Unidad 6 proceso soldadura de la construcción naval

21/12/2012

Universidad Tecnológica del Perú
Área Académica - Facultad de Ingeniería Naval

Tecnología de la
Construcción Naval I
Logística de Entrada
El Proceso de
Soldadura de La
Construcción Naval

Unidad Didáctica 6

© 2012 Ramón Velasco Stoll
© Profesor Area Ingeniería Naval
2012 Ramón Velasco Stoll
Profesor Area Ingeniería Naval
Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com
Ramon.Velasco@marsh.com

Generalidades

• Existen ventajas y limitaciones importantes en
cada proceso.
• Muchas “discontinuidades” pueden ser
consecuencia del uso de un proceso en particular
• La calidad de soldadura estará en función del
ajuste en los controles de la máquina.
• La Soldadura y Brazing son los métodos para
unir metales

Profesor Área Ingeniería Naval

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soldadura por arco con alambre y protección gaseosa ... GMAW
-arco pulsante .......................................... GMAW-P
soldadura porhidrógeno atómico .................. AHW

Generalidades
-arco en corto circuito ............................... GMAW-S
soldadura por arco con electrodo desnudo .. BMAW soldadura por arco con electrodo de tungsteno
soldadura por arco con electrodo de grafito .. CAW y protección gaseosa................................................... GTAW
-gas ............................. CAW-G SOLDADURA -arco pulsante ........................................... GTAW-S
-protegido ............................. CAW-S POR ARCO
(AW)
soldadura por plasma ................................................... PAW
-doble ............................. CAW-T soldadura por arco con electrodo revestido .................. SMAW
soldadura por electrogas ............................ EGW soldadura de espárrago ................................................ SW
soldadura por arco con electrodo tubular ..... FCAW SOLDADURA
EN ESTADO
soldadura por arco sumergido ...................................... SAW
SOLIDO BRAZING -series ...................................................... SAW-S
(SSW) (B)
soldadura por coextrusión ........... CEW
brazing por bloques ................................. BB
sodadura en frio .......................... CW
brazing por difusión ................................ CAB

Los numerosos procesos de unión y
soldadura por difusión ................. DFW
soldadura por explosión .............. EXW
soldadura por forja ...................... FOW
brazing por inmersión .............................. DB
brazing exotérmico ................................. EXB
brazing por flujo ...................................... FLB
soldadura por fricción .................. FRW OTROS

corte disponibles para el uso en la PROCESOS brazing en horno ..................................... FB
soldadura por presión en caliente.. HPW SOLDERING PROCESOS
DE brazing por inducción .............................. IB
soldadura por rolado .................... RW (S) DE
SOLDADURA
SOLDADURA
brazing por infrarrojo ............................... IRB
soldadura por ultrasonido ............ USW
brazing por resistencia ............................ RB

fabricación de productos metálicos,
soldering por inmersión ............ DS
soldering en horno .................... FS
brazing por soplete ................................. TB
brazing por arco con electrodo de grafito ... TCAB

soldering por inducción ............. IS soldadura por haz de electrones ......... EBW

solding por soldador de cobre .. INSson mostrados por el "Esquema
soldering por infrarrojo ............. IRS

soldering por resistencia .......... RS
SOLDADURA
POR
RESISTENCIA
(SW) PROCESOS
SOLDADURA
POR OXIGAS
(OFW)
-alto vacío ....................... EBW-HV
-vacío medio ................... EBW-MV
-sin vacío ........................ EBW-NV
soldering por soplete ................ TS AFINES soldadura por electroescoria ............... ESW

principal de procesos de Soldadura y
soldering por ultrasonido ......... USS
soldering por ola ...................... WS
soldadura por flujo ............................. FLB
soldadura por inducción ..................... IW
soldadura por láser ............................. LBW

Afines" de la American Welding
soldadura por percusión ..................... PEW
soldadura aluminotérmica ................... TW
soldadura por chisporroteo ................... FS
soldadura por proyección ..................... PW
soldadura de costura por resistencia .. RSEW

