manual de soldadura, corte y perforacion

7/29/2019 Manual de Soldadura, Corte Y Perforacion

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MANUALDECORTE. SOLDADURA

PERFORACiN

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HAN COLABORADO:COORDINADORManuel IglesiasRodrguezTEXTOS DIBUJOSJess MongeExtincinde Incendiosdel Ayto.de MadridFOTOGRAFfASy DIBUJOSJess MonjeUnidadde DiseoGrfico de la Escuelade Bomberosy Proteccin CivilEDITOR:ESCUELADE BOMBEROSy PROTECCiNCIVilIMPRESiN:Egraf. S.A.Luis 1, n. 3 -7 . 28031 MadridDEPSITO LEGAL: M. 8033-2005I.S.B.N.: 84-931740-9-2


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L a compleja realidad en la que pueden desarrollarse los procedimientosde salvamento y rescate en el entorno urbano obliga a que los profe-sionales de la emergencia posean complejos conocimientos sobre lasms diversas tcnicas y herramientas.Los bomberos de una gran ciudad como Madrid deben ser el paradigma de la

polivalencia capaces de intervenir en rescate de montaa, acutico o urbano.As, en los siniestros de hundimientos, terremotos, desescombros, etc., el bom-

bero debe manejar mtodos y herramientas que permitan consolidar estructurascolapsadas o bien desescombrar, cortar, etc., estructuras de todo tipo (metlicas,hormign, fbrica de ladrillo) que permitan el salvamento de personas sepultadas.

En este sentido los responsables de la formacin de los bomberos deben ofrecerlos recursos necesarios para que la capacitacin del bombero sea actualizada, per-manente y continua.

Con este Manual se cierra la triloga de los conceptos bsicos en un siniestro dehundimiento -Rescate Urbano- Apeos de emergencia y por ltimo Corte,Perforacin y Soldadura fijan las pautas y conocimientos bsicos en este tipo deemergencias.

Con esta publicacin la Escuela amplia su basedocumental con ediciones de cali-dad tanto en sus contenidos como en su presentacin y posteriormente se har lle-gar a todos los Parques para su conocimiento.

Felicito, en consecuencia, al autor de este Manual y estoy seguro de que lmismo, acompaado de la docencia directa por parte de los especialistas, constitui-r una ayuda inestimable para el mejor desempeo del bombero y, en consecuen-cia, para el incremento de la seguridad de los ciudadanos de Madrid,

Alfonso del lamo GimnezDirector General de Emergencias

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La soldadura es fundamental para la expansin y productividad de la industria.Actualmente es uno de los principales medios de fabricacin y reparacin de pro-ductos metlicos. Es casi imposible citar una industria, grande o pequea, que noutilice algn tipo de soldadura. La industria ha encontrado en la soldadura un pro-cedimiento eficiente, seguro y econmico para la unin de los metales en prcti-camente todas las operaciones de fabricacin y en la mayora de las construccio-nes

Como medio de fabricacin, la soldadura aporta rapidez, seguridad y gran fle-xibilidad. Adems, disminuye los costos de fabricacin, porque permite diseosms simples y elimina costosos modelos, as como numerosas operaciones demecanizado.

La soldadura tambin se emplea ampliamente en la reparacin de maquinaria yde piezas desgastadas, lo que repercute muy favorablemente en la economa demuchas industrias.

En nuestro campo de aplicacin, la soldadura nos resulta muy til a la hora defijar o reforzar elementos metlicos, muy comunes en la construccin actualmen-te, as como para la colocacin de ojales o cncamos en vigas o soportes que hansufrido ruina y deben ser retirados.

Aunque estas situaciones no son muy comunes, afortunadamente, es de sumaimportancia la correcta realizacin de estas soldaduras para no correr riesgos deaccidente.

La soldadura requiere un largo tiempo de aprendizaje para dominar una buenaparte de sus variantes. No obstante con un conocimiento elemental de los equiposy su funcionamiento, horas de prctica y una buena gua de referencia, que estemanual pretende ser, seremos capaces de realizar un trabajo satisfactorio.

En este manual hablaremos de varios tipos de soldadura, algunos desconocidospara la mayora, con esto no pretendemos ensearlos, sino dar una visin ampliade las mltiples formas de lograr una misma cosa y su evolucin: LA SOLDADURA.

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INTRODUCCiN. SOLDADURAS HETEROC;~NEAS.SOLDADURAS HOMOC;~NEASMQUINAS DE SOLDAR. TIPOS DE SOLDADURA. ELECTRODOS NORMATIVAS.T~CNICAS . POSICIONES. SOLDADURA CON ARCO SOLDADURA MIC;- - ---


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SOLDADURA

1SOLDADURA

1.1. PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA

Entre los numerosos procedimientos de soldeo que se aplicanen la actualidad, la soldadura con llama, el soldeo por arco y la sol-dadura por resistencia son los ms extendidos. Para explicar lasdiferencias existentes entre estos procedimientos podemos fijar-nos en las funciones que debe desempear el soldador para la apli-cacin de cada uno de ellos.

La principal misin del soldador que utilice el procedimiento desoldadura con llama es la de controlar y dirigir el calor sobre los

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CORTE SOLDADURA .PERFORACINbordes de las piezas a enlazar mientras aplica, al bao de fusin,una varilla de metal adecuado. El intenso calor necesario para fun-dir bordes y varilla se obtiene por la combustin de un gas. Puestoque normalmente se emplea una mezcla de acetileno y oxgeno, elprocedimiento recibe el nombre de soldadura oxiacetilnica.La tcnica requerida para este trabajo se puede resumir en lossiguientes puntos:

. Reglaje de la instalacin.. Seleccin de la boquilla y dimetro de varilla adecuados.. Preparacin de los bordes de las piezas a soldar.. Manejo correcto de llama y varilla.El soldador de oxiacetilnica tambin puede hacer el corte conllama mediante el empleo de un dispositivo de corte y una sobre-presin de oxgeno. El oxicorte, o corte con llama, se emplea paracortar diversos metales al tamao y forma adecuados, o bien, paraeliminar el material sobrante en piezas de fundicin.El trabajo del soldador por arco consiste en establecer un arcoelctrico en un extremo de lajunta a realizar y, mantenerlo, paraconseguir la fusin de los bordes de las piezas y del electrodo. Elmetal fundido procedente del extremo del electrodo se depositaentre las piezas y junto con elque resulta de la fusin de losbordes forma el bao de fusin.ste, al solidificar, da lugar auna conexin limpia y unifor-me.El soldador por arco debeseleccionar el electrodo ade-

cuado para cada trabajo o sercapaz de seguir las instruccio-nes establecidas en las especifi-caciones; leer smbolos de sol-14


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PROCEDIMIENTOSdadura y realizarcualquier tipo decostura utilizan-do la posturaadecuada, es de-cir, soldadura entecho, en hori-zontal, etc.

En el campode la soldadurapor arco, losprocedimientos que utilizan una proteccin gaseosa tienen unprestigio reconocido, considerndose incluso superiores al mto-do clsico con electrodos revestidos. Siendo, este mtodo, el msutilizado en la actualidad ya no slo en la industria sino en peque-os talleres.En estos procedimientos de soldeo tanto el arco como el baode fusin estn rodeados por un gas protector. Esta proteccingaseosa evita la contaminacin atmosfrica con lo que se consi-gue una soldadura muy limpia. Estos procedimientos, que seconocen como soldadura TIG y soldadura MIG, se pueden aplicarmanual o automtica mente.

Los soldadores por resistencia son responsables del control delas mquinas que realizan estas soldaduras. stas trabajan poraplicacin de calor y presin. Si se sitan dos piezas metlicasentre dos electrodos y a travs de stos se establece una corrien-te de gran intensidad, bajo un pequeo voltaje, los materiales,debido a su propia resistencia secalentarn hasta alcanzar el esta-do plstico. Una vez interrumpida la corriente se completa la sol-dadura por aplicacin de una presin a laspiezas.Lasmisiones del soldador son las de ajustar la corriente, la pre-sin y los tiempos de alimentacin adecuados para cada material

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CORTE .SOLDADURA .PERFORACiNa soldar. Tambin es responsable de la alineacin correcta de laspiezas a ensamblar as como, de controlar el paso de stas a travsde las mquinas de soldar.Por lo tanto, como hemos visto, el oficio del soldador abarca unamplio abanico siendo prcticamente imposible que un soldadordomine todas las tcnicas medianamente. Es por eso que el solda-dor se especializa en una determinada tcnica, ya que de otraforma la calidad requerida para los trabajos de soldadura no sealcanzara.1.1.1.Seleccin del procedimiento de soldeo ms adecuadoNo existen reglas sencillas y precisas que determinen el tipo de

soldadura a utilizar para cada trabajo en particular. En general, losfactores determinantes para la eleccin son:. El tipo de metal a soldar.. Elcosto.. La naturaleza de los productos a fabricar.. Las tcnicas utilizadas en la produccin.Algunos trabajos se realizan ms fcilmente mediante la solda-dura oxiacetilnica, otros por el contrario, son ms adecuadospara soldadura por arco.Como hemos visto anteriormente existen diversas formas desoldar, en este manual vamos a hacer referencia tan solo a las msconocidas, dejaremos a un lado los mtodos utilizados en grandesindustrias, de los que nicamente mencionaremos alguno, debidoa su importancia.


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PROCEDIMIENTOS1.1.2.Procesos de soldaduraLa soldadura es un proceso para la unin de dos metales pormedio de calor y/o presin y se puede definir como la unin nti-ma entre tomos de dos metales. Existen diversos procesos de sol-dadura que, fundamentalmente difieren, por el modo de aplicar elcalor o la energa para la unin, y por el metal resultante de esa

unin. Una manera general de agruparlos es la siguiente:. Soldadura blanda.. Soldadura fuerte.Estos procesos se encuadran en las soldaduras Heterogneas,ya que el metal base es distinto del aportado.. Soldadura por forja.. Soldadura por resistencia.. Soldadura con llama.. Soldadura por arco elctrico.Estos procesos se encuadran en las soldaduras Homogneas,puesto que metal base y metal de aportacin son la misma cosa,no hay discontinuidad entre uno y otro.Para lograr la soldadura algunos procesos requieren de muchafuerza para la unin; unas, de un metal de aporte y mucha ener-

ga trmica que derrita dicho metal, otras slo requieren de unagran cantidad de energa. Cada uno de los diferentes procesos desoldadura genera caractersticas especiales y costos especficos.Para lograr la soldadura existen diferentes formas de unir losmateriales, su aplicacin depender fundamentalmente del tipode material a utilizar, la apariencia de la unin y del uso que sedar a sta.

