Manual de Soldadura OERLIKON - Welding Perú

Manual de Soldadura
Manual de Soldadura
Propiedades de la fundición maleable
Con estas fundiciones maleables se llega a conseguir
la misma resistencia a la tracción que con los aceros dulces
y un alargamiento algo menor, como se puede apreciar
en la tabla adjunta.
Tipo
errítica
Perlítica
De aquí se deduce, que este tipo de fundiciones es
más fácil de soldar que la fundición gris y la técnica de soldadura
a emplear es la misma que describiremos más adelante
para esta última.
Un calentamiento sólo momentáneo y por debajo de
700ºC no modifica la estructura de estos tipos de fundición.
6.2.4. ierro fundido nodular
Este tipo de fundición se llama también “undición
dúctil” y “undición con grafito esferoidal”. Se caracteriza
porque en ella aparece el grafito en forma esferoidal o de
glóbulos minúsculos.
Al encontrarse el grafito en forma esferoidal, la continuidad
de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando
se encuentra en forma laminar; esto da lugar a una resistencia
a la tracción y tenacidad mayor que en la fundición
gris ordinaria.
Tipo
Resistencia
a la atracción,
kg/mm 2
35 - 42
45,5 - 84
Propiedades de la fundición maleable
Límite elástico
práctico, kg/mm 2
22,4-27,3
31,5 - 70
El contenido de carbono en la fundición nodular es
igual al de la fundición gris. Las partículas de grafito esferoidal
se forman durante la solidificación, debido a la presencia
de pequeñas cantidades de algunos elementos formadores
de nódulos, como el magnesio y cerio.
Alargamiento,
% en 2 pulg.
20 - 10
16 - 2
ig. 6.- undición Nodular
BHN
110 - 156
163 - 269
Las fundiciones nodulares, al igual que las anteriores, hacen
uso de elementos aleantes, con el fin de modificar
alguna propiedad mecánico-física o química pero no es
estructura final.
En la tabla a continuación se pueden apreciar algunas propiedades
mecánicas de algunos tipos de fundición nodular.
Características mecánicas de los tipos fundamentales de fundición nodular
Contenido
de aleación
Resistencia
a la tracción
kg/ mm 2
errítica Bajo 38,5 24,5 25 130
Alto 63,0 49,0 12 210
Perlítica Bajo 56,0 42,0 10 200
Bajo 91,0 63,0 7 275
Alto 91,0 77,0 2 275
La fundición nodular se utiliza ampliamente en diversas industrias.
Entre sus aplicaciones más importantes podemos
mencionar: abricación de piezas de tractores para maquinaria
agrícola; cigüeñales, pistones y culatas en la industria
automotriz. En la construcción de accesorios eléctricos:
Cajas de bombeo, carcaza de motores, elementos de disyuntores.
En la minería: Para la fabricación de tambores de
grúa, poleas motrices, volantes, jaulas de montacarga, etc.
En siderúrgica: Para cilindros de laminación, puertas de hornos.
En la fabricación de estampas y matrices: Para la obtención
Límite elástico
práctico.
kg/mm 2
Alargamiento
% en mm 2
BHN
de llaves inglesas, palancas, tornillos de banco, manguitos,
porta-herramientas y matrices diversas para el estampado
de piezas de acero, aluminio, bronces, latones,
etc.
6.3. Soldabilidad de los diferente tipos
de fierro fundido
De todas las clases de fierro fundido que se indican,
se calcula que el 90% de las piezas fabricadas de fierro
fundido en el mundo son de fundición gris; sin embargo, la
fundición maleable y la fundición nodular van ganando
cada día un mayor terreno en el campo de las fabricaciones
por fundición.
Desde el punto de vista de la soldabilidad podemos
indicar lo siguiente:
• La fundición blanca presenta muy serios problemas
para soldarla.
• La fundición gris es soldable con los métodos apropiados
para soldar fierro fundido y su ejecución es un
hecho corriente en la industria.