Society ...
-alta frecuencia ............... RSEW-HF
-inducción ....................... RSEW-I
soldadura por resistencia por punto ..... RSW
SPRAYING
TERMICO
(THSP)
soldadura aeroacetilénico ....................... AAW
soldadura oxiacetilénica ......................... OAW
soldadura por oxihidrógeno ..................... OHW
soldadura por recalcado ...................... UW soldadura por presión con gas .............. PGW
-alta frecuencia ............... UW-HF
-inducción ....................... USEW-I

spraying por arco ................ .ASP
spraying por llama ...............Velasco Stoll
© 2012 Ramón FLSP
spraying por plasmaÁrea Ingeniería Naval
Profesor ............ PSP

Proceso De Soldadura

De acuerdo con AWS, una soldadura es, “una
coalescencia localizada de metales o no metales
producida tanto por calentamiento de los metales a la
temperatura de soldadura, con o sin la aplicación de
presión, o por la aplicación de presión solamente y con
o sin el uso de material de aporte.”

Coalescencia significa “unidos uno a otro entre si”. Por
esa razón la soldadura se refiere a las operaciones
usadas para llevar a cabo esta operación de unión.


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Soldadura

PROCESOS EMPLEADOS EN EL ASTILLERO :

 Manual SMAW

 MIG MAG GMAW
 Tubular FCAW
 Arco Sumergido SAW
 TIG


Soldadura por Arco con Electrodo
Revestido (SMAW)
Comúnmente llamado “stick welding”. Este proceso opera
mediante el calentamiento del metal con un arco eléctrico
entre un electrodo de metal recubierto, y los metales a ser
unidos. La Figura, muestra los distintos elementos del
proceso de soldadura por arco con electrodo revestido.

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Revestido (SMAW)

Es el proceso más común y
empleado. la desventaja de
este consiste en que es lento y
la cantidad real depositada de
electrodo es de 60%. Es decir
tiene una pérdida del 40% en
mermas. No requiere mayor
tecificación. Alta concentración
de calor y deformación de
material. Suceptible al robo
sistemático.

Revestido (SMAW)

• Formación de escoria inherente al proceso.
• Autogeneración del gas de protección, producido
cuando el recubrimiento del electrodo es
calentado y se descompone.
• El elemento principal es el electrodo en si
mismo. Está hecho de un núcleo de metal sólido,
alambre, cubierto con una capa de fundente
granular que se mantiene en el lugar por algún
tipo de agente aglutinante.

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Revestido (SMAW)
La Función del revestimiento del electrodo es para:

• Protección el recubrimiento de descompone para formar
Protección:
una protección gaseosa para el metal fundido.
• Desoxidación el recubrimiento provee una acción de flujo
Desoxidación:
para remover el oxígeno y otros gases atmosféricos.
• Aleante el recubrimiento provee elementos aleantes
Aleante:
adicionales para el depósito de soldadura.
• Ionización el recubrimiento mejora las características
Ionización:
eléctricas para incrementar la estabilidad del arco.
• Aislación la escoria solidificada provee una cobertura de
Aislación:
aislación para disminuir la velocidad de enfriamiento del
metal (el efecto menos importante).

Revestido (SMAW)
Sistema de Identificación de Electrodo
SMAW

POSICION

EXXXX
RESISTENCIA REVESTIMIENTO
A LA TRACCION CARACTERISTICAS
DE OPERACION


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Revestido (SMAW)
El equipo para soldadura por arco con
electrodo revestido es relativamente
simple. Un borne de la fuente de
potencia es conectado a la pieza a ser
soldada y el borne opuesto va a la
pinza porta de electrodo en la cual el
soldador ubica el electrodo a ser
consumido. El electrodo y el metal
base son fundidos por el calor
producido por el arco eléctrico de
soldadura creado entre la punta del
electrodo y la pieza de trabajo cuando
son llevados cerca uno del otro.

Revestido (SMAW)
La fuente de potencia para la
soldadura por arco con
electrodo revestido es
tomada como una fuente de
suministro de corriente
constante, que tiene una
característica descendente.
Esta terminología puede ser
comprendida mejor, si se
observa a curva característica
voltaje-amperaje (V-A) de
este tipo de fuente de
potencia.

