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CURSO DE SOLDADURA POR ARCO<br />
CON ELECTRODO REVESTIDO<br />
TÉCNICAS OPERATIVAS<br />
Ð<br />
RECOPILADO Y ARMADO POR:<br />
Juan Antonio Alonso
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
SUMARIO.<br />
Introducción: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3<br />
Principios del Proceso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
Descripción y denominaciones: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
Ventajas y desventajas: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4<br />
Aplicaciones: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
Diferencia entre las Soldaduras de Unión, Recuperación y Reparación: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
Equipo de Soldadura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7<br />
La fuente de energía: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7<br />
Portaelectrodo: : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8<br />
Conexión de masa: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8<br />
Electrodos Revestidos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8<br />
Funciones del revestimiento: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />
El Arco Eléctrico: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />
Selección del Tipo de Corriente: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
Efecto del Soplo Magnético: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />
Encendido del Arco Eléctrico y su Operación: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13<br />
Posiciones de Soldadura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14<br />
Diferencia entre los Procesos de Soldadura por Fusión: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
.15<br />
Efecto de la Soldadura en los Materiales de Base: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16<br />
Influencia del Material de Aporte y de la Habilidad Manual del Soldador: . . . . . . . . . . . . . . . . .17<br />
Parámetros de Soldadura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />
Diámetro del electrodo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />
Intensidad de la soldadura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18<br />
Características del Arco y de la Soldadura bajo condiciones correctas e incorrectas. . . . 19<br />
Velocidad de desplazamiento: : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />
Orientación del electrodo: : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
Terminología de las partes del cordón: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20<br />
Preparación Previa a la Soldadura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21<br />
Punteado: : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />
Inspección antes de soldar: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
Movimientos del Electrodo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22<br />
Ejercicios: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24<br />
J. A. A. 2
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
INTRODUCCIÓN<br />
Una de las mayores preocupaciones del soldador, en el ejercicio de su profesión, deba ser<br />
con respecto a la calidad de las soldaduras por él ejecutadas. Varias veces, una soldadura cuyo<br />
aspecto nos da una sensación de confianza puede, en realidad, presentar discontinuidades o fallas<br />
(visibles o no) que, evidentemente, comprometerán el conjunto u obra por él soldado. Por lo<br />
tanto, el material elegido para la capacitación o perfeccionamiento del soldador esta extraído y<br />
del material fue adaptado del Sistema Europeo Armonizado para la Enseñanza y Formación<br />
en la Tecnología de la Soldadura de la “Federación Europea de Soldadura, EWF”,<br />
Por lo tanto, este cuaderno tiene el objetivo de presentar algunas indicaciones básicas para<br />
la utilización de los electrodos revestidos, en lo que hace a su encendido y mantenimiento del<br />
arco eléctrico y de la deposición del material de aporte, en las distintas posiciones, así como<br />
enumerar las principales causas de discontinuidades que pueden ocurrir en una soldadura y sus<br />
posibles soluciones.<br />
J. A. A. 3
Descripción y denominaciones.<br />
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
PRINCIPIOS DEL PROCESO.<br />
La soldadura por arco incorpora una cantidad de procedimientos para soldar que utilizan<br />
el calor generado por un arco eléctrico para fundir, tanto el metal a unir como el material de<br />
aporte. El procedimiento que tuvo la mayor difusión, en el campo industrial, es el de la soldadura<br />