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CORTE .SOLDADURA PERFORACIN1.2. SOLDADURAS HETEROGNEAS

1.2.1. Soldadura blanda

Es la unin de dos piezas de metal por medio de un metallla-mado de aporte que se aplica entre ellas en estado fundido.La temperatura de fusin de estos metales no es superior a los4302 C. En este proceso seproduce una aleacin entre los metalesy con ello se logra una adherencia que genera la unin de stos.En los metales de aporte por lo regular se utilizan aleaciones deplomo y estao que funden entre 1802y 3702C.

Este tipo de soldadura es utilizada para la unin de piezas queno estn sometidas a grandes cargas o fuerzas. Una de sus princi-pales aplicaciones es la unin de elementos a circuitos elctricos.Por lo regular el metal de aporte sefunde por medio de un solda-dor elctrico y fluye por capila-ridad.

1.2.2. Soldadura fuerte

En esta soldadura se intro-duce tambin un metal deaporte en estado lquido peroste, es un metal no ferrosocon punto de fusin superior alos 4302 e y siempre menor quela temperatura de fusin delmetal base. Por lo regular serequiere de fundentes especia-18


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, EAS y HOMOGNEASles para remover losxidos de las superfi-cies a unir y aumen-tar la fluidez al metalde aporte. Algunosde los meta les deaporte son aleacio-nes de cobre, alumi-nio o plata.A continuacin se presentan algunos de los ms utilizados paralas soldaduras denominadas como fuertes:

1. Cobre. Su punto de fusin es de 1083QC.2. Bronces y latones con punto de fusin entre los 870Qy1100QC.3. Aleaciones de plata con temperaturas de fusin entre 630Q

y 845Q C.4. Aleaciones de aluminio con temperatura de fusin entre570Q y 640Q C.

1.3. SOLDADURAS HOMOGNEASSe conoce por soldadura homognea la unin indisoluble demetales de la misma naturaleza, por fusin, en estado pastoso ofluido, que penetra ntimamente formando un todo sin solucinde continuidad.Segn el procedimiento empleado, las soldaduras autgenas seclasifican como se indica en el siguiente cuadro:

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POR PRESiN A LA FRAGUASOLDADURAS ELCTRICAPOR RESISTENCIAAUTGENAS PORARCO ELCTRICOHOMOGNEAS POR FUSiN CONGAS PROTECTORCON SOPLETE


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CORTE .SOLDADURA .PERfORACIN1.3.1. Soldadurapor forja o a la fragua

Es el proceso de soldadurams antiguo. Consiste en elcalentamiento de las piezas aunir en una fragua hasta suestado plstico y posterior-mente por medio de presin ogolpeteo se logra la unin delas piezas. En este procedi-miento no se utiliza metal deaporte y la limitacin del pro-ceso se encuentra en que slo se puede aplicar en piezas peque-as y en forma de lmina. La unin se hace del centro de las pie-zas hacia afuera y debe evitar-se la oxidacin, para esto seutilizan aceites gruesos con unfundente, por lo regular se uti-liza brax combinado con salde amonio.

La preparacin se hace dediferentes formas. En la figurase ven dos piezas en forma deua, con un abultamiento, quepermite el martilleo necesario,sin que la unin disminuya deespesor.

No se insiste ms en la des-cripcin de este procedimientopor estar actualmente en desu-so, excepto en produccionesartesanales.

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La soldadura por resistenciaes, principalmente, un procedi-miento para fabricacin enserie. Se destina especfica-mente a la produccin masivade electrodomsticos, autom-viles, equipo elctrico, etc.Probablemente la principalcaracterstica se encuentra en la gran rapidez para la realizacinde las costuras.

El principio de funcionamiento de este proceso consiste enhacer pasar alta corriente elctrica a travs de los metales que sevan a unir; como en la unin de los mismos la resistencia es mayorpor sus cuerpos, se produce un calentamiento que funde el metal;si a la vez aplicamos presin las piezas se unirn de forma homo-gnea. Lacorriente pasa por untransformador en el que sereduce el voltaje de 120 240 a4 12V se eleva a un amperajeconsiderable para subir la tem-peratura. Cuanto mayor es laresistencia que el metal opone,mayor es la cantidad decorriente que circula, antes seeleva la temperatura del cuer-po. La soldadura elctrica, noes sino un cortocircuito que seestablece entre las piezas quese han de soldar previamenteconectadas a los polos de la

1.3.2. Soldaduraporresistencia

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'AS Y HOMOGNEAS

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CORTE . SOLDADURA. PERfORACIN

corriente elctrica. Los bordes de dichas piezas alcanzarn rpida-mente el punto de fusin, bastando slo presionarlas para quequeden soldadas. La soldadura por resistencia es aplicable a casitodos los metales, excepto al estao, zinc y plomo. La mquinaspueden ser fijas o mviles o bien estar acopladas a un robot obrazo mecnico.En los procesos de soldadura por resistencia se incluyen los de:1.3.2.1. SOLDADURA POR PUNTOS

La corriente elctrica pasa por dos electrodos con punta queuna vez permitido el calentamiento de las piezas aplican la presingenerando un punto de soldadura. Como su nombre indica, la cos-tura soldada no es continua sino por puntos ms o menos separa-dos en funcin de la resistencia deseada.

Se realiza en mquinas especiales pro-vistas de dos electrodos en cuyas puntasse colocan las piezas que se han de soldar.Al presionar los electrodos contra las pie-zas con una fuerza de 100 a 200 Kg,queda conectada la corriente, el materialllega al estado pastoso y seunen ntimamente en los pun-tos de contacto. La soldadurade cada punto, tan slo duraalgunas fracciones de segundoy se obtienen uniones muyresistentes, es un procedimien-to muy empleado que ha susti-tuido claramente al remachadode chapas y de perfiles de pocoespesor.22

- AA_AA_ A A~ _ A_A - A .. A . __ AA. AA_ AA A___ AA _ _. _ _


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, AS Y HOMOGNEASPueden soldarse chapas de acero de 8 milmetros y de 5 mil-

metros en otros metales.1.3.2..2.. SOLDADURAPOR RESALTES

Es un proceso similar al de puntosslo que, en sta, se producen variospuntos a la vez en cada ocasin que segenera el proceso. Los puntos estndeterminados por la posicin de unconjunto de puntas que hacen contac-to al mismo tiempo. Este tipo de sol-dadura se puede observar en la fabri-cacin de malla.

1.3.2..3. SOLDADURA POR COSTURA

Es el enlace continuo de dos piezasde lmina traslapadas. La unin seproduce por el calentamiento obteni-do por la resistencia al paso de lacorriente y la presin constante queejercen dos electrodos circulares. Esteproceso de soldadura es continuo.1.3.2..4. SOLDADURA A TOPE

Consiste en la unin de dos piezas con la misma seccin, que sepresionan cuando est pasando por ellas la corriente elctrica, conlo que se genera calor en la superficie de contacto. Con la tempe-

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CORTE. SOLDADURA PERFORACIN

ratura y la presin entre las dospiezas se logra la unin. Para ellose emplean mquinas especialesen las que se sujetan las piezas conunos soportes que sirven de elec-trodos. Las superficies que se hande unir, deben estar bien limpias,para evitar poros que debilitaranla soldadura.

1.3.3.Soldadura con llama u oxiacetilnicaLa soldadura con llama se utiliza prcticamente en todas las

industrias de fabricacin metlica; principalmente en trabajos demantenimiento.

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Debido a su flexibilidad ymovilidad es ampliamente utili-zada en trabajos de reparaciny mantenimiento. El equipo,montado sobre un carro, esfcilmente transportable alpunto donde se desee, la adap-tabilidad del procedimientooxiacetilnico permite su apli-cacin para soldadura porfusin, soldaduras heterogne-as, corte y tratamientos trmi-cos.

Como fuente de calor seemplea llama producida por lacombustin de acetileno enpresencia del oxgeno. El aceti-


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AS Y HOMOGNEASleno es el combustible y el ox-geno el comburente. Tambinse utilizan otros gases comopropano, butano e hidrogenopara su utilizacin bajo el agua.

La llama se obtiene con unsoplete a propsito en el que sepueden dosificar adecuada-mente ambos gases, segn lanaturaleza y el espesor delmaterial que se va a soldar. La temperatura alcanzada por estallama es superior a los 31002 C.

El proceso de soldadura consiste, esencialmente, en calentar laspiezas hasta la fusin de sus bordes, para que stos se unan direc-tamente o bien, aplicando la varilla de metal de aporte al bao defusin.1.3.4. Soldadura elctricaLa principal ventaja de la soldadura elctrica por arco estriba enla gran rapidez con que se realizan soldaduras de gran calidad a un

costo relativamente bajo. Aplicaciones especficas de este procedi-miento se encuentran en la fabricacin de estructuras de acero,puentes y maquinaria. Elsoldeo por arco se considera ideal para lafabricacin de recipientes y aparatos a presin, as como para laproduccin a base de metales comerciales estndar.

El desarrollo de las soldaduras por arco con proteccin gaseosaampla el campo de aplicacin de este procedimiento a todo tipode metales, frreos y no frreos, y en toda la gama de espesores.La soldadura elctrica por arco con electrodos revestidos, quees la que ocupa nuestra atencin debido a que los equipos que dis-

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CORTE .SOLDADURA .PERfORACiNpone el Servicio de Bomberos son de este tipo, est fundada sobreel siguiente principio:

Si se corta un conductor elctrico en un punto cualquiera delcircuito, al acercar de nuevo sus extremos se produce entre ambosun arco luminoso que engendra efectos calorficos intensos(3.000g C). Es lo que, de forma comn, conocemos como "chispa".Laspiezasquedebensoldarse,conectadas en el circuitoelctri-co, constituyen el extremo de uno de los conductores (masa),mientras queel otro est formado generalmente por el metal deaportacin (pinza).Lacorriente elctrica empleada puede ser alterna o bien conti-nua.Se llama corriente continua la que circula en el mismo sentido

y corriente alterna la que vara a cada instante de sentido (gene-ralmente unas 50 veces por segundo). En la corriente continua sepueden distinguir dos polos (positivo y negativo).No es posible conectar un circuito de soldadura directamentesobre los cables de la red sin un elemento intermediario. Estacorriente se suministra general-mente a una de tensin relati-vamente elevada (220 380V.) Y la corriente sobrepasarala intensidad admisible por elcircuito.Para salvar esta dificultad seusan unos aparatos que trans-forman la corriente segn loscasos y necesidades.Segn la naturaleza de lacorriente que suministra alpuesto de soldadura, puede ser:


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UINAS DE SOLDAR. Corriente alterna, que proporciona un buen rendimiento,pero slo puede emplearse con electrodos especialmente prepara-dos: electrodos revestidos.. Corriente continua, facilita el cebado del arco; ste es ms

estable y puede usarse con electrodos de todo tipo.

