.3. Invertec:

Electricidad:

Entrada:

Alto Voltaje.

Bajo Amperaje.

Corriente AC.

Salida:

Bajo Voltaje.

Alta Amperaje.

Corriente DC (+/-).


3.2. Fuentes de Poder a Motor de Combustión Interna:

3.2.1. Accionados con Motor a Gasolina Generador:

Electricidad:

Generador.

AC

DC

Motor a Combustión Interna.


Existen organizaciones a diferentes niveles que se encargan de norma-

lizar y establecer especificaciones a nivel de soldadura, teniéndose:

1. AWS : Sociedad Americana de Soldadura.

2. ASME : Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.

3. ANSI : Sociedad Americana de Especificaciones y Normas.

4. API : Instituto Americano del Petróleo.

Normas y Especificaciones:


Tipos de Juntas de Soldadura

Tipos de Juntas y Posiciones en Soldadura:

Junta a Tope.

Junta en Filete


Tipos de Juntas de Soldadura


Junta en Esquina.

Junta Solapada.

Junta de Borde.


Tipos de Juntas Simples y Dobles.


Simple. Doble.

En Filete.

A Tope.

Bisel Simple.


Tipos de Juntas Simples y Dobles.


Simple. Doble.

Bisel en V.

Bisel en J.

Bisel en U.


Posiciones en Soldadura

En Juntas de Filete.



Posiciones en Soldadura

En Juntas Biseladas.



Elementos de Seguridad:

Para el proceso de soldadura con arco eléctrico el operario debe usar el siguiente equipo de seguridad:

Gorra.

Lentes de Seguridad.

Camisa y pantalón resistente a chispas y la radiación.

Guantes de cuero.

Botas de seguridad.

Protectores auditivos.


Elementos de Seguridad:

Mascaras de Soldar


En Electricidad.

En Humos y gases.

Radiación del arco eléctrico.

En riesgos de fuegos y explosiones.

En el área de trabajo.

Normas de Seguridad:


Normas de Seguridad en Electricidad:

El voltaje puede ocasionar la muerte

No opere equipos con la cubiertas de alimentación eléctrica abiertas.

Desconecte eléctricamente el equipo al momento de hacer cualquier revisión en el mismo.

No toque las partes eléctricas que estén

energizadas.

El choque eléctrico por cortocircuito puede ocasionar la muerte:

No toque las partes eléctricas energizadas con la piel o con ropas mojadas.

Aislarse de la pieza de trabajo y tierra usando un aislante seco


La soldadura puede generar gases y humos peligrosos para la salud.

Los gases protectores de la soldadura puedendesplazar el aire, y causar lesiones o la muerte.

Tener suficiente ventilación para mantener alejados a los humos y gases de la zona de respiración.

No soldar en lugares cercanos a los vapores de hidrocarburos clorados. Ya que, se genera fosgeno un gas altamente toxico.

Normas de Seguridad en el Manejo de Gases y Humos:


Los rayos del arco eléctrico pueden quemar la piel y los ojos.

Siempre use mascara de soldar para proteger la cara y los ojos.

Seleccione adecuadamente el lente de la mascara de soldar para el proceso de soldar.

Use ropa apropiada para protegerse de los rayos del arco eléctrico.

Proteger a otras personas cercanas al área de soldadura.

Normas de Seguridad en La Radiación del Arco Eléctrico:


Remueva todos los materiales inflamables del área de soldar.

Mantenga extintores de incendio cercanos al área de soldar.

Use ropa resistente a las chispas y al calor. Además, que estén libre de aceite.

No soldar recipientes o contenedores que hayan contenido productos combustibles.

Normas de Seguridad para Evitar Incendios y Explosiones:


Mantener el porta-electrodo, el gancho de tierra, los cables de soldar y la maquina de soldar en optimas condiciones. Cambiar si el aislante esta dañado.

Conectar la pieza de trabajo o la pieza a una buena tierra eléctrica.

Nunca sumergir el electrodo o porta- electrodo en agua para enfriarlo.

Siempre desconecte la maquina de soldar para hacer cualquier revisión.

Normas de Seguridad en el Área de Trabajo:


Siempre mantener los cilindros en posición vertical y sujeto firmemente con una cadena.

Cilindro deben estar ubicados a una distancia segura de las operaciones de corte o soldadura y de cualquier fuente de calor, chispas o llamas.

Mantener la cara alejada de la salida de la válvula del cilindro, cuando se abra esta.

Nunca permita que el electrodo u otra par-te eléctricamente viva toque el cilindro.

Normas de Seguridad en el Manejo de Cilindros:


Mantenga su cuerpo siempre alejado de la tobera y del arco de plasma.

Maneje el arco piloto con precaución. Este es capaz de generar quemaduras en el operario y use ropa apropiadas.

El arco con plasma emite una intensa radiación utilice el mismo grado de vidrio actínico que el empleado en el proceso TIG, según la intensidad del arco eléctrico.

Normas de Seguridad en el Corte con Plasma:

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