con electrodo revestido, en el que el material de aporte se obtiene por la fusión del alambre o<br />
núcleo metálico que integra el electrodo revestido. Y cuya fusión se realiza dentro de una<br />
atmósfera gaseosa protectora generada por la quema de los elementos que integran el<br />
revestimiento.<br />
Internacionalmente, el proceso se soldadura por arco con electrodo revestido se conoce<br />
con la sigla en ingles de SMAW (Shielded Metal Arc Welding = Soldadura por arco metálico<br />
protegido)<br />
Ventajas y desventajas.<br />
Ventajas:<br />
El equipo de soldadura es relativamente sencillo y no muy caro.<br />
El metal de aporte y los medios para su protección durante la soldadura proceden del<br />
propio electrodo revestido. No es necesaria protección adicional alguna mediante gases o<br />
fundentes granulados.<br />
Es menos sensible a las corrientes de aire o al viento que los procesos por arco con<br />
protección gaseosa. No obstante el proceso debe emplearse siempre protegido de la lluvia, viento<br />
y nieve.<br />
J. A. A. 4
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Se puede emplear en cualquier posición, en locales abiertos o cerrados, incluso con<br />
restricciones de espacio. No requiere conducciones de agua de refrigeración, ni tuberías o<br />
cilindros de gases de protección, por lo que puede emplearse en lugares relativamente alejados de<br />
la fuente de energía.<br />
Es aplicable para gran variedad de espesores, en general mayores de 2,0 mm. y para la<br />
mayoría de los metales y aleaciones de uso normal.<br />
Desventajas:<br />
Es un proceso lento, por la baja tasa de deposición y por la necesidad de retirar la escoria,<br />
por lo que en determinadas aplicaciones ha sido desplazado por otros procesos.<br />
Requiere gran habilidad por parte del soldador.<br />
No es aplicable a metales de bajo punto de fusión como, por ejemplo: plomo, estaño, zinc<br />
y sus aleaciones, debido a que el mismo calor del arco es excesivo para esos metales. Tampoco es<br />
aplicable a metales de alta sensibilidad a la oxidación como el circonio, niobio, tántalo y titanio,<br />
ya que la protección que proporciona es insuficiente para evitar la contaminación por el oxígeno<br />
durante la soldadura.<br />
No es aplicable para espesores menores de 2,0 mm.<br />
La tasa de deposición es inferior a la obtenida por los procesos que utilizan un material de<br />
aporte continuo, como GMAW o FCAW (alambre sólido o tubular). Esto se debe a que el<br />
electrodo solo puede consumirse hasta una longitud mínima (unos 5.0 cm.), cuando llega a dicha<br />
longitud el soldador tiene que retirar la punta del electrodo no consumido e insertar un nuevo<br />
electrodo.<br />
Aunque en teoría se puede soldar cualquier espesor por arriba de 2,0 mm. el proceso no<br />
resulta productivo para espesores mayores de 38,0 mm. Para estos espesores resulta más<br />
adecuado, los procesos FCAW y SAW.<br />
Aplicaciones<br />
La soldadura por arco con electrodo revestido es uno de los procesos de mayor<br />
utilización, especialmente en soldaduras de producción cortas, trabajos de mantenimiento y<br />
reparación, así como construcción de equipos o también en campo.<br />
La mayor parte de las aplicaciones de la soldadura por arco con electrodos revestidos se<br />
dan con espesores comprendidos entre 3,0 y 38,0 mm.<br />
El proceso es aplicable a aceros al carbono, aceros aleados, inoxidables, fundiciones y<br />
metales no ferrosos como aluminio, cobre, níquel y sus aleaciones.<br />
Los sectores de mayor aplicación son la construcción naval, de máquinas, estructura,<br />
tanques y esferas de almacenamiento, puentes, recipientes a presión y calderas, refinerías de<br />
petróleo, oleoductos y gasoductos y en cualquier otro tipo de trabajo similar.<br />
J. A. A. 5
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Se puede emplear en combinación con otros procesos de soldadura, realizando bien la<br />
pasada de raíz o las de relleno, en tubería se suele emplear en combinación con el proceso TIG.<br />
La raíz se realiza con TIG completándose la unión con electrodo revestido.<br />
Soldadura de unión.<br />
Diferencia entre las Soldaduras de Unión,<br />
Recuperación y Reparación.<br />
La soldadura de unión es aquella que presenta una continuidad total, es decir que las<br />
piezas a unir y el material de adición mantienen las mismas propiedades mecánicas y/o de<br />
composición química.<br />
Soldadura de recuperación o revestimiento.<br />