1.4. MAQUINAS DE SOLDAR

Regulacin Selectorde Intensidad Voltaje

MasaMlnimo

1.4.1.TransformadoresSon grupos estticos que recibenla corriente alterna de la red y latransforman en otra alterna de la

misma frecuencia, pero de menortensin y mayor intensidad, propiapara la soldadura. Han sido hastaahora los ms utilizados.

1.4.2..Transformadores-rectificadores

Son mquinas estticas que dejanpasar la corriente alterna de la reden un solo sentido. Se obtiene asuna corriente rectificada, con suspolos definidos, pero con los cortespropios de la alterna. Su comporta-miento para la soldadura es como sise tratara de corriente continua.

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CORTE SOLDADURA. PERfORACIN

Constan de un transformador, cuyo circuito primario estconectado a la red y el secundario a un rectificador, que es elencargado de convertir la corriente alterna en rectificada, mercedal uso de materiales llamados semiconductores, como el silicio.Dado el gran desarrollo y el alto rendimiento que se ha alcanzadocon estos elementos en la actualidad es de prever, que estas sol-dadoras sean las de mayor aplicacin en el futuro.1.4.3. ConvertidoresEstn compuestos de un motor elctrico alimentado por lacorriente alterna de la red o por un motor de explosin que mueveuna dinamo, unida al mismo eje, la cual genera corriente continua

para la soldadura.Pueden ser dos mquinas independientes o formar un solo blo-que.1.4.4. Alternadores Ogrupos convertidores de frecuenciaSon mquinas rotativas compuestas de un motor elctricomovido por la corriente alterna de la red que acciona un alterna-dor, el cual suministra corriente alterna a la tensin e intensidadconveniente para la soldadura, pero con una frecuencia de 250perodos (Hz). Esto proporciona mejor cebado y estabilidad delarco.

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!QUINAS DE SOLDAR1.4.5. Caractersticas tcnicas de los equipos y consumiblesLas mquinas soldadoras quedan determinadas por los siguien-tes datos:1.4.5.1. CLASEDECORRIENTEQUE SUMINISTRAN

Es importante conocerla, ya que el resultado positivo de la sol-dadura depende del uso correcto de determinados electrodos,puesto que deben ser utilizados con una cierta polaridad. Por todoello, es un factor decisivo en la eleccin de la mquina.1.4.5.2. AUTORREGULACIN

Capacidad de pasar, automticamente, de la tensin de cebadoa la de arco en el tiempo en que se establece el mismo.1.4.5.3. INTENSIDAD

La intensidad que puede soportar y su posible regulacin,dependiendo del dimetro de los electrodos que se hayan deemplear.

1.4.5.4. AEROVOLTAICO

La temperatura que se genera en este proceso es superior a los5.500QC. Para la generacin del arco existen los siguientes elec-trodos:

Electrodo de carbn.- En la actualidad son poco utilizados, el

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CORTE SOLDADURA PERFORACINelectrodo se utiliza slo como fuente de calor y el metal de apor-te se agrega por separado. Este mtodo esta en desuso, ya que elprincipio es el mismo que el de la soldadura TIG que utiliza elec-trodos de tungsteno como veremos mas adelante.. Electrodo metlico.- El propio electrodo sirve de metal deaporte al derretirse sobre los materiales a unir.. Electrodos recubiertos.- Los electrodos metlicos con unrecubrimiento que mejore las caractersticas de la soldadura sonlos ms utilizados en la actualidad, las funciones de los recubri-mientos son las siguientes:- Proporcionan una atmsfera protectora.- Proporcionan escoria de caractersticas adecuadas para prote-ger al metal fundido.- Facilita la aplicacin de la soldadura en techo.- Estabiliza el arco.- Aade elementos de aleacin al metal de la soldadura.

- Desarrolla operaciones de enfriamiento metalrgico.- Reduce las salpicaduras del metal.- Aumenta la eficiencia de deposicin.- Elimina impurezas y xidos.- Influye en la penetracin del arco.- Influye en la formacin del cordn.- Disminuye la velocidad de enfriamiento de la soldadura.

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'Os. DE SOLDADURALas composiciones de los recubrimientos de los electrodos

pueden ser orgnicas o inorgnicas y estas substancias sepueden subdividir en las que forman escoria y las que sonfundentes. Algunos de los principales compuestos son:

- Para la formacin de escoria se utilizan Si02, Mn02 y FeO.- Para mejorar el arco se utilizan Na20, CaO, MgO y Ti02.- Como desoxidantes: grafito, aluminio, serrn.- Para mejorar el enlace: silicato de sodio, silicato de potasio yasbestos.- Para mejorar la aleacin y la resistencia de la soldadura: vana-

dio, cesio, cobalto, molibdeno, aluminio, circonio, cromo,nquel, manganeso y tungsteno.1.5. SOLDADURA AL ARCO CON PROTECCiN

GASEOSAEn esta serie de procesos de soldadura el arco elctrico sumi-nistra el calor para la fusin mientras que, la proteccin gaseosa

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CORTE .SOLDADURA .PERFORACINse encarga de la proteccin y limpieza, y a menudo, tambin delcontrol metalrgico. Laforma ms ampliamente utilizada de sol-dadura al arco con gas protector es la soldadura al arco metlico.

BOQUilLATUBOCONDUcrOR

GASPROTECClON'~' ' 'METAL BAOBASE

METALSOLDADO

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1.5.1. Origen de la Soldadura al arco metlicoLa soldadura al arco comenz en 1881 con el uso, por Augustede Meritens, de arcos de electrodos de carbn no consumibles.

Poco despus, en 1888 el ruso N. G. Slavianoff, utiliz como elec-trodo consumible una varilla de acero desnuda y es generalmenteaceptado como el inventor de la soldadura por arco metlico. Lasoldadura manual con alambre desnudo, como fue conocida, seemple durante casi medio siglo pero actualmente est ya endesuso. Se necesitaba una habilidad considerable para encender ymantener el arco y puesto que la operacin se haca en el aire, elmetal era seriamente contaminado con oxgeno y nitrgeno; estoafectaba adversamente a las propiedades de resistencia al choque.

No mucho despus de la introduccin del proceso de arco met-lico con alambre desnudo, se hicieron intentos para vencer estas


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]TOS DE SOLDADURAdificultades recubriendo los electrodos. Estos intentos fueron esti-mulados por el hecho, reconocido desde los primeros das, de laimportancia de la superficie del alambre del electrodo. Aunque seconsideraba como desnudo, el alambre utilizado para la soldadurareciba frecuentemente un bao de limo durante el trefilado,obtenindose como resultado una delgada pelcula de xido yarcilla en la superficie del hilo. Aunque de espesor despreciable,esta pelcula conduca a una mejora notable de las propiedades delarco.

Kjellberg introdujo el primer electrodo recubierto de fundenteen 1907 y comprendi claramente que el recubrimiento podratener otras funciones adems de las simples de estabilizar el arco.Desde su introduccin, en el comienzo de siglo, los electrodosde arco metlico han estado sometidos a un continuo desarrollo.

A despecho de la competencia de otros mtodos de soldaduradesarrollados recientemente, el proceso de arco metlico en elcual los electrodos en forma de varillas de corta longitud recu-biertas de fundente son sostenidos manualmente, se ha transfor-mado en el proceso de soldadura ms ampliamente utilizado. Apartir de algunos de los primeros electrodos recubiertos por unfino bao, que se aplicaba sumergindolos en barro, se han desa-rrollado los electrodos modernos en los que el fundente es de con-siderable espesor y se aplica por extrusin.

ALAMBRE EXTREMO DE SUJECClON

EXTREMO DE CEBADO REVESTIMIENTO

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CORTE SOLDADURA .PERFORACIN1.5.2.Recubrimientos de electrodos

El recubrimiento de un electrodo tiene que cumplir mltiplesfunciones que ya he enumerado anteriormente, adems, la esco-ria dejada sobre la superficie de la soldadura debe ayudar a la for-macin de un cordn de soldadura de la forma adecuada. Una vezse ha completado y enfriado la soldadura ya no se necesita la esco-ria, y sta debe poderse quitar fcil y rpidamente. Como cabraesperar, existen actualmente tipos variados de recubrimiento,cada uno de los cuales es ms adecuado para unas aplicacionesque para otras. Puesto que las caractersticas de un electrodo y lacomposicin y propiedades del metal depositado pueden ser fcil-mente alteradas a travs de la composicin del recubrimiento fun-dente, es posible la preparacin de electrodos para fines especia-les. Los electrodos se evalan por la calidad del metal que deposi-tan, la economa con la cual lo depositan y, sobre todo, por la faci-lidad con que pueden ser usados por el soldador.De los muchos ingredientes de los recubrimientos de electrodospara soldar acero suave, probablemente los ms importantes son:celulosa, generalmente en forma de un desagregado qumico depulpa de madera conocido como floco alfa; xido de titanio,corrientemente en forma de rutilo natural; silicatos minerales;xidos de hierro; carbonatos bsicos, tales como caliza; espato-fluor; ferrosilicio y silicato sdico. En muchos electrodos moder-nos se incorpora tambin polvo de hierro.Elcomportamiento de un electrodo viene determinado no sola-mente por la composicin qumica de su recubrimiento sino tam-bin por el origen, estado de divisin y manipulado de los consti-tuyentes.Despus de que los materiales seleccionados se han mezclado yamasado con un aglomerante, a menudo silicato sdico, para for-mar una pasta espesa, sta se extruye alrededor del ncleo de34


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ELECTRODOSalambre de acero bajo en carbono, que ha sido cortado en longi-tudes adecuadas y enderezado. A continuacin los electrodosrecubiertos sesecany cuecen, en estufas continuas, hasta un con-tenido de humedad controlada.

La funcin de las adiciones de ferro-aleaciones al recubrimien-to de un electrodo se pone de manifiesto por el cambio en el an-lisis del metal aportado resultante, utilizando una tcnica de sol-dadura que permita una contaminacin excesivapor la atmsfera.Con un arco anormal mente largo, la proteccin se hace menosefectiva y se emplea en desoxidar la soldadura una mayor canti-dad del silicio presente que la empleada con un arco corto. El ox-geno de la atmsfera disminuye el contenido en carbono por oxi-dacin y, como el nitrgeno, tambin de la atmsfera, seabsorbeen el metal de la soldadura. El contenido en nitrgeno del nivelque se presenta en el metal de soldadura depositado con arcos lar-gos, se traduce inevitablemente en porosidad. Los electrodosvaran en sucapacidad de proteccin y deah en sususceptibilidada los efectos adversos del arco largo.