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Revestido (SMAW)
La soldadura por arco con electrodo revestido se mantiene como
un proceso popular, por:

• El equipamiento es relativamente simple y económico.
• El proceso muy portátil.
• Nueva tecnología de las fuentes de potencia en estado sólido,
son tan pequeñas y de bajo peso que pueden ser llevadas por el
soldador hasta el trabajo.
• Existe una numerosa disponibilidad de tipos de electrodos, el
proceso es considerado muy versátil.
• Finalmente, con los equipos y electrodos mejorados que se
pueden conseguir hoy en día, la calidad de la soldadura puede
ser consistentemente alta.

Revestido (SMAW) (Desventajas)
• La velocidad es afectada
negativamente por el hecho que el
soldador debe detener periódicamente
la soldadura y reemplazar el electrodo
consumido con uno nuevo, debido a
que tienen una longitud típica de no
más que 355 a 460 mm(14 a 18 in.).
• Presencia de escoria solidificada luego
de la soldadura, que debe ser
removida.
• Cuando se usan electrodos de bajo hidrógeno, se
requiere almacenarlos en un horno de mantenimiento
apropiado, que ayudará a mantener el bajo nivel de
humedad de estos.

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Soldadura por arco con alambre y
protección gaseosa (GMAW)
La soldadura por arco con alambre y protección gaseosa
es designada como (GMAW) por la AWS, comúnmente los
usuarios se refieren a él como soldadura “MIG”. Es
comúnmente usado como un proceso semiautomático; sin
embargo, es usado también en aplicaciones mecanizadas
y aplicaciones automáticas. En consecuencia, es muy
adecuable a aplicaciones de soldaduras robotizadas.

La soldadura por arco con
alambre y protección gaseosa
se caracteriza por un electrodo
sólido de alambre el que es
alimentado en forma continua a
través de la pistola de
soldadura. Se crea un arco
entre este alambre y la pieza
de trabajo para calentar y fundir
el metal base y los metales de
aporte. Una vez fundido, el
alambre se deposita en la junta
soldada.

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Toda la protección para la soldadura es provista por una
atmósfera de gas protector que también es suministrado a
través de la pistola de soldadura desde alguna fuente
externa. Los gases usados incluyen los del tipo inerte y
los reactivos. Para algunas aplicaciones se usan gases
inertes tales como el argón y el helio. Puede usarse uno
sólo, en combinación con el otro, o mezclado con otros
gases reactivos como el oxígeno o el dióxido de carbono.
Muchas aplicaciones de la soldadura por arco con alambre
y protección gaseosa usan sólo protección de dióxido de
carbono, por su costo relativamente bajo con respecto a
los gases inertes.

GMAW
RESISTENCIA COMPOSICION
TRACCION QUIMICA

ER X X S X
ELECTRODO DE ALAMBRE
ALAMBRE SOLIDO


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A pesar que el alambre no tiene un fundente de
recubrimiento, es importante almacenar adecuadamente el
material cuando este no se usa. El factor más crítico es
que el alambre debe conservarse limpio. Si se permite que
permanezca fuera a la intemperie, puede contaminarse
con herrumbre, aceite, humedad, partículas de polvo, u
otros materiales presentes en el ambiente del taller de
soldadura. Por esto, cuando no se usa, el alambre debe
conservarse en su envase plástico original, y/o contenedor
de transporte. Incluso cuando un rollo de alambre está
ubicado en el alimentador, debe estar cubierto con alguna
protección cuando no se usa por períodos prolongados.

La fuente de potencia usada para
soldadura por arco con alambre y
protección gaseosa es muy distinta
del tipo empleado por la soldadura
por arco con electrodo revestido. En
lugar de una fuente de corriente
constante, la soldadura por arco con
alambre y protección gaseosa usa
una fuente del tipo de las conocidas
como de voltaje constante, o potencial
constante. Esto es, la soldadura se
lleva a cabo usando un valor
preseteado de voltaje sobre un rango
de corrientes de soldadura.