Es el sistema que nos permite reconstruir piezas desgastadas por el servicio, como<br />
también aquellas piezas nuevas para protegerlas contra el desgaste; en estos casos el metal<br />
depositado puede o no corresponder a las mismas características del metal base.<br />
J. A. A. 6
Soldadura de reparación.<br />
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Es el método por el cual unimos dos o mas partes de forma de conseguir una continuidad<br />
material con la menor reducción posible de sus propiedades mecánicas y/o químicas.<br />
Equipo de Soldadura.<br />
El equipo de soldadura es muy sencillo; consiste en la fuente de energía, el<br />
Portaelectrodo, la conexión de masa y los cables de conexión.<br />
La fuente de energía.<br />
La fuente de energía o fuente de poder debe presentar una característica descendente (de<br />
voltaje variable o intensidad constante), para que la corriente de soldadura se vea poco afectada<br />
por las variaciones en la longitud del arco.<br />
Para la soldadura con corriente continua se utilizarán fuentes rectificadores o<br />
generadores, para la soldadura con corriente alternada se utilizan transformadores.<br />
J. A. A. 7
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Para la selección de la fuente de energía adecuada se deberá tener en cuenta el electrodo<br />
que se va a emplear, de forma que pueda suministrar el tipo de corriente (CC o CA), rango de<br />
intensidades y tensión de vacío que se requiera.<br />
Salvo para algunos tipos específicos, los electrodos celulósicos de la clase E-6010, y los<br />
básicos tipo E-7015, requieren corriente continua, mientras que los demás tipos de revestimiento<br />
pueden ser empleados indistintamente con corriente continua o alterna.<br />
Portaelectrodo.<br />
Tiene la misión de conducir la corriente al electrodo y sujetarlo; para evitar un<br />
sobrecalentamiento en las mordazas, éstas deben mantenerse en perfecto estado, un<br />
sobrecalentamiento se traduciría en una disminución de la calidad y dificulta la ejecución de la<br />
soldadura. Se debe seleccionar siempre el Portaelectrodo adecuado para el diámetro del electrodo<br />
que se vaya a utilizar.<br />
Conexión de masa<br />
La conexión correcta del cable de masa es de mucha importancia: la situación de la pinza<br />
de masa es de especial importancia en la soldadura con corriente continua. Una ubicación<br />
incorrecta puede provocar el soplo magnético, dificultando el control del arco. Más aún, el<br />
método de sujetar la pinza de masa también es importante. Un cable mal sujetado no<br />
proporcionará un contacto eléctrico consistente y la conexión se calentará, pudiendo producirse<br />
una interrupción en el circuito y la extinción del arco. El mejor método es emplear una zapata de<br />
contacto de cobre sujeta con una mordaza tipo C. Si fuese perjudicial la contaminación por el<br />
cobre del metal base con este dispositivo, la zapata de cobre debe adherirse a una chapa que sea<br />
compatible con la pieza, chapa que, a su vez se sujeta a la pieza. Para piezas giratorias, el<br />
contacto debe efectuarse mediante zapatas que deslizan sobre la pieza o mediante rodamientos en<br />
el eje sobre el que la pieza va montada. Cuando se emplean zapatas deslizantes se deben colocar<br />
dos como mínimo, ya que si se produce una pérdida de contacto en una de ellas el arco se<br />
extinguiría.<br />
Electrodos Revestidos.<br />
El elemento fundamental de este proceso es el electrodo, que establece el arco, protege el<br />
baño de fusión y que, al consumirse, produce el material de aporte que, unido al metal base<br />
fundido, va a constituir la soldadura.<br />
Los electrodos revestidos están constituidos por:<br />
% Por un alambre de sección circular uniforme, denominado alma, cuya composición, es<br />
normalmente, similar a la del metal base.<br />
% El revestimiento esta compuesto por una pasta que recubre el alma, concéntrica con él y de<br />
espesor uniforme, constituido por una mezcla de diversos elementos que caracterizan al electrodo<br />
y que cumplen varias funciones, las cuales evitan los inconvenientes del electrodo desnudo,<br />
como por ejemplo: arco inestable, contaminación del metal del metal de soldadura y aporte de<br />
elementos de aleación, entre otras cosas.<br />
J. A. A. 8
Funciones del revestimiento.<br />
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Entre las diversas funciones del revestimiento, que vamos a estudiar más adelante, se<br />
destaca la de encendido y estabilidad del arco de soldadura que dependerán de la ionización de su<br />