El mayor riesgo de la porosidad por nitrgeno se presenta alcomienzo de la soldadura donde es particularmente importanteno mantener un arco largo.Cuandosedeseadepositar un metal desoldadura aleado seaa-

den ferro-aleaciones en el recubrimiento fundente. Sin embargo,en los metales altamente aleados o lasaleaciones no ferrosas todao por lo menos la mayor parte de la adicin aleante est conteni-da en el alambre del ncleo del electrodo.

1.6. ELECTRODOS.CLASIFICACiNSe llaman electrodos los extremos de los conductores entre loscuales salta el arco elctrico o arco voltaico. Uno de los

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CORTE SOLDADURA .PERFORACINconductores es siempre la pieza metlica (a la cual se conecta lapinza de masa) que se ha de soldar; por esto cuando se habla en lasoldadura del "electrodo" se refiere uno siempre al otroconductor, desde el cual salta la chispa hasta la pieza (varilla demetal de aportacin).Existen varios tipos de electrodos, principalmente vamos adistinguir entre consumibles y no consumibles.1.6.1. Electrodos no consumiblesLos electrodos no consumibles (carbn, tungsteno, etc.) slosirven para fundir el metal de la pieza gracias al calor generadopor el arco voltaico. Si hace falta metal de aportacin, hay que

emplear una varilla como en la soldadura por soplete de gas.1.6.2.. Electrodos consumiblesEn el caso de los electrodos consumibles, los ms utilizados sonlos electrodos metlicos recubiertos, en stos el mismo electrodoconstituye el metal de aportacin, que va fundiendo y cayendo engotas por el calor del arco.Este tipo de electrodos, es el ms utilizado. Estn constituidos engeneral por la varilla del metal de aportacin y un revestimiento.ste consiste, en general, en una capa de una sustancia apropiadaque envuelve la varilla.Este revestimiento en los electrodos tiene como fin evitaroxidaciones en la soldadura, pues el hierro lquido al contacto conel aire se combina qumicamente con el oxgeno, volvindosefrgil y duro a temperatura ambiente; el revestimiento protege lasoldadura creando un gas inerte alrededor del metal derretido,aislndolo por completo de la atmsfera, produciendo una escoria

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ELECTRODOSque se rompe fcilmente, cuya funcin es la proteccin de lasoldadura aumentando el tiempo de enfriamiento del metaldepositado, lo que conduce a una soldadura msdctil o flexible,evitando as su rotura ante esfuerzos considerables.Para quitar estas escorias se debe usar siempre proteccinevitando as las proyecciones en los ojos.El revestimiento protector de los electrodos debe permanecerseco, para conseguir un buen cebado del electrodo y posterior

soldadura.Hay gran variedad de electrodos, stos se diferencian entre spor el material de la varilla de aportacin (hierro, aluminio,fundicin, acero inoxidable, etc.) y principalmente por lacomposicin del recubrimiento (rutilo, bsico, oxidante,celulsico, etc...).RUTILOEl electrodo ms utilizado para la soldadura de aceros suaves,aceros de construccin, aceros al carbono en general, etc. es el detipo rutilo. Su nombre se debe a la gran cantidad de xido detitanio (rutilo) que lleva en su revestimiento. Son de fcilutilizacin ya que el cebado es bueno, la escoria es viscosa y sedesprende con facilidad, se pueden utilizar tanto con corrientecontinua como con corriente alterna, son apropiados para soldaren todas las posiciones (plano, vertical, rincn y techo). A todoesto hay que aadir unas buenas caractersticas mecnicas.CELULSICO

Un recubrimiento de esta clase tiene un alto contenido encelulosa, sta se quema produciendo un abundante suministro de37

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CORTE. SOLDADURA. PERFORACIN

hidrgeno y monxido de carbono, los cuales protegen el arco dela atmsfera. La presencia en el arco de estos gases con elevadopotencial de ionizacin se traduce en un alto voltaje de arco y porello una elevada energa de arco, la cual es causa del rpidoconsumo y profunda penetracin de este tipo de electrodos.Durante la fusin de electrodos celulsicos hay tendencia a ladescomposicin de los constituyentes orgnicos del recu-brimiento al calentarse el alambre del ncleo del electrodo porresistencia. Esto se traduce en una ligera cada del voltaje del arcoy un incremento en las cantidades de manganeso y silicio quepasan al metal soldado. Este efecto se controla casi totalmentepor la forma en que est compuesto el recubrimiento. Puesto quela mayor parte del recubrimiento es carbonoso se deposita pocaescoria sobre la soldadura y este hecho, junto con el fuerte chorrode plasma producido por un arco potente, hace adecuado elelectrodo para la soldadura en todas posiciones. Ha sidoampliamente utilizado para soldaduras de tubos y estructuras, amenudo con una tcnica de soldadura vertical descendente en lacual el metal de la soldadura es sostenido por el chorro de plasma.La ausencia de estabilizadores en el recubrimiento y el elevadovoltaje del arco hacen necesario el uso de corriente continua y unapolaridad positiva del electrodo.

OXIDANTES

Estos electrodos estn recubiertos principalmente con xidos ocarbonatos de manganeso y hierro, con algunos silicatos. Este tipode recubrimiento produce una escoria fluida y voluminosa que setraduce en una soldadura lisa y limpia, de la cual la escoria puedesepararse fcilmente.La presencia de la escoria atrapada en soldaduras profundas devarias pasadas es reducida, por lo cual estos electrodos sonespecialmente adecuados para trabajo de alta calidad en el que se38


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ELECTRODOSutiliza inspeccin radiogrfica. Puestoque la escoria esfluida, conestos electrodos slo se emplea corrientemente soldadurahorizontal; mientras que el volumen de la escoria a fundir exige lapolaridad positiva del electrodo para aprovechar la ventaja delcalentamiento extra de la punta. Tambin puede utilizarsecorriente alterna.BSICosProbablemente es el tipo de electrodo ms importante desde elpunto de vista metalrgico. El recubrimiento de este electrodocontiene considerables cantidades de carbonato clcico yfluoruros en forma de caliza y espatofluor. El recubrimiento delelectrodo se produce con un contenido de humedad muy bajo, demodo que el contenido en hidrgeno del metal depositado es

corrientemente menor que con otros tipos de electrodos, y amenudo puede ser tan bajo como 5 ml/10o g. Los electrodos deesta clase se llaman bsicos o de bajo hidrgeno, aunque debetenerse en cuenta que no todos los electrodos de bajo hidrgenoson estrictamente del tipo bsico o de caliza-espatofluor.Debido en parte al bajo contenido en hidrgeno del metalsoldado, estos electrodos son adecuados para soldar aceros debaja aleacin, susceptibles de agrietarse en la zona afectada por elcalor. El metal aportado tiene una gran resistencia alagrietamiento en caliente y a la fisuracin, es apropiado parausarse con aceros de gran espesor, aceros de alto contenido encarbono mejor que otros tipos de electrodos. Adems el metalaportado tiene propiedades mecnicas excelentes, especialmentede resistencia al choque. Posiblemente los electrodos bsicos noson tan fciles de utilizar como algunos otros tipos, pero en laactualidad puede usarsegeneralmente en todas las posiciones desoldadura tanto en corriente alterna como en corriente continuaen el electrodo positivo. La escoria es relativamente fluida y no

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tan voluminosa como en los electrodos del tipo de rutilo. Puestoque se utilizan para aplicaciones de alta calidad, basadas en el bajocontenido de humedad del recubrimiento, estos electrodos debenalmacenarse y secarse cuidadosamente. Para aplicacionesespecialmente severas, tales como la soldadura de aceros aleados,se practica un secado adicional inmediatamente antes de serutilizados.GRAN RENDIMIENTO

La introduccin de polvo de hierro en el recubrimiento delelectrodo tiene un notable efecto sobre su rendimiento. Lasadicionesde polvode hierro en loselectrodos sealinean entre 5%Y50 %, aunque la adicin deis % no es suficiente para situar unelectrodo en la clase de polvo de hierro. El polvo de hierro seadiciona al recubrimiento por dos razones: para aumentar lavelocidad de fusin y mejorar el comportamiento del arco. Conlos electrodos convencionales la corriente de soldar es conducidatotalmente por el ncleo de alambre; pero con polvo de hierro enel fundente, el recubrimiento se hace conductor cerca del arco, locual proporciona un camino alternativo para la corriente. Comoresultado el arco se ensancha, tiende a llamear y deposita sobre unrea mayor con menos penetracin. El camino alternativo para lacorriente en el rea del arco limita la onda de intensidad cuandolas gotas de metal cortocircuitan el alambre del electrodo y lapieza, reducindose as el chisporroteo. Estos efectos dan, entrminos de soldadura prctica, un arco ms tranquilo y estable,aumentan la fusin lateral, dan soldaduras planas y menormordedura.Para sacar ventaja de la mayor velocidad de depsito dada a loselectrodos por el polvo de hierro, es necesario hacer las adicionesmximas del 50 %. Por encima de esta cifra el comportamientodel electrodo comienza a deteriorarse, al fundirse el

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NORMATIVA AWSrecubrimiento desigualmente. La mayor velocidad de depsito delos electrodos de polvo de hierro, no depende tanto del hecho deque se aade metal extra del recubrimiento, como de que esposible utilizar mayores intensidades de corriente para el mismodimetro del ncleo de alambre. A medida que aumenta laintensidad de la corriente tambin aumenta el valor delchisporroteo, pero las curvas de los electrodos de polvo de hierrosuben ms lentamente que la de los convencionales, de maneraque son admisibles mayores intensidades de trabajo.La combinacin de rutilo con grandes adiciones de polvo dehierro en un recubrimiento grueso produce un tipo de electrodoespecialmente til. Estando fabricado para producir depsitos debajo hidrgeno, este electrodo combina muchas de las ventajas delos electrodos bsicos con el excelente comportamiento delelectrodo de rutilo y el elevado rendimiento del electrodo depolvo de hierro. Se afirma una recuperacin de metal del 150 %,

junto con la capacidad de soldadura en todas las posiciones, cosaque no es normalmente posible con las escorias fluidas de rutilo.

1.7. NORMATIVAAWSPara distinguir unos electrodos de otros debemos fijarnos en la

numeracin que llevan impresa en el revestimiento, y tambin enel cuadro de caractersticas de la caja. Esta norma se debe a unaserie de requerimientos y normas de designacin de electrodosimpuesta por la AWS (American Welding Society).Segn esta clasificacin, a cada electrodo se le asignan una seriede smbolos especficos, tales como E-7010, E-8010, etc.... El prefijo E indica que es un electrodo para el soldeo por arco.. Las dos primeras cifras nos indican la resistencia a la traccinmnima del metal depositado en miles de libras por pulgadacuadrada (psi).