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La soldadura por arco con
alambre y protección gaseosa
normalmente se realiza con
corriente continua, electrodo
positivo (DCEP). Cuando este tipo
de fuente de potencia se combina
con un alimentador de alambre, el
resultado es un proceso de
soldadura que puede ser tanto
semiautomático, mecanizado, o
totalmente automatizado

Un equipo típico incluye una fuente de
potencia, alimentador de alambre, fuente de
gas, y pistola de soldar fijada al alimentador
por un cable flexible a través del cual pasan
el gas y el alambre. Para poner a punto la
soldadura, el soldador ajustará el voltaje en
la fuente de potencia y la velocidad del
alimentador de alambre. Cuando la
velocidad de alimentación de alambre
aumenta, también aumenta la corriente de
soldadura. La velocidad de fusión del
electrodo es proporcional a la corriente del
arco, entonces la velocidad de alimentación
del alambre en realidad controla también
ésta característica.

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PRINCIPIO BÁSICO DEL PROCESO MIG-MAG (GMAW)
Observese el detalle de la fusión del metal y el gas que sale de
la tobera.

CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO MIG-MAG (GMAW)

Durante su aplicación se
produce poca o nada de
escoria, por lo que no necesita
emplear tiempos adicionales
de limpieza. Es un proceso
“Limpio” y le permite al
operador ver el cordon
conforme va depositando el
metal de aporte.

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La curva V-A típica, muestra una línea que no es plana sino que
tiene una suave pendiente. Esta característica permite que el
proceso funcione como un proceso del tipo semiautomático, esto
significa que el soldador no tiene que controlar la alimentación del
metal de aporte como en el caso de soldadura por arco con
electrodo revestido manual. Otra manera de describir el sistema el
llamarlo sistema con “Auto regulación de Potencial Constante”.

Cuando se cambian los ajustes de la máquina, el resultado es que
las características de operación se alterarán drásticamente. Es de
relevante importancia la manera en que el metal fundido es
transferido desde extremo del electrodo, a través de la región del
arco, al metal base. Con soldadura por arco con alambre y
protección gaseosa hay cuatro modos básicos de transferencia de
metal. Estos son, spray, globular, arco pulsante, y en corto circuito.

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PROCESO MIG-MAG (GMAW)

TIPO SPRAY TIPO ARCO PULSADO

El equipo debe estar bien mantenido:
Cada vez que se reemplaza un rollo
de alambre la guía debe ser limpiada
sopleteándola con aire comprimido
para quitar las partículas que pueden
causar obstrucciones.
la guía debe reemplazarse.
El tubo de contacto debe
reemplazarse periódicamente.
Cuando se desgasta, cambia el
punto de contacto eléctrico de
manera que se incrementa la
“extensión el electrodo” sin que lo
sepa el soldador.

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• El gas de protección permite la
transferencia tipo spray puede
lograrse sólo donde hay una
presencia de un 80% de argón en
la mezcla de gases. CO2 es
probablemente uno de los gases
más populares para GMAW de
acero al carbono, principalmente
debido a su bajo costo y a sus
excelentes características de
penetración. Una desventaja, sin
embargo, es que habrá más
salpicadura que puede requerir ser
quitada, reduciendo la
productividad del soldador.

• Muchas aplicaciones industriales.
GMAW puede ser usada
efectivamente para unir o cubrir
muchos tipos de metales ferrosos
o no ferrosos. El uso de gas de
protección, en vez de un fundente,
puede reducir la posibilidad de
introducir hidrógeno dentro de la
zona de soldadura, entonces
GMAW puede ser usado
satisfactoriamente en situaciones
donde la presencia de hidrógeno
puede causar problemas.

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protección gaseosa (FCAW)

Es un proceso con mejores
características que el GMAW por la
mayor penetración que se obtiene.
Ligeramente menor la relación del
metal depositado es de 80% posee
mejores desempeño cuando se le
usa en automatización pese a tener
mayor concentración de calor. Se
provee en rollos de alambre. Costo
en hasta un 50% más que los
electrodos.