atmósfera; y esa ionización puede ser favorecida por la introducción en el revestimiento de<br />
sustancias fácilmente ionizables, como por ejemplo: sodio (K) y potasio (Na).<br />
Al mismo tiempo, se producen gases que envuelven el arco; se produce escoria que<br />
recubre el metal fundido hasta que solidifique y se enfríe. La escoria protege el metal fundido<br />
desde el primer momento de la formación de las gotas.<br />
El Arco Eléctrico.<br />
Como es de imaginar, el arco eléctrico es una de las partes del circuito eléctrico. Se forma<br />
o se establece cuando una corriente eléctrica pasa a través del aire u otras materias gaseosas,<br />
siempre que el espacio cubierto por ese gas o aire sea corto. Además del calor, el arco desarrolla<br />
una elevada intensidad luminosa.<br />
En el arco de corriente continúale flujo de electrones es en una dirección es decir desde el<br />
polo negativo (cátodo) hacia el polo positivo (ánodo). En la soldadura con C.C., se puede<br />
cambiar la dirección de los electrones, simplemente invirtiendo los cables en los terminales<br />
situados en la fuente de energía. Las diferentes posiciones de las conexiones a los terminales<br />
indican el flujo de los electrones entre el electrodo y la pieza.<br />
J. A. A. 9
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Dos terceras partes del calor se generan en el polo positivo mientras que la tercera parte<br />
restante se ubica en el polo negativo. Como resultado, un electrodo que se conecte al polo<br />
positivo se quemará aproximadamente 50% más rápido que el conectado con el polo negativo. El<br />
conocimiento de este fenómeno ayuda al soldador a obtener la penetración deseada del cordón de<br />
soldadura.<br />
Si se conecta el electrodo al polo negativo, la penetración será mayor debido a que la<br />
mayor parte del calor se concentra en la pieza, y el electrodo se quemara más lentamente y<br />
ocurrirá todo lo contrario si el electrodo fuese conectado al polo positivo.<br />
En el arco con corriente alternada los fenómenos son mucho más complicados que los<br />
presentados con corriente continua, debido a que en la corriente alternada no existe un polo<br />
determinado, ya que el electrodo y la pieza ha soldar cambian su polariza normalmente cien o<br />
ciento veinte veces por segundo, según la frecuencia (50 o 60 ciclos por segundo), es decir, polo<br />
(+) alternándose con el polo (─). (ver figura a continuación).<br />
1: Punto de extinción del arco.<br />
2: Punto de encendido del arco<br />
t: Tiempo de arco apagado.<br />
Ui: Voltaje de encendido<br />
J. A. A. 10
Selección del Tipo de Corriente.<br />
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
La soldadura por arco con electrodos revestidos se puede realizar tanto con corriente<br />
alternada como con corriente continua, la elección dependerá del tipo de fuente de energía<br />
disponible, del electrodo a utilizar y del material base. En la tabla: 1 se indica la corriente más<br />
adecuada en función de una serie de parámetros.<br />
TABLA: 1.<br />
Parámetros. Corriente Continua. Corriente Alternada.<br />
Soldadura a gran distancia de la<br />
fuente de energía.<br />
Preferible.<br />
Soldadura con electrodo de La operación resultará más fácil. Hay que actuar con precaución<br />
diámetro pequeño, que requiere<br />
pues se puede deteriorar el<br />
bajo amperaje<br />
material debido a la dificultad de<br />
encendido del arco.<br />
Cebado o encendido del arco. Resulta más fácil. Es más difícil sobretodo cuando<br />
se emplean electrodos de<br />
Mantenimiento del arco. Más fácil por su mayor<br />
diámetro más fino<br />
Más difícil, salvo cuando se<br />
estabilidad.<br />
emplean<br />
diámetro.<br />
electrodos de gran<br />
Soplo magnético. Puede resultar en un problema No presenta problemas.<br />
cuando se sueldan materiales<br />
ferromagnéticos.<br />
Posición de soldadura. Buen resultado sobretodo en las Utilizando electrodos<br />
posiciones vertical y sobre adecuados, se puede soldar<br />
cabeza porque deben utilizarse en cualquier posición.<br />
bajas intensidades.<br />
Tipo de electrodo Se puede emplear cualquier tipo No es apta para utilizar con todos<br />
de electrodo.<br />
los tipos de electrodos.<br />
El revestimiento debe de<br />
contener sustancias que<br />
reestablezcan el arco.<br />
Espesor de la pieza. Es preferible para espesores Se prefiere para espesores<br />
finos.<br />
gruesos ya que se puede utilizar<br />
un electrodo de mayor diámetro<br />
y mayor intensidad, con lo que se<br />
consigue mejores rendimientos.<br />