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CORTE . SOLDADURA. PERFORACIN

. 1 libra lb =0.453592.kilogramo kg.. 1 pulgada cuadrada = 6.45 cm2.. La tercera cifra indica las posiciones de soldeo para las que esapto el electrodo:- Un 1 nos indica que el electrodo puede utilizarse en todas lasposiciones.- Un 2. que debe utilizarse slo para las soldaduras enhorizontal y en cornisa.- Un 3 que debe aplicarse slo para el soldeo horizontal.. La cuarta cifra indica alguna caracterstica especfica delelectrodo como tipo de revestimiento, calidad de la soldadura,exigencias elctricas y penetracin.

~ UNE14OO3E4332R11ESA--gS CIIIsifIcacIoneIN1913 E4332R(c)3.~ _ AWSAISFA5.f:6013OK 46.00

EtrC'TRODO TIPO lII1Ta.O CON IIUY !IUEHASet,RACTERISTICAS DESOIlE) ENTODAS LASI'OsICIONES. 2.5~ A~'cCU"'OO PARASOlDARACERos DECONS'mUC- "3.25\\ Cl~ CONRESISTENCIADEHASTA510NI""". :\\,A~F3BtDOPOR:A.B.S.,n.V..LLR~B.V.yTOv 1\

60 -10060 -150100- 200150- 2!'C~W.:)f:":

CA.- corriente alternaCc.- corriente continua

7018..

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- NORMA ISO 2560o .- Celulosa con silicato sdico.

CC+Gran penetracin, cordn plano o cncavo, fusin rpida.1 .- Celulosa con silicato potsico.CA, CC+ Gran penetracin, cordn plano o cncavo, fusinrpida.2.- Rutilo con sales de sodio.CA,CC-Penetracin media, cordn convexo, gota fra.

3.- Rutilo con sales de potasio.CA,CC+,CC-Penetracin media, cordn convexo, gota fra.4.- Rutilo con polvo de hierro.

CA,CC+,CC-Penetracin media, gran velocidad de aportacin5.- Bsico con sales de sodio.

CC+Soldadura de aceros con bajo carbono y alto azufre6.- Bsico con sales de potasio.

CA,CC+Soldadura de aceros con alto carbono y alto azufre7.- Con xido de hierro y polvo de hierro.

CA, CC+, CC- Penetracin media, cordn plano, granaportacin8.- Bsico con polvo de hierro.

CA,CC+ Baja penetracin, gran aportacin

1.8. NORMAISO 2560 1973 (E)La norma internacional ISO 2560 1973 (E) determina lossmbolos para describir un electrodo considerando suscaractersticas de funcionamiento y las propiedades del metal

depositado. Comenzando con la letra E, que indica electrodo,siguen tres nmeros que indican:

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CORTE .SOLDADURA .PERFORACIN.Alcance de la resistencia a la traccin.. Alargamiento.. Resistencia al choque.Despus sigue una letra que designa el tipo de recubrimiento enla forma siguiente:A- cido (xido de hierro) con recubrimiento medio o gruesoque produce una escoria xido de hierro-xido de manganeso-

silicato, la cual solidifica con una estructura caracterstica depanal y se separa fcilmente.AR.-cido (rutilo) similar al anterior, pero conteniendo tambinrutilo en diversas proporciones.B.- Bsico con un recubrimiento grueso, como el descritoanteriormente como clase 6. Este recubrimiento no debe tener uncontenido de humedad superior al 0,6 %c.- Celulsico.0.- Oxidante.R.- Rutilo.RR .- Ruti lo.Despus de la letra smbolo del recubrimiento existe la opcin deaadir tres cifras indicando el rendimiento de depsito si es

superior al 100 % y, otros nmeros, indicando las posiciones desoldadura en que puede ser usado el electrodo y las caractersticaselctricas.Finalmente si el electrodo no deposita metal con ms de 15mi dehidrgeno por 100 g de soldadura puede aadirse una letra H.Puede apreciarse que no hay ninguna clase especial paraelectrodos que contengan grandes cantidades de polvo de hierro.De hecho muchos electrodos modernos de todas clases contienenpolvo de hierro adicional.La limitacin de la humedad en los recubrimientos de loselectrodos es necesaria para limitar el contenido de hidrgeno en

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TAMIENTO y usoel metal. El hidrgeno procede de cuatro fuentes principales en elrecubrimiento: humedad capilar; agua en el aglomerante; ladescomposicin de sustancias orgnicas, tales como la celulosa; yagua de cristalizacin asociadaa los minerales.La primera fuente puede ser fcilmente controlada por secado abaja temperatura, pero la ltima slo puede ser reducida portostacin a alta temperatura, la cual puede afectar la eficiencia delaglomerante, de los compuestos orgnicos. Los electrodos derutilo estn diseados para funcionar con un cierto contenido dehumedad, pero muchos electrodos bsicos son secados a 400 500 Qe durante su fabricacin.8.1. COMPORTAMIENTO y USO DE LOSELECTRODOSLos recubrimientos de los electrodos no frreos sonde diferente

composicin de los frreos. Generalmente no se intenta haceradiciones al metal aportado a travs de los materiales adicionalesdel recubrimiento, puesto que el alambre del ncleo tiene lacomposicin deseada. Los electrodos no frreos se utilizan concorriente continua y polaridad positiva del electrodo por distintasrazones. sta es la polaridad del electrodo con la cual el arco escapaz de ejercer una accin limpiadora en el bao de soldeo, locual puede ser significativo, yaque muchos metales nofrricos forman pelculas dexido refractarias. Tambin esla polaridad con la cual sedesarrolla el mximo calor enel electrodo; este calor extrapuede ser necesario para fundirlos gruesos recubrimientos delfundente sobre metales de alta

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conductibilidad. Sin embargo,lo ms importante es que con lapolaridad positiva del electrodoel transporte de metal es msuniforme con partculas mspequeas y mejor dirigidas quecon el electrodo en polaridadnegativa.Probablemente esto es asporque cuando el ctodo(polaridad negativa) se formaen el electrodo, la base del arco tiende a localizarse de tal formaque las fuerzas electromagnticas no ayudan a la separacin de lasgotas.Con el electrodo positivo el nodo del arco rodearfrecuentemente el extremo del alambre, proporcionando con-diciones favorables al transporte. Estas consideraciones son departicular importancia en la soldadura en atmsferaprotectora.1.9. TCNICAS DE SOLDADURA PARA EL TRABNO

MANUALLos electrodos para soldadurapor arco metlico se hacen conalambre de dimetro de 2 a 10mm. Sin embargo, excepto paracircunstancias excepcionales,corrientemente el campo til esde 2,5 a 6,3 mm. La longitud delos electrodos depende deldimetro, para electrodos de

TCNICAS


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pequeo dimetro en los que la manipulacin del electrodo exigeun gran control, la longitud puede ser solamente de 300 mm. Sinembargo, generalmente los electrodos se fabrican de 450 mm delongitud y se consumen a una velocidad de quemado de 200 a 250mmjmin. En un extremo del electrodo el recubrimiento se eliminadurante la fabricacin, de manera que pueda ser agarrado en lapinza portaelectrodos.Las intensidades de trabajo para un cierto nmero de tamaosde electrodos se muestra en el envase de los electrodos. Por

razones econmicas, el soldador debe usar el mayor dimetro deelectrodo adecuado para cada aplicacin. A causa de que lasoldadura en posicin (techo, vertical) exige un control preciso deun pequeo bao de soldeo, para este fin se utilizan tamaos deelectrodos ms pequeos quepara la soldadura en hori-zontal, en la que el bao tomasu forma por gravedad. Ensoldadura de varias pasadas enrincn o en uniones entalladas,la primera pasada se depositacorrientemente utilizando unelectrodo del dimetro mspequeo, para lograr un mejoracceso y penetracin en la raz.En la figura se muestra unasecuencia tpica para unasoldadura de varias pasadas plana y vertical en una placa gruesa.La tarea del soldador es dirigir el arco en la unin de tal formaque el metal sea depositado donde se necesita, manipular elelectrodo con sacudidas u ondulaciones, de tal forma que el arco

mantenga el metal en posicin y aparte a un lado la escoria. Elelectrodo no se sostiene nunca perpendicularmente a la unin,sino que corrientemente se inclina de manera que forme un

Orden de los cordones

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CORTE SOLDADURA. PERFORACIN

ngulo de 1102con el cordn desoldadura; esto es suficiente parapermitir al soldador ver el crterbajo el arco y para que la fuerzadel arco evite que la escoria fluyaindeseablemente por delante delCraterde soldadura crter de avance.El proceso es intermitente, ya que tenemos que parar paracolocar un nuevo electrodo, muchas veces en el curso de laejecucin de cada soldadura.Si se rompe el arco levantando el electrodo al terminar cada unode stos, el crter de soldadura solidificar sin ser alimentado pormetal lquido y puede formar un crter rechupado. Para evitaresto el arco se rompe dirigiendo el electrodo lentamente haciaatrs a lo largo del cordn mientras al mismo tiempo se alarga elarco. Antes de utilizar el nuevo electrodo debe quitarse la escoriaque ha solidificado sobre el crter para evitar inclusiones deescoria. Elarco del nuevo electrodo se enciende delante del crtery se mueve hacia atrs para alcanzar el final del cordn anterior.La posicin de parada-comienzo en cada cambio de electrodo esuna importante fuente de inclusin de escorias, porosidad y faltade fusin; esta parte de la tcnica de la soldadura debe dominarsetotalmente si el soldador ha de producir un trabajo de calidad.La intensidad, el voltaje (longitud de arco) y la velocidad sonvariables importantes del proceso. Una intensidad baja producirun cordn de soldadura irregular situado sobre la parte superiorde la plancha.Una intensidad elevada producir una buena fusin, pero conchisporroteo excesivo. Losarcos cortos, de bajo voltaje, producencordones irregulares, de penetracin pobre con tendencia ainclusiones de escorias; los voltajes elevados y arcos largos setraducen en chisporroteo en una tendencia a captar nitrgeno delaire produciendo porosidad.