PRINCIPIO BÁSICO DEL PROCESO TUBULAR (FCAW)

Boquilla o Tobera Electrodo Existen dos tipos de
Tubular con
Punta de contacto Protección de alambre, aquellos
(conductora de corriente) Gas
Gas de protección que son protegidos
Escoria Polvos metálicos,
solidificada
fundentes y materiales
formadores de escoria por gas, tipicamente
Arco y metal
transferido CO2 y los
autoprotegidos por
un gas.

Depósito líquido
Depósito solidificado Escoria líquida

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PRINCIPIO BÁSICO DEL PROCESO TUBULAR (FCAW)

Punta de contacto
(conductora de corriente)
Polvos metálicos, El arco se forma
materiales formadores de
Electrodo Tubular Autoprotegido
vapor, desoxidantes y entre un electrodo
refinadores

Escoria líquida Gas de protección,
con forma tubular,
Escoria
solidificada
formado de los
materiales del núcleo
que es
Arco y metal consumible y se
transferido
alimenta
continuamente y
la pieza de
trabajo.
Depósito
Depósito líquido
solidificado


mejores desempeño cuando se le usa
en automatización pese a tener mayor
concentración de calor. Se provee en
rollos de alambre. Costo en hasta un
50% más que los electrodos.

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mejores desempeño cuando se le
usa en automatización pese a tener
mayor concentración de calor. Se
provee en rollos de alambre. Costo
en hasta un 50% más que los
electrodos.

FCAW
RESISTENCIA
TUBULAR
TRACCION

E X X T X
ELECTRODO DE COMPOSICION
POSICION
ALAMBRE QUIMICA


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TUBULAR (FCAW)


VENTAJAS DEL PROCESO TUBULAR (FCAW)
 Produce uniones de alta calidad a bajo
costo y menor esfuerzo que el proceso
SMAW.
 Es más indulgente que el proceso GMAW.
 Más flexible que el proceso de arco
sumergido.
 Depósitos de soldadura de excelente
calidad.
 Cordones tersos y uniformes, excelente
apariencia.

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Autoprotegido

 Excelente contorno de cordones de filete horizontal.
 En algunos aceros se puede soldar sobre un amplio rango de
espesores.
 Elevado factor de operación.
 Alta tasa de depósito.
 Relativamente alta eficiencia del electrodo.


Autoprotegido

 Se requiere menor limpieza inicial que con proceso GMAW.

 Se reduce la distorsión en relación con el proceso SMAW.

 Se puede aplicar sobre juntas de preparación económica.
 Arco visible, fácil de usar.
 Alta tolerancia a contaminantes que pueden causar
agrietamiento.
 Alta resitencia al agrietamiento bajo el cordón.

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LIMITACIONES DEL PROCESO TUBULAR (FCAW)
Autoprotegido
 Hasta la fecha, está limitado a materiales ferrosos y base
níquel.
 Produce una capa de escoria que debe ser removida.
 En base peso, los electrodos tubulares son más costosos que
los sólidos.
 El equipo es más costoso y complicado que el de proceso
SMAW; sin embargo, el incremento en la productividad lo
compensa.
 La protección del gas puede afectarse por las corrientes de
aire.

Soldadura

EQUIPO BÁSICO PARA MIG MAG (GMAW) Y TUBULAR
(FCAW)
 Fuente de poder.
 Sistema de alimentación de
alambre. 3 1
 Fuente de gas de protección y 2
sistema de regulación de gas.
6
 Antorcha.
4
 Pinza de tierra.
 Cables de conexión.
5

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Soldadura

FUENTE DE PODER

 Las más populares son las de
corriente directa voltaje constante
(CV).
 Se recomienda que la capacidad sea
de 300 A mínimo y un ciclo de trabajo
100%.
 Debe ser capaz de incrementos
unitarios de voltaje.

Soldadura

ALIMENTADORES

 Tienen la función de proporcionar una
alimentación continua y uniforme de
alambre a una velocidad previamente
seleccionada.
 Se prefieren los de velocidad constante en
conjunto con las máquinas VC.
 La velocidad de alimentación de alambre
determina el amperaje aplicado al
electrodo.
 Es preferido el uso de rodillos (estriados)
moleteados

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Soldadura

ANTORCHA

 Tiene la función de conducir la
corriente eléctrica, el gas de
protección y el electrodo.
 Se recomienda una capacidad
mínima de 400 A.
 Existen modelos enfriados por
aire y por agua.
 Lo que busca un operador es la
fácil manipulación, comodidad,
poco peso y durabilidad.