Salpicadura. Poco frecuentes. Más frecuentes<br />
Soldadura utilizando longitudes La soldadura resulta más fácil.<br />
de arco pequeñas<br />
(importante con algún tipo de<br />
electrodos<br />
básicos).<br />
especialmente los<br />
Polaridad. Posibilidad de elección de la<br />
polaridad en función del material<br />
a soldar y electrodo a emplear.<br />
No hay polaridad.<br />
Efecto del Soplo Magnético.<br />
J. A. A. 11
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Tal como ocurre con cualquier conductor que transporte corriente eléctrica, también el<br />
arco eléctrico esta sometido a un campo magnético. Al impedir la distribución simétrica de este<br />
campo magnético en el arco, provocaremos un soplo magnético.<br />
Causas mas frecuentes del Soplo Magnético, fundamentalmente con el uso de la<br />
corriente continua.<br />
Desviación del arco por<br />
materiales magnéticos.<br />
Desviación del arco por<br />
efecto de masa y calor.<br />
Desviación del arco por efecto<br />
del campo magnético.<br />
Medidas para eliminar o disminuir el efecto del soplo magnético.<br />
-Cambiar de posición la conexión del cable de tierra.<br />
-Puntear en varios sectores de la junta a ser soldada.<br />
-Variar la inclinación del electrodo.<br />
-Calentar la pieza, cuando uno de los elementos a ser soldados es de mayor<br />
espesor que el otro.<br />
-Cuando posible, utilizar corriente alternada en lugar de corriente continua.<br />
Encendido del Arco Eléctrico y su Operación.<br />
Etapas del encendido del arco eléctrico.<br />
J. A. A. 12
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
La forma correcta de encender el arco es<br />
rozándolo sobre el material a soldar, como si fuera<br />
un fósforo, tal como se muestra en la figura al<br />
lado. Cuando éste se ha encendido se lo retira un<br />
poco formando de este modo un arco.<br />
La longitud o largo del arco eléctrico, es<br />
decir, la distancia(a) entre el electrodo y la pieza a<br />
soldar, debe ser:<br />
A) - Al soldar con electrodo de revestimiento celulósico o rutilico igual al diámetro (d).<br />
B) - En el caso de soldar con electrodos de revestimiento básico ½ diámetro (d).<br />
Una longitud de arco demasiado grande puede provocar poros en el cordón de soldadura.<br />
Principalmente soldando con electrodos básicos, aumenta el efecto del soplo magnético y<br />
promueve la falta de penetración.<br />
El lugar de encendido del arco debe ser fundido y rellenado por el propio cordón de<br />
soldadura con el objetivo de evitar la posibilidad de la formación de fisuras o grietas.<br />
Posiciones de Soldadura.<br />
Básicamente existen cuatro posiciones de soldadura: plana, sobre cabeza, horizontal y<br />
vertical, esta ultima puede ser tanto en progresión ascendente como descendente.<br />
J. A. A. 13
Posición Plana.<br />
La junta esta en la posición plana<br />
y el aporte es realizado también en la<br />
posición plana, es decir bajo mano.<br />
Posición Horizontal.<br />
El material a ser soldado esta en vertical,<br />
siendo que el aporte sobre la junta será<br />
hecho en sentido horizontal.<br />
Posición Vertical.<br />
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
En este caso tanto el material a ser soldado<br />
como la junta están en posición vertical, y<br />
el aporte puede hacerse con progresión<br />
ascendente o descendente.<br />
Posición Sobre Cabeza.<br />
La junta es soldada estando el soldador<br />
abajo de la misma, por lo tanto el aporte<br />
es hecho sobre la cabeza del soldador.<br />
J. A. A. 14
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Diferencias entre los Procesos de Soldadura por Fusión.<br />
La característica fundamental de los procesos de soldadura por fusión, es que la unión de<br />
los materiales, sean homogéneos o heterogéneos, se realiza en estado liquido.<br />
SOLDADURA A GAS. SOLDADURA CON ELECTRODO<br />
REVESTIDO.<br />
SOLDADURA "TIG" SOLDADURA "MAG - MIG".<br />
Nota: "TIG" = Tungsten Inert Gas.<br />
"MAG" = Metal Active Gas.<br />
"MIG" = Metal Inert Gas.<br />
J. A. A. 15
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Efectos de la Soldadura en los Materiales de Base.<br />
El principal efecto ejercido por la soldadura en los materiales de base es un cambio de la<br />
dureza. Como consecuencia de calentar un acero por encima de los 750ºC seguido de un<br />
enfriamiento rápido, en aceite o agua, lograremos un aumento de la dureza. Este valor de dureza<br />
puede ser influenciado tanto por el porcentaje de carbono como por la presencia de diferentes<br />
elementos de aleación en el material de base.<br />