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CMO SOLDAR


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Velocidad excesiva. Defecto en la unin de cordones

Velocidad normal. Poca intensidad

Velocidad excesiva. Exceso de intensidad. Chisporroteo

Las velocidades de soldadura altas se traducen en cordones conmordeduras y picudos; las velocidades bajas producen cordonesanchos que tienden a solapar sobre las piezas.1.10. CMO SOLDARAL ARCOVOLTAICOLa pieza a soldar debe estar bien limpia; no se puede, o debe,soldar sobre una superficie sucia, manchada de grasa, pintura o dealguna forma oxidada. Debemos regular la intensidad depen-

diendo del dimetro del electrodo que vayamos a utilizar, que a suvez ir en funcin del grosor de la pieza a soldar y del tipo desoldadura que haya que realizar.49


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CORTE SOLDADURA PERFORACINREVE)'MENIO

UNE 1J03 : E4332R11CI8sifIcacIones DIN1913 E4332R(C)3.AWSAlSfA5.1: E6013

SOlDAR ACEROS DE CONSTIIIJO.ISTENCIA DE HASTA 510 NI.....R:A.B.s.;Dn.V~LLR.;a.v. yTOv

::;-,I I" I~ "~', I, I, I, I, ,'-, '

A.50

Debemos establecer el arco, aesta operacin le llamamos"cebado", para ello deslizamosel electrodo por la pieza conuna ligera inclinacin hasta quesalte el arco y permanezcaestable. Entonces dirigimos elelectrodo hacia el comienzo dela soldadura procurandomantenerlo a una distanciaconstante de la pieza a soldar,esta distancia debe oscilarentre 2/3 y 3/3 del dimetro delelectrodo, para luego iniciar elmovimiento, que ha de seroscilatorio hacia delante, pro-curando depositar un cordn loms derecho y uniforme po-sible.A medida que el electrodo seva consumiendo, se aproximaste a la pieza para poder

CMO SOLDAR


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conservar un arco de 2 a 4milmetros de longitud depen-diendo del grosor del elec-trodo.

Para efectuar un refuerzo obien aumentar el espesor deuna pieza se depositan varioscordones de soldadura para-lelos, dejando un espesor de 8 a10 milmetros entre s, se retirala escoria y se hace entre stosuna nueva pasada.

Para obtener una buena sol-dadura es necesario que el arcoeste sucesivamente en contac-to a lo largo de la lnea de sol-dadura, ya que si se desplazaen forma irregular o demasia-do rpidamente se obtendrnpartes porosas de ninguna opoca penetracin. La penetra-cin depende tambin de laintensidad de la corrienteempleada, si sta es escasa, nose calienta suficientemente lapieza; si es demasiado elevada,se forma un crter excesiva-mente grande con riesgo dequemarla o perforarla.El operador debe procurar

protegerse los ojos en todomomento, as como proteger alresto del grupo de trabajo de

-rI~'\I~--I

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A.52

CORTE SOLDADURA .PERFORACINlas irradiaciones que provoca el arco, ya que stas provocan unainflamacin en los ojos que se vuelve molesta al cabo de untiempo. Tambin deber proteger su cuerpo con guantes,mandiles y polainas de cuero.En trabajos exteriores en los que existan superficies mojadashay que tener cuidado de no tocar el electrodo u otro elementometlico que lleve corriente elctrica, sobre todo si los pies noestn sobre material aislante o estn mojados, ya que podraderivar a masa y sufrir una descarga.1.11. POSICIONES DE LA SOLDADURALas soldaduras pueden realizarse en varias posiciones: en plano,rincn, cornisa, vertical, techo.Las primeras, plano y rincn, son las ms comunes.La soldadura vertical se puede efectuar de arriba hacia abajo(mtodo descendente), empleando electrodos que tiene laproteccin menos fluida, y una corriente algo ms intensa a fin deaumentar la penetracin. Tambin se realizar desde abajo paraarriba (mtodo ascendente), empleando un movimiento msrpido, no velocidad de avance, y una corriente de menorintensidad.Lasoldadura en techo es la ms difcil de realizar, por cuanto senecesita ms precisin.En principio, cualquier tipo de junta podr soldarse en cuatroposiciones diferentes. Dichas posiciones son: Plana o sobremesa.Horizontal o cornisa. Bajo techo..Vertical.

. . ........ -.. ..

POSICIONES


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En general, la clasificacin de las posiciones que se indica msadelante tiene aplicacin principalmente a la hora de juzgar lahabilidad de los soldadores u operadores de las mquinas desoldeo y tambin cuando se trata de soldaduras deresponsabilidad.La AWS (American Welding Society) y otras especificacionesdistinguen las posiciones cuando se trata de soldar chapas otuberas, tanto a tope como en ngulo, segn queda reflejado en

las siguientes figuras.Esde aplicacin a soldaduras de chapas a tope. Ladescripcin delas posiciones es la siguiente:- Posicin 1G: Chapas horizontales. Soldadura plana osobremesa.

Posicin 2G: Chapasverticales con eje de soldadurahorizontal. Soldadura hori-zontal o cornisa.

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- Posicin 3G: Chapas verticales con eje de soldadura tambinvertical. Soldadura vertical.

- Posicin4G: Chapas horizontales. Soldadura bajo techo.

En el caso de soldadura de tuberas a tope, la descripcin de susposiciones ser la siguiente:Posicin 1G: Tuberashorizontales, con movimientode rotacin. Soldadura plana osobremesa. El depsito de

material se realiza en la partesuperior.

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posicin IG

POSICIONES


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Posicin 2G: Tuberasverticales e inmviles duranteel soldeo. Soldadura horizontalo cornisa.

Posicin SG: Tuberashorizontales e inmviles du-rante el soldeo. Soldaduraplana, vertical y bajo techo.

Posicin 6G: Tuberasinmviles con sus ejes incli-nados 4S2.

Posicin 2G

Posicin 5G

En soldadura de chapas en ngulo, la descripcin es la siguiente:

- Posicin 1F: Una de laschapas inclinada 4S2.Eje de soldadura horizontal.Soldadura plana.

Garlanta vertical

Posicin IF

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CORTE SOLDADURA PERFORACIN


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- Posicin 2F: Una de laschapas horizontal. Eje desoldadura horizontal. Solda-dura horizontal.Posic in 2F

- Posicin 3F: Ambas chapasverticales con eje de soldaduravertical. Soldadura vertical.Posicit;" 3F

- Posicin 4F: Una de laschapas horizontal. Eje desoldadura horizontal. Solda-dura bajo techo.Posicin 4F

1.11.1.Tipos de uniones o juntasLa forma ms comn de unir dos piezas es la junta a tope. Paraeste tipo de unin hay que preparar los bordes, bien dejando una

separacin entre las dos piezas para que pueda penetrar bien lasoldadura, o haciendo un chafln al borde de las dos piezas a unirpara que as la soldadura penetre la totalidad del grosor de lapieza.56

POSICIONES


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En la soldadura elctrica esmuy frecuente efectuar la operacincon varias pasadas. En este caso hay que procurar picar bien lacascarilla de cada pasada antes de dar la siguiente, sin lo cual lasoldadura resultar defectuosa. En caso de tener que cubrir unaunin, se debe alternar el orden de los cordones de un lado alopuesto para evitar un calentamiento excesivo y posiblesdeformaciones debidas a la contraccin posterior al enfriamiento.1.11.2.Dilatacin y contraccinTodo metal se dilata. El hierro, por ejemplo, aumenta delongitud un milmetro por metro por cada cien grados detemperatura. Al enfriarse tiende a tomar la forma y longitudprimitivas y se encoge, provocando el fenmeno llamadocontraccin. En la soldadura por arco las contracciones son ms

pequeas que en la de soplete de gas, gracias al rpido desarrollodel calor. A veces la contraccin provoca la deformacin de laspiezas y cuando se trata de impedirla con prensas u otrasherramientas de fijacin se producen tensiones internas oresiduales que pueden incluso determinar la rotura de lasoldadura. Paraevitar la contraccin espreferible soldar las piezaspor ambos lados o bien fijar las mismas entre s con puntos desoldadura cada 20 30 centmetros. Las tensiones residuales seeliminan recociendo la pieza a soldar o calentando al rojo oscurolas partes ms cercanasa la soldadura.

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OJ ~Defectos por dilatacin y contraccin- -

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1.11.3. AplicacionesEltipo de soldadura por arco metlico manual es el ms utilizadoya que puede ser utilizada en todas las posiciones de soldaduracon aceros suaves, aleados, resistentes al calor y a la corrosin,casi con el mismo xito, con algunas aleaciones a base de cobre onquel, el proceso es ampliamente utilizado en construccin naval,

estructuras e ingeniera en general. Se usan casi diez veces mselectrodos de acero suave como de todos los otros tipos especialesjuntos. Es un proceso de bajo coste de capital que utiliza equipoporttil y puede ser aplicado a una amplia gama de tipos deuniones. Sin embargo, el coste del metal depositado en acerosuave es de ms de treinta veces el del mismo volumen dematerial base.Uniones tales como las de los accesorios a sus estructurasprincipales, uniones entre tubos, en conjuntos complejos deplanchas y perfiles laminados, son difciles de mecanizar e idealespara la soldadura manual por arco metlico.1.12. SOLDADURA POR ARCO EN ATMSFERA INERTE.

SOLDADURA TIG (TUGSTEN INERT GAS)1.12.1.Resumen histricoLa idea de utilizar un medio de aislamiento gaseoso paraproteger, tanto el arco elctrico como el metal de la soldadura, de

la contaminacin por la atmsfera es casi tan antigua como loselectrodos recubiertos. Roberts y Van Nuys en 1919 y otrosalgunos aos ms tarde, trataron el problema se propusieronvarios gases, desde el gas inerte al hidrgeno e hidrocarburos. En58

SOLDADURA llG


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los aos 30 el inters comenza centrarse en los gasesinertes; pero no fue hasta 1940cuando se comenzaron losexperimentos en la NorthropAircraft Co. de USA, con elpropsito deliberado de desa-rrollar un mtodo prctico desoldadura en atmsfera inerte.Elmetal a soldar se funda porun arco elctrico con un elec-trodo de tungsteno en una atmsfera inerte de heliomonoatmico.Elaparato original comprenda la sencilla antorcha de electrodode tungsteno y un generador de corriente continua. Elencendidodel arco se haca frotando el electrodo sobre el trabajo, pero esto

produca contaminacin sobre este electrodo, se aadi al equipoun generador de chispas de alta frecuencia, de manera que el arcopudiese encenderse desde el electrodo sin tocar en el trabajo. Alprincipio se usaron tanto polaridad negativa como positiva para elelectrodo, aunque la polaridad negativa era ms favorable puestoque generaba menos calor en el electrodo de tungsteno, el cualpermaneca relativamente fro.Con el deseo de soldarmateriales ms gruesos sehicieron necesarias inten-

sidades de soldadura superio-res a los 100 A. Y ya no fueposible utilizar la polaridadpositiva del electrodo, porqueste se recalentaba tanto queel tungsteno fundido goteabaen el bao de soldeo.