Soldadura

GAS DE PROTECCIÓN

 Puede ser suministrado a partir de
cilindros o tubería proveniente de un
manifold.
 Se emplean reguladores flujómetros
para ajustar el volumen de gas
necesario para una adecuada
protección.
 Es importante que el regulador
flujómetro tenga la capacidad suficiente
para manejar el gasto requerido.

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Soldadura

CABLES Y PINZA DE TIERRA

A Longitud de cable en el circuito -  A.W.G.
60´ 100´ 150´ 200´ 300´ 400´
100 4 4 4 2 1 1/0
150 2 2 2 1 2/0 3/0
200 2 2 1 1/0 3/0 4/0
250 2 2 1/0 2/0
300 1 1 2/0 3/0
350 1/0 1/0 3/0 4/0
400 1/0 1/0 3/0
450 2/0 2/0 4/0
500 2/0 2/0 4/0
400 4/0 4/0
Operación automática (100%
800 4/0 (2) 4/0 (2)
Ciclo de trabajo)
1200 4/0 (3) 4/0 (3)

Soldadura

BIÓXIDO DE CARBONO (CO2).

 Menor costo.

 Alta profundidad de penetración.

 Produce una transferencia globular, aunque con algunas
formulaciones la transferencia puede ser tipo spray axial.
 Tendencia a oxidar los metales presentes en el arco.

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Soldadura

MEZCLAS DE ARGÓN Y CO2.

 75-25 y 80-20 son las más empleadas, no se recomienda
mayor contenido de argón ya que se pierde la capa de
escoria.
 Incrementan la eficiencia de los desoxidantes del fundente.

 Se obtiene mayor resistencia a la tensión y límite de cedencia
que con CO2.
 Para soldar fuera de posición, es más cómodo para el
soldador.

Soldadura por Arco Sumergido (SAW)

Es el proceso más eficiente desde el
punto de vista de alta penetración
en planchas de grandes espesores.
Es veloz, su aplicación y la cantidad
real depositada de metal de aporte
es del 98%. Requiere mayor
tecificación. Alta concentración de
calor y deformación de material
cuando se le aplica para soldar
estructuras. Se provee en rollos de
alambre. Uso limitado a posición
plana.

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PRINCIPIO BÁSICO DEL ARCO SUMERGIDO

El arco y el
metal fundido
se encuentran
sumergidos
durante la
operación bajo
una cubierta de
fundente
granular sobre
la pieza a
soldar.


IMPORTANCIA DEL FUNDENTE

Estabiliza el arco
Controla las propiedades mecánicas y la
composición química del metal de
soldadura.
La calidad del depósito de soldadura
pueda verse afectada por el cuidado y
manipuleo del flujo fundente.

Su consumo es similar al del alambre (en
función del amperaje):

Voltaje = F/A (fundente/alambre)
= 1 a 1,5 veces

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Soldadura por Arco con Electrodo de
Tungsteno y Protección Gaseosa (GTAW)

Utiliza el calor de un arco que se
forma entre un electrodo de
tungsteno por aleación de
tungsteno torio y tungsteno zirconio
no consumible, la pieza de trabajo a
unirse por fusión. La zona del arco
alimentada por un gas inerte el cual
protege al metal fundido y el
extremo del electrodo de la
contaminación por el aire y permite
un arco estable durante todo el
proceso de soldadura.