Soldadura en Junta a Tope.<br />
Soldadura en Ángulo o en Junta Solapada.<br />
Puntos de Encendido del Arco o Puntos de Soldadura.<br />
Nota: Los caminos de disipación del calor son indicados por la dirección de las flechas.<br />
J. A. A. 16
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Influencia del Material de Aporte y de la Habilidad Manual del Soldador.<br />
Las características y/o composición química del material de aporte, influenciarán tanto en<br />
la ejecución como en el resultado final de una soldadura, pues la diversidad y cantidad de<br />
elementos que integran el revestimiento de los electrodos le confiere a estos ciertas<br />
particularidades como ser:<br />
- mayor o menor agresividad del arco eléctrico.<br />
- mayor o menor velocidad de desplazamiento.<br />
- forma y cantidad del deposito.<br />
- facilidad para trabajar en diferentes posiciones.<br />
- tendencia para contaminarse con los gases atmosféricos.<br />
- mayor o menor dificultad de operación, etc.<br />
Por estos motivos es muy importante que el soldador alcance una habilidad o dominio de<br />
la técnica empleada para soldar tanto en las diferentes posiciones como con los diversos tipos de<br />
electrodos.<br />
Esta habilidad sólo se consigue a través de la practica.<br />
Parámetro de Soldadura.<br />
Diámetro del electrodo.<br />
En líneas generales, se deberá seleccionar el mayor diámetro posible que asegure los<br />
requisitos de aporte térmico y que permita su fácil utilización, en función de la posición, el<br />
espesor del material y el tipo de unión, que son los parámetros de los que depende la selección<br />
del diámetro del electrodo.<br />
Los electrodos de mayor diámetro se seleccionan para la soldadura de materiales de gran<br />
espesor y para la soldadura en la posición plana.<br />
En la soldadura en posición horizontal, vertical y sobre cabeza, el baño de fusión tiende a<br />
caer por efecto de la ley de la gravedad, este efecto es tanto más evidente, y tanto más difícil de<br />
mantener el baño de metal fundido en su sitio, cuanto mayor el volumen de éste, es decir cuanto<br />
mayor es el diámetro del electrodo, por lo que en estas posiciones convendría.<br />
Asimismo, en la soldadura con pasadas múltiples, el cordón de raíz conviene efectuarlo<br />
con un electrodo de menor diámetro, para conseguir el mayor acercamiento posible del arco al<br />
fondo de la unión y asegurar una buena penetración, se utilizarán electrodos de mayor diámetro<br />
para contemplar la soldadura.<br />
El aporte térmico depende, directamente de la intensidad, tensión del arco y velocidad del<br />
desplazamiento, parámetros dependientes del diámetro del electrodo; siendo mayor cuanto mayor<br />
es el diámetro del mismo, en las aplicaciones o materiales donde se requiera que el aporte térmico<br />
sea bajo se deberán utilizar electrodos de pequeño diámetro.<br />
Por lo tanto, se deberán emplear:<br />
J. A. A. 17
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Electrodos de poco diámetro (2,0; 2,5: 3,25 mm.) en: punteado, uniones de piezas de poco<br />
espesor, primeras pasadas, soldaduras en posición horizontal, vertical y sobre cabeza y cuando se<br />
requiera bajo aporte térmico.<br />
Electrodos de mayores diámetros para soldaduras de piezas de espesores medios y<br />
grandes, soldaduras en posición plana y recargues.<br />
Intensidad de la soldadura.<br />
Cada electrodo en función de su diámetro, posee un rango de intensidades en el que<br />
puede utilizarse, en ningún caso se debe utilizar intensidades por encima de ese rango ya que se<br />
producirían mordeduras, proyecciones (salpicaduras), intensificación de los efectos del soplo<br />
magnético y otros tipos de defectos<br />
La intensidad a utilizar depende de la posición de soldadura y del tipo de unión. En el<br />
grafico a seguir se da una idea del nivel de intensidad dentro del rango que se recomienda en<br />
función de las diferentes posiciones de soldadura, para ello se ha tomado como ejemplo un<br />
electrodo de 2,5 mm de diámetro de tipo común.<br />
Como regla práctica y general, se deberá ajustar la intensidad a un nivel en el que “la<br />
cavidad” del baño de fusión sea visible. Siesta cavidad, conocida por su forma como ojo de<br />
cerradura, se cierra, significa que la intensidad de soldadura es demasiado baja y si se hace muy<br />
grande indica que la intensidad es excesiva.<br />
Electrodo: AWS A5.1 – E-6012<br />
Corriente: C.A. y C.C.<br />
Polaridad: negativa (─)<br />
Rango de amperaje: 50 – 110 Amp.<br />
Diámetro: 2,5 mm.<br />