ANTORCHA

ALIMENTACION DE CORRIENTEELECTRICA, GAS y AGUA

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Las altas intensidades de soldadura necesitaron tambin elenfriamiento por agua del cuerpo de la antorcha, a causa de lacreciente cantidad de calor conducida hacia atrs a lo largo delelectrodo.

Hacia 1944 se reconoci que la polaridad del electrodo era demayor importancia de lo que pareca al principio. Hasta estetiempo el proceso del arco en atmsfera inerte se haba utilizadoprincipalmente sobre magnesio y acero inoxidable delgado, perose hicieron intentos tambin para soldar aluminio, en los que seencontr necesario el empleo de un fundente; sin embargo, seobserv que la separacin del xido poda ser realizada por elpropio arco con electrodo positivo en corriente continua o concorriente alterna, lo cual haca innecesario el fundente. A menosque se dispusiese de un mnimo de voltaje en circuito abierto,cuando se soldaba aluminio con corriente alterna la capa de xidono se rompa, de manera que la corriente alterna se rectificaba yla soldadura era imposible. Sin embargo, hacia 1946 se encontrque las chispas ionizantes podan estabilizar el arco de corrientealterna. Gradualmente fueapareciendo una preferenciapor el argn sobre helio en lasoldadura normal; en gran

manera como resultado delmenor cambio en el voltaje delarco al variar la longitud deste cuando se soldaba conargn, lo cual haca el procesomenos crtico desde el punto devista del soldador.Una vez puesto en marcha elmtodo para la soldadura delaluminio por arco de tungstenoen atmsfera inerte, comenz

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un perodo de rpido desarrollo a causa de la nueva serie deaplicaciones que abra. Aunque limitado durante varios aos a lasoldadura de material en planchas a menos de 150 A., sedemandaba ahora ir a intensidades ms altas. Las boquillasmetlicas para el gas fueron reemplazadas por otras de cermicay stas, a su vez, se reemplazaron por boquillas metlicasenfriadas por agua, cuando se encontr que las boquillas decermica eran de una duracin limitada. El cuerpo de la antorcharefrigerado por agua y los conductores de corriente eranesenciales ahora para dar ligereza y flexibilidad a la antorcha ypuesto que el ionizador de alta frecuencia se dejaba conectadocontinuamente, deba prestarse gran atencin al aislamientoelctrico.Aunque el ionizador de alta frecuencia estabiliza el arco, noafecta al desequilibrio propio entre el voltaje de los semiperodosalternos, el cual se traduce en una componente de corriente

continua que tiende a saturar el transformador. Al principio estose resolva aplicando un voltaje de corriente continua similar perode polaridad opuesta al del circuito de forma que, la componentede corriente continua se elimina equilibrndola. Esto se hizo conbatera de acumuladores pero posteriormente se encontr quecolocando grandes condensadores en serie, con el arco, seobtieneel mismo efecto.Lapurezadel gasprotector semejor del 98 % por encimadel99,95 % a medida que se desarroll el proceso,especialmentecomo resultado de la necesidad de gases de alta pureza para lasoldadura de las aleacionesde aluminio y metales reactivos. Elargn, nico gas inerte disponible fuera de los Estados Unidos,aument en popularidad incluso en este pas, siendo el principalgas utilizado para la soldadura manual, aunque el elevado voltajede arco y en consecuencia la mayor penetracin del arco de helioseencontr valiosa para la soldadura automtica. Ambas tcnicas,la del arco de tungsteno en helio y la del arco de tungsteno en

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argn, fueron aplicadas rpidamente a la soldadura de una gamade metales no frreos, que haban mostrado dificultades parasoldarse por otros mtodos.Los nuevos procesos, por su ausencia de fundente, abrieron ungran campo al empleo del aluminio y el magnesio en ingeniera.Anteriormente la soldadura en rincn y otros tipos de uniones enlos cuales el fundente poda quedar atrapado deban evitarse encaso de peligro de corrosin despus de la soldadura. Laaportacin de calor ms concentrado del proceso de soldadura porarco de tungsteno bajo gas posibilitaba aumentar las velocidadesde soldadura y mejorar la calidad metalrgica de las soldaduras. Sibien haba muchas ventajas en el proceso se encontraron tambinalgunas limitaciones. La adicin separada del metal de aportacinrequera el uso de ambas manos del soldador, adems el acceso auniones difciles era restringido, la soldadura en posicin era lentay difcil.Se han usado electrodos de otros metales refractarios distintosdel tungsteno para la soldadura en atmsfera inerte, stos soninadecuados porque se desgastan demasiado fcilmente. Inclusolos electrodos de tungsteno se desgastan, pero a un ritmo tanlento, que los electrodos pueden considerarse justificada mentecomo no consumibles. El gas que rodea el arco y el bao desoldadura debe tambin proteger al electrodo. A las elevadastemperaturas alcanzadas en la raz del arco, el tungsteno se oxidacon facilidad, de forma que el gas protector puede solamenteincluir mezclas de gas inerte e hidrgeno o en caso extremonitrgeno. El hidrgeno no es generalmente til para proteger,porque eleva el voltaje del arco, exigiendo un voltaje en circuitoabierto alto y puede ser absorbido por algunos metalesaumentando las grietas o la porosidad. Por ello para finesprcticos en la soldadura de electrodos no consumibles protegidospor gas se emplea argn o helio para la proteccin y tungstenopara los electrodos.

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1.12.2. Polaridad delelectrodo

Debido a la mayor cantidadde calor desarrollado en elnodo (+), un electrodo detungsteno utilizado con estapolaridad se sobrecalienta msfcilmente, que si es el polonegativo del arco. Laintensidad mxima que el a..electrodo puede transportar sealcanza cuando el extremo fundido del arco se hace tan grandeque se vuelve inestable y empiezan a salir del electrodo partculasde tungsteno. Incluso con electrodo de tungsteno de 6 mm dedimetro no pueden utilizarse ms de 100 A. con corrientecontinua cuando es positivo; sin embargo, cuando el electrodo esnegativo la intensidad admisible es de hasta ocho veces mayor.Por esta razn el arco de tungsteno con electrodo positivo esraramente usado.La principal ventaja del mtodo de corriente continua conelectrodo positivo (CCEP) es la accin limpiadora ejercida por elarco sobre la pieza trabajada. De ningn modo es totalmentecierta la teora, ampliamente sostenida, de que esto es debido albombardeo inico. Filmaciones de alta velocidad del arco hanmostrado movimientos amplios y extraordinariamente rpidos delos puntos catdicos, que muestran su preferencia por partculasde xido y otras impurezas. En estos puntos puede producirse lavaporizacin del xido y el metal subyacente, cualquier xidorestante es roto y flota, libremente separado, hacia los bordes delbao. Esta actividad de los puntos catdicos puede observarse aveces, espe-cialmente en el aluminio, en los bordes de la planchaadya-centes al bao. La polaridad CCEN (corriente continua

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electrodo negativo) se utilizanormalmente, excepto cuandola accin limpiadora es esencial,cuando se suelda aluminio oaleaciones que contienencantidades apreciables deelementos que forman xidosrefracta rios.

El movimiento caractersticode los puntos catdicos se dicea menudo que causainestabilidad cuando elelectrodo es negativo, porquela base del arco puededesplazarse por encima delextremo del electrodo. Paraevitar esto pueden adaptarsealgunas medidas: el electrodose afila en cono y el tungstenose dopa con materiales que aumentan su emisividad. El dopadodel electrodo con 1 a 2 % de thorio o con circonio aumenta lasuperficie del punto catdico y tambin facilita el cebado del arco,

aumenta la resistencia a la contaminacin. La contaminacin yprdida de tungsteno ocurre en gran manera al comenzar lasoldadura, pero aumentando la emisividad se evitan los puntoscalientes, el electrodo alcanza su temperatura de funcionamientoms fcilmente. Una ventaja adicional es que aumenta lacapacidad de transporte de intensidad del electrodo.El ngulo del cono en el extremo del electrodo de tungstenoafecta la forma de la penetracin en el metal soldado. Se cree quede los electrodos con un ngulo de cono pequeo puededesarrollar un chorro de plasma que produce una penetracinprofunda y estrecha, cuando las condiciones son tales que es64

SOLDADURA TIGpenetrada la totalidad del espesor de la pieza de trabajo. Sobre


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placas gruesas en las que hay penetracin parcial, el chorro deplasma esdesviado produciendo un cordn ancho en la superficie.Cuando el material a soldar exige la accin limpiadora elctricade la polaridad del electrodo positivo pero deben utilizarse inten-sidades superiores a 100 A.,seemplea una fuente de energadecorriente alterna. El arco de corriente alterna combina las ven-

tajas limpiadoras del arco sobre la pieza trabajada, en el semipe-rodo en que el electrodo es positivo, con el menor desarrollo decalor y por ello un funcionamiento refrigerante del electrodo,cuando es negativo. Cuando se usa corriente alterna el extremodel electrodo no es cnico tomar una forma semiesfrica esta-ble a consecuencia de la fusin superficial. Si la corriente esexce-siva para el tamao del electrodo este punto fundido oscilardebido a las fuerzas pulsantes del arco pueden desplazarse part-culas de tungsteno de un pequeo orificio que se forma en elcentro. Las intensidades desoldadura demasiado bajas noproporcionan suficiente ener-ga para fundir el extremo delelectrodo de forma que la basedel arco se desplace haciendoste inestable. El orden de laintensidad ptima para cadatamao de electrodo dependede distintos factores: el diseode la pistola, que puede influiren el enfriamiento del electro-do; el tipo de electrodo; y,posiblemente el ms impor-tante, el equilibrio entre laspartes positivas y negativasdel perodo de intensidad