• La fundición maleable también es soldable; pero si
no se toman las debidas precauciones, el efecto del
tratamiento térmico o recocido -que se practica
para obtener aquel fierro maleable- queda seriamente
comprometido. La técnica de soldar indica
utilizar el mismo procedimiento y tomar las mismas
precauciones que para la fundición gris, pero
señala que la pieza debe ser introducida luego en un
horno de recocido, con el objeto de contrarrestar
los cambios de temperatura que hubiese podido
ocasionar la soldadura.
Un método práctico de soldar la fundición maleable,
cuando no interesa el color de la soldadura, es el
empleo de varillas de aleaciones de cobre, o sea la
soldadura fuerte (brazing).
• La fundición nodular, que viene empleándose cada día
en mayor proporción en nuestro medio, es también
soldable, cuando se observan las instrucciones que
para el efecto se indican.
Dentro de todas las clases de fundición, que estamos
viendo, existen tipos de fundición que, incluso empleando
los medios apropiados, son pésimamente soldables y su
soldabilidad es misión del soldador. Tales materiales son,
por ejemplo, la fundición quemada, o sea la que ha estado
mucho tiempo a temperaturas elevadas (recalentamiento
por vapor o fuego abierto). Tampoco es soldable el hierro
fundido que ha estado expuesto durante mucho tiempo a
la humedad, ácidos, etc., así como las piezas corroídas y
fuertemente oxidados.
6.3.1. Problemas típicos al soldar el fierro
fundido gris
Cuando se suelda el fierro fundido gris, el carbono -
ya sea en estado libre o en estado combinado- se disuelve
en el metal fundido. Al desaparecer el calor de la soldadura
se produce una rápida solidificación del hierro ocasionada
por el efecto regrigerante de la masa relativamente fría que
circunda al baño fundido, sumado al efecto refrigerante del
aire en contacto con la soldadura. A causa del rápido
enfriamiento, una gran proporción del carbono combinado
queda retenido, resultando así un metal endurecido en
la zona de la soldadura. Este efecto perjudicial puede reducirse
retardando la velocidad de enfriamiento, con precalentamiento
de la pieza.
Cuando no se practica el precalentamiento, debe tomarse
la precaución de no calentar demasiado la pieza, ni
retener el electrodo por mucho tiempo en el punto de fusión
de la soldadura. En este caso es preferible depositar la
soldadura o material de aporte en pequeños cordones,
dejando que la pieza se enfríe después de cada cordón antes
de continuar con el siguiente, hasta que la operación
quede concluida.
Otro problema que se presenta es el siguiente:
Cuando se suelda una parte de la pieza y, en consecuencia,
se calienta dicha zona del hierro fundido, el
material se dilata, lo que puede causar tensiones considerables
en alguna otra parte de la pieza. Como el hierro
fundido posée poca ductilidad y no se alarga, la tensión
ocasionada puede ser suficiente para romperlo en la parte
menos calentada. El mismo efecto, causado por la dilatación
del material, puede ocasionarse por la contracción
al enfriarse la pieza.
Las tensiones internas producidas por la dilatación y la
contracción pueden ser anuladas, cuando se produce una dilatación
de toda la pieza y luego una contracción igual, es
decir precalentando toda la pieza a una temperatura determinada,
manteniendo dicha temperatura durante todo el proceso
de soldadura y luego enfriando lentamente todo el conjunto
con uniformidad. El enfriamiento lento y uniforme puede
obtenerse, aislando la pieza de las corrientes de aire o de
un ambiente frío, de preferencia recubriéndola con planchas
de asbesto, cal en polvo o cenizas calientes, o bien introduciendo
la pieza en un horno caliente.
6.3.2. Método para la soldadura del fierro
fundido gris
En la soldadura del fierro fundido gris los procedimientos
más usuales son:
• Soldadura oxi-acetilénica.
• Soldadura al arco eléctrico con precalentamiento (soldadura
en caliente).
• Soldadura al arco eléctrico sin precalentamiento (soldadura
en frío).
La soldadura oxi-acetilénica es mas indicada para soldar
piezas de pequeñas dimensiones. La soldadura por arco
eléctrico se prefiere para cuerpos voluminosos y de paredes
gruesas, previa preparación de los bordes a unir.
En la soldadura eléctrica es necesario distinguir fundamentalmente
la soldadura con precalentamiento (sol-
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