Posición Plana:<br />
Filete Horizontal:<br />
Vertical ascendente:<br />
Horizontal:<br />
Sobre cabeza:<br />
(En chapa de 3,0 mm. de espesor)<br />
J. A. A. 18
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Características del Arco y de la Soldadura bajo<br />
Condiciones Correctas e Incorrectas.<br />
A B C D E F G<br />
Amperaje Normal BAJO ALTO Normal Normal Normal Normal<br />
Voltaje Normal Normal Normal BAJO ALTO Normal Normal<br />
Velocidad Normal Normal Normal Normal Normal BAJA ALTA<br />
Fusión del<br />
electrodo<br />
Buena Buena Profunda Pobre Se funde<br />
poco metal<br />
base<br />
Velocidad de desplazamiento.<br />
Normal Normal<br />
La velocidad de desplazamiento durante la soldadura debe de ajustarse de tal forma que el<br />
arco adelante ligeramente al baño de fusión. Cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento<br />
menor será el ancho del cordón, menor será el aporte térmico y más rápidamente se enfriará la<br />
soldadura. Si la velocidad es excesiva se producen mordeduras, se dificulta el retiro de la escoria<br />
y se favorece, que los, gases producidos por las reacciones químicas, queden atrapados<br />
(originando poros).<br />
J. A. A. 19
Orientación del electrodo.<br />
Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
En la tabla a continuación se da una idea de la orientación del electrodo y de la técnica de<br />
soldadura, para la unión de los aceros al carbono, esto puede variar para la soldadura de otros<br />
materiales.<br />
Tipo de Posición de Ángulo de Ángulos de Técnica de<br />
Unión. Soldadura. Trabajo. desplazamiento Soldadura.<br />
A tope Plana. 90º 5º a 10º (1)<br />
Hacia atrás.<br />
A tope. Horizontal 80º a 100º 5º a 10º Hacia atrás<br />
A tope Vertical ascend. 90º 5º a 10º Hacia adelante.<br />
A tope Sobre cabeza. 90º 5º a 10º Hacia atrás<br />
En filete Horizontal 45º 5º a 10º (1)<br />
Hacia adelante<br />
En filete Vertical ascend. 35º a 55º 5º a 10º Hacia adelante<br />
En filete Sobre cabeza. 30º a 45º 5º a 10º Hacia atrás<br />
Nota (1) : El ángulo de desplazamiento puede ser de 10º a 40º para electrodos con revestimiento<br />
grueso con polvo de hierro.<br />
Terminología de las partes del cordón.<br />
Dentro de la tecnología básica en<br />
soldadura tenemos las distintas partes del<br />
cordón:<br />
1: Ángulo del chaflán. 6: Lado de la raíz.<br />
2: Ángulo del bisel. 7: Refuerzo o sobre espesor.<br />
3: Abertura en la raíz. 8: Penetración.<br />
4: Talón de la raíz. 9: Lado o cateto.<br />
5: Lado de la cara. 10: Garganta.<br />
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Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Preparación Previa a la Soldadura.<br />
Punteado.<br />
En este párrafo resumiremos lo indicado para el punteado en la mayoría de los códigos,<br />
especificaciones o normas vigentes internacionalmente<br />
El punteado que vaya a ser incorporado a la soldadura se realizara con el mismo tipo de<br />
electrodo que se vaya a utilizar en la soldadura. Una vez realizado el punteado y eliminada la<br />
capa de escoria, debe inspeccionarse cuidadosamente cada punto, buscando posibles grietas o<br />
cráteres. En caso de que se detectase alguno de los defectos citados, éste se eliminara<br />
completamente.<br />
El punteado se realizará con la misma temperatura de precalentamiento que se vaya a<br />
utilizar durante la soldadura.<br />
El punto que no vaya a ser incorporado a la soldadura será eliminado, repasando<br />
posteriormente la zona la zona hasta garantizar la ausencia de defectos.<br />
El punto de soldadura debe tener siempre una forma cóncava (nunca convexa), en caso de<br />
que se produjese un abombamiento se repasará con un disco de amolar, hasta dejarlo con forma<br />
cóncava, de lo contrario podrían formarse grietas.<br />
Si la longitud de la soldadura a ser realizada es larga, el punteado se iniciará en el centro<br />
de la pieza; en los cruces y esquinas los últimos puntos deben darse como mínimo a 200,0 mm.<br />
Inspección Antes de Soldar.<br />
Antes de comenzar a soldar, se debe hacer una inspección ocular comprobando que:<br />
Los chanfles están perfectamente limpios de óxidos, grasas, aceites, agua y proyecciones<br />
y se ha efectuado la limpieza especificada en función del material base.<br />
Los elementos a unir (chapas o perfiles) deben estar alineadas y niveladas.<br />
Los puntos previos deben de estar bien realizados, libres de poros, grietas ni<br />
abultamientos; de existir alguna de estas anomalías, se eliminarán empleando una amoladora.<br />
Movimientos del Electrodo.<br />