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(convencionalmente se toma la polaridad como referida alelectrodo). Como se ver ms adelante, hay una tendencia aque el semiperodo negativo de la intensidad sea ms largo queel positivo dando una componente de corriente continua. Sista se elimina para proteger de la saturacin al transforma-dor, el semiperodo positivo aumenta en duracin, de formaque el electrodo funciona ms caliente y reduce su capacidadde transporte de corriente.1.12..3.Encendido del arcoLa contaminacin y la prdida de tungsteno pueden reducirsegrandemente encendiendo el arco con una intensidad pequea atravs de un circuito piloto y conectando la intensidad principal

unos pocos ciclos despus cuando el electrodo se ha calentado. Enla ausencia de tales tcnicas, tanto si se utiliza el contacto o nopara el arranque, es til encender el arco sobre un trozo dematerial de desecho y luego reencenderlo sobre el trabajo, unavez que el electrodo ha alcanzado su temperatura defuncionamiento. Estas medidas son particularmente importantescuando se sube a intensidades altas, porque las probabilidades deperder tungsteno para formar inclusiones de este metal son muygrandes durante el perodo de calentamiento del electrodo.Durante el perodo de calentamiento del electrodo en corrientealterna, hasta que alcanza la temperatura que permite la emisintermoinica, es posible que falle el arco en los semiperodos deelectrodo negativo. Esto conduce a la rectificacin en el sentidoopuesto al que se encuentra normalmente mientras funciona elarco, de modo que tal suceso se conoce como "rectificacininversa". Una vez el electrodo est caliente el arco se reenciendefcilmente con su ctodo sobre el tungsteno y es ms propenso aextinguirse cuando la pieza trabajada es el negativo. Elefecto ms;4...66

SOLDADURA TIGimportante de la rectificacin inversa es que deja una carga en el


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condensador de supresin de la corriente continua, de polaridadinversa a la normal; sta se opone a la corriente en lossemiperodos de electrodo negativo, la cual es perjudicial paracalentar el electrodo, de forma que el arco se desenceba por smismo. Para evitar esto, a menudo se mantienen desconectadoslos condensadores de supresin cuando el arco va a encenderse yse conectan despus cuando est funcionando normalmente.1.12..4.Tcnicas de soldeo

Despus de encendido el arco, la antorcha se mantieneestacionaria mientras se forma el bao de soldadura fundido; si laintensidad de soldadura es adecuada esto no tomar ms que unospocos segundos y la superficie del bao ser brillante y limpia. Seutiliza una tcnica de soldadura a izquierdas, con la antorchasostenida a 802, para dar visibilidad al bao y suministrar argndelante del cordn. Una vez se ha establecido el bao se puedeproceder a la soldadura y aadirse, si es necesario, metal deaportacin. La accin de introducir metal de aportacin al baopuede perturbar la proteccin de gas y arrastrar aire. Por ello estil mantener el extremo de la varilla dentro de la atmsferaprotectora constantemente; esto evita tambin la formacin dexido en el extremo de la varilla de metal de aportacin.

Si el dimetro de la varilla es demasiado pequeo, en lasoldadura manual, se fundir rpidamente formando un glbuloen su extremo. Inversamente una varilla demasiado gruesa puedeperturbar el arco y producir inclusiones de xido por impedir laaccin limpiadora del arco sobre la soldadura. La varilla de metalde aportacin del tamao correcto debe mantenerse cerca delbao, no son necesarios movimientos violentos cuando se aademetal. En la soldadura mecanizada el alambre de metal de

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aportacin se suministra de una bobina al borde de avance delbao y se dispone para hacer buen contacto con el metal slidojusto delante de este borde. Pueden usarse alambres de menordimetro que los usados para soldadura manual, en la que estecontacto no debe mantenerse.1.13. SOLDADURAMIG (METAL INERTGAS)En 1948 hizo su aparicin el segundo proceso importante desoldadura en atmsfera inerte, que demostr poder ser utilizadosatisfactoriamente en muchos de los tipos de uniones que no eranidealmente adecuados para el mtodo de arco de tungsteno. En lasoldadura con arco de tungsteno el electrodo era no consumible,pero en el nuevo mtodo el electrodo se presenta en forma de

alambre que se consume durante la soldadura suministrando elmetal de aportacin. Este alambre era alimentado al arco desdeuna bobina a la misma velocidad que se funda. El trmino arcometlico se utiliza para denominar un proceso de soldadura alarco en el cual el electrodo se consume durante la soldadura parasuministrar metal de aportacin y el nuevo proceso fue conocidopor ello como soldadura por arco metlico en atmsfera inerte.No pas mucho tiempo antes de que se utilizasen otros gasesdistintos de los inertes, de forma que los procesos pueden serdenominados concretamente en la actualidad como arco metlicoen argn, arco metlico en helio, arco metlico en (02, etc., conla denominacin general de arco metlico en atmsfera de gaspara la totalidad de la serie.En los primeros aparatos el alambre era empujado a travs de un

tubo flexible hasta una antorcha de tipo de pistola, donde se hacael contacto con el conductor de la corriente de soldadura. El gasargn para proteger el bao de soldeo pasaba a travs de unaboquilla que rodeaba el alambre de metal de aportacin; aunque

la pistola se sostena en laSOLDADURA MIG


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mano el proceso posea ciertascaractersticas corrientementeasociadas con la soldaduraautomtica. Fue el primerproceso manual que utiliz elprincipio de autoregulacin delarco, en el cual la longitud dearco se mantena constantedurante la soldadura indepen-dientemente del movimiento del operario. En la actualidad hayincluso mquinas porttiles que se alimentan de bateras.Una caracterstica especial del proceso, que hace posible utilizarla autorregulacin del arco y el tubo de alimentacin flexiblehasta la pistola es el pequeo dimetro del alambre del electrodo,de aproximadamente 1,6 mm. El metal se transfiere axialmente

desde este alambre de electrodo a la pieza trabajada en unacorriente de finas gotas.El desarrollo del mtodo de soldadura por arco metlico enatmsfera inerte, al principio de los aos cincuenta, estuvoestrechamente asociado con lasoldadura de aleaciones de

aluminio, que en aquel tiempovinieron a establecerse comomateria les estructu ra les,parti-cularmente en laconstruccin naval en la quese necesitaba un proceso quepudiese soldar en cualquierposicin. Si no hubieseexistido la necesidad deestructuras de aluminio en1950, el proceso puede que se

ENTRADA DEL ALAMBREANTORCHA

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hubiese desarrollado ms lentamente fue una suerte el que elaluminio fuese uno de los primeros metales que se intentasenpara ellas, pues como se sabe ahora, la transferencia del metal atravs del arco es ms satisfactoria con el aluminio que concualquier otro metal.Siguiendo al xito del uso de la soldadura por arco metlico enatmsfera inerte en el aluminio, se hicieron intentos para aplicarel mtodo a otros metales no frreos, y a los aceros. Elempleo dela soldadura con argn no era econmicamente atractivo en aqueltiempo, pero despus de algunos aos de investigacin en laURSS,Gran Bretaa y USAse desarrollaron tcnicas que permitanel uso satisfactorio del anhdrido carbnico como gas protector.Este gas es ms barato y en muchas aplicaciones hace al procesocompetitivo con otros ya establecidos, tales como el de arcometlico.Ms recientemente se han hecho populares mezclas de gases abase de argn.

Se ha tratado con bastante detalle la historia de la soldadura porarco en atmsfera inerte, desde el primer uso del helio con arco detungsteno en los aos 60, porque es posiblemente la mejorintroduccin a esta importante serie de procesos. El impulsoA.70

~ ( ' r ' r \"i r ' !{ D.J1I',' ,"' ~ \ L. ~I,Y':' . :R(.(} SUMERGIDOdespus de cada nuevo avance puede verse en perspectiva, puedeapreciarse que las circunstancias han sido extraordinariamente


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favorables a su rpida explotacin.1.14. SOLDADURA CON ARCO SUMERGIDOLa soldadura con arco sumergido difiere de otros procesos desoldadura con arco en que se utiliza una capa de material

granulado fusible, llamado fundente (flux), para proteger el arcoy el metal fundido. Se forma el arco entre la pieza de trabajo y unelectrodo de alambre desnudo, se sumerge la punta en elfundente. Debido a que el arco queda cubierto por completo conel fundente, no es visible y puede colocarse la soldadura sin loschisporroteos, salpicaduras, destellos que caracterizan al procesocon arco abierto. La naturaleza del fundente es tal que seproducen muy pocos humos o vapores.El proceso es semiautomtico o automtico, el electrodo sealimenta en forma mecnica a la pistola, a la cabeza o cabezas. Enla soldadura semiautomtica, el operario mueve la pistola quesuele tener un alimentador de fundente a lo largo de la unin. Laalimentacin del fundente

puede ser por gravedad, atravs de una boquillaconcntrica en el electrodo,desde una pequea tolva en laparte superior de la pistola, opuede ser a travs de unaboquilla concntrica de tuboconectada en un tanque parafundente, aplicando aire apresin. El fundente tambinpuede aplicarse antes de

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comenzar a soldar o bien hacia


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adelante del arco, desde unatolva que avanza a lo largo dela unin. En la soldaduraautomtica de arco sumergido,se alimenta el fundente enforma continua en la uninhacia adelante o concntricacon el arco; las instalacionesautomticas suelen tenersistemas de vaco para suc-cionar el fundente sin fundirabandonado en la cabeza ocabezas soldadores, con objetode limpiarlo y volver a usar.

Durante la soldadura, el calor del arco funde parte del fundentejunto con la punta del electrodo. La punta del electrodo y la zonade soldadura siempre estn rodeadas, protegidas por fundentefundido, coronado por una capa de fundente sin fundir. Semantiene el electrodo a una corta distancia encima de la pieza detrabajo. Conforme avanza el electrodo a lo largo de la unin, elfundente ya fundido, ms ligero, sube por encima del metalfundido en forma de escoria.El metal de aporte, que tiene un punto de fusin ms alto, sesolidifica mientras la escoria todava est fundida. La escoria,despus, se adhiere sobre el metal que se acaba de solidificar,sigue protegindolo contra la contaminacin mientras est muycaliente, reacciona con el oxgeno y el nitrgeno de la atmsfera.Cuando la escoria se enfra, se desprende con facilidad de lasoldadura, eliminndose cualquier fundente sin fundir para volvera usarlo.Hay dos tipos generales de fundente para arco sumergido:aglutinado y fundido. En el fundente aglutinado, las sustancias

.~ r T r e,!.\H , fi ",..;,' ARCO SUMERGIDOqumicas finamente molidas se mezclan, se les aplica un agente


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aglutinante y se produce un agregado granulado, en el cual seincorporan los desoxidantes. Los fundentes fundidos son unaespecie de vidrio que resulta de la fusin de los diversos productosqumicos, la trituracin del vidrio para formar un granulado. Haydisponibles fundentes que agregan elementos de aleacin al metalde aporte, lo cual permite hacer metal de aporte aleado a partir deelectrodos de acero dulce.Se pueden emplear corrientes elevadas en la soldadura con arco

sumergido que pueden producir un calor sumamente intenso.Debido a que la corriente se aplica al electrodo a una distanciacorta, encima de su punta, pueden emplearse amperajes altos conelectrodos de dimetro pequeo. Con ello, se producen densidadesde corriente muy altas en secciones transv

manual de soldadura, corte y perforacion

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