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Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
Tan importante como saber mantener correctamente la posición del electrodo, con<br />
respecto a la soldadura que se vaya a realizar, es su movimiento a lo largo del cordón de<br />
soldadura.<br />
Es sabido que un electrodo durante la operación de soldadura, esta sometido a tres<br />
movimientos: avance, descenso y oscilación, destacándose la necesidad de que dichos<br />
movimientos sean regulares y uniformes a efecto de obtener un cordón de soldadura de buena<br />
calidad.<br />
Movimientos oscilatorios más comunes.<br />
El movimiento de oscilación del electrodo se utiliza para permitir que la escoria salga a la<br />
superficie, realizar una acción de precalentamiento sobre la superficies que se van a soldar a<br />
continuación, conseguir una penetración en los bordes del cordón, permitir que salgan los gases y<br />
evitar porosidades. Las formas de movimientos más comunes son:<br />
Movimiento de media luna o de zig-zag (a), movimiento en forma de ocho (b) y<br />
movimiento circular (c).<br />
(a) (b) (c)<br />
Para soldaduras en la posición horizontal seria recomendable la oscilación en forma de<br />
media luna o en zig-zag (d).<br />
(d)<br />
En las soldaduras verticales ascendentes es recomendable usar movimientos en zig-zag o<br />
circulares (e).<br />
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Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
(e)<br />
Es muy importante, además, evitar por medio de la combinación del movimiento y del la<br />
velocidad de avance, las inclusiones de escoria procedentes del revestimiento del electrodo, de<br />
las capas de óxido del metal de base y de los componentes de la aleación del electrodo oxidados<br />
en el arco eléctrico.<br />
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Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
EJERCICIOS.<br />
Señale con una X , la alternativa correcta en cada uno de los puntos a seguir:<br />
1.- ¿Cómo calificamos la soldadura de un recipiente sometido a presión?<br />
a. De recuperación o revestimiento.<br />
b. De reparación.<br />
c. De unión.<br />
d. Ninguna de las tres.<br />
2.- ¿Cuantas posiciones de soldadura existen?<br />
a. Cinco (5).<br />
b. Cuatro (4).<br />
c. Tres (3).<br />
d. Cuatro, siendo que una de ellas tiene dos variables.<br />
3..- Que puede suceder cuando el encendido del arco eléctrico se realiza en cualquier lugar<br />
al lado de la junta a ser soldada?<br />
a. Grietas o fisuras en la región del encendido del arco.<br />
b. La zona donde se encendió el arco se torna dúctil y presenta menor<br />
resistencia.<br />
c. Sobrecalentamiento con crecimiento de grano en la región del encendido<br />
del arco.<br />
d. No sucede absolutamente nada.<br />
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Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
4.- Que tipo de defecto o discontinuidad puede ocurrir cuando se utiliza un arco muy largo en<br />
la soldadura con electrodos básicos?<br />
a. Grietas o fisuras por endurecimiento.<br />
b. Inclusiones de escoria.<br />
c. Penetración excesiva.<br />
d. Poros.<br />
5.- Como podríamos evitar el efecto del soplo magnético cuando soldamos en la<br />
extremidad de una pieza?<br />
a. Inclinar el electrodo en la dirección la opuesta a la del soplo magnético.<br />
b. Inclinar el electrodo en la misma dirección de del soplo magnético.<br />
c. Puntear las piezas con la menor cantidad de puntos posibles.<br />
d. Utilizar corriente continua en lugar de corriente alternada.<br />
6.- Que tipo de defecto o discontinuidad podría ocurrir cuando interrumpimos el arco al<br />
retirar repentinamente el electrodo?<br />
a. Fisuras o grietas en el cráter.<br />
b. Inclusión de escoria.<br />
c. Porosidad.<br />
d. Falta de fusión.<br />
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Técnicas <strong>Operativas</strong>.<br />
7.- Que es lo que puede provocar falta de penetración en una junta soldada?<br />
a. Diámetro excesivo del electrodo.<br />
b. Material de mala soldabilidad.<br />
c. Tensiones en la junta a ser soldada.<br />
d. Excesivo numero de pasadas.<br />
8.- Como podríamos explicar el aumento de la dureza en la región inmediatamente cercana al<br />
cordón de soldadura.<br />
<br />
a. Precalentamiento de la pieza a ser soldada.<br />
b. Enfriamiento lento de la pieza.<br />
c. Enfriamiento rápido de la pieza.<br />
d. El contenido de carbono del metal de base inferior al 0,22%.<br />
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