ELECTRODO DE
TUGSTENO ( TIG )

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CORRIENTE-TIPO DC DC AC (Balanceada)
POLARIDAD DEL Negativa Positiva
ELECTRODO

FLUJO DE LOS
ELECTRONES E IONES
CARACTERISTICAS DE
PENETRACION

ACCION DE LIMPIEZA NO SI SI – Una vez cada medio
DE OXIDO ciclo

CALENTAMIENTO 70% En el extremo de la 30% En el extremo de la 50% En el extremo de la
BALANCEADO EN EL pieza pieza pieza
ARCO 30% En el extremo del 70% En el extremo del 50% En el extremo del
electrodo electrodo electrodo

PENETRACION Profunda, Estrecha Poco profunda media
CAPACIDAD DEL Excelente Pobre Buena
ELECTRODO (e.g., 3.18 mm [1/8 in.]- (e.g. 6.35 mm[1/4 in.]- (e.g. 3.18 mm [1/8 in.]-
400ª) 120ª) 225ª)


PRINCIPIO BÁSICO PROCESO ( TIG )

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Soldadura

COSTOS DE LA SOLDADURA

PROCESO ( $ / Kg. )
SMAW (Manual) 1,45
FCAW (Tubular) 3,00
GMAW-MIG 1.40
Gases de Protección
( 80%Ar -20% CO2) 2.76 (m3/Kg)
( CO2) 0.69
SAW 2.50
(Fundente) 1.40

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Soldadura

FACTORES DE EFICIENCIA

PROCESO EFICIENCIA
SMAW (Manual) 60%
FCAW (Tubular) 80%
GMAW-MIG 98%
(mezcla de gases)
MAG 90%
(protección CO2)
SAW 100%

Soldadura

FACTOR DE OPERACIÓN
Veces que se enciende el arco divididos por el tiempo total
asociado con las actividades de soldeo. Para la soldadura manual
(SMAW), el reemplazo de electrodos se efectúa a cada minuto
debido a la poca longitud del mismo.Los factores de operación
tipicamente usados para los varios procesos y métodos aplicados
son:

METODO FACTOR OPERACION

Manual SMAW 30%

Semiautomático 40%

Mecanizado 50%

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21/12/2012

Calidad de soldadura
problemas comunes
• Inclusiones de Escoria del cordón anterior
escoria Velocidad de avance errática
Angulo de avance inadecuado

Flujo de gas insuficiente o
• Porosidad inadecuado
Ráfagas de viento que eliminan la
protección de gas
Corriente, voltaje y ESO excesivos

• Fusión Velocidad de avance muy alta
incompleta Insuficiente amperaje de soldadura

Calidad de soldadura
problemas comunes
Excesivo amperaje de
• Socavado soldadura
Voltaje demasiado alto
Velocidad de avance alta

Causado por humedad o
• Porosidad de azufre en el acero
agujero de Limpiar la superficie de la
gusano junta
Precalentar para eliminar la
humedad

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Estimación de costos - definiciones

Mano de obra
Costos de soldadura Indirectos Electrodos
Gas de protección
Materiales Electricidad
Accesorios

• Indirectos.
– Incluyen gastos como: administrativos,
servicios, depreciación, mantenimiento
de instalaciones e impuestos.

• Factor de operación.
– Es el porcentaje de tiempo efectivo de arco sobre el
tiempo total de una operación de fabricación.
Factor de operación típico

GMAW 40 - 65%
FCAW 40 - 50%
SAW 60 - 80%
SMAW 25 - 35%
• Velocidad de avance.
– La rapidez de desplazamiento a lo largo de una junta que
permite aplicar un cordón con las dimensiones
requeridas.

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21/12/2012


• Tasa de depósito.
– Es la cantidad de metal del electrodo que pasa a
formar parte del depósito por unidad de tiempo.

24
1/16” Plano
18
T de D (lb/hr)

12
0.045” Plano
6
E71T-
E71T-1
0
100 200 275 450
Corriente (A)

Estimación de costos - ejemplo.

• TA = tiempo de arco [=] hr/ft
TA = WD/DR
– WD = peso del depósito por unidad de longitud [=]
lb/ft
– DR = Tasa de depósito [=] lb/hr
• TAT = tiempo total de arco [=] hr/ft
TAT = TA/OF
– OF = Factor de operación del proceso [=] %


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• MO&I = Costo de mano de obra e indirectos [=]
$/ft
MO&I = ($MO + $I) * TAT
– $MO = Salario del operador [=] $/hr
– $I = Gastos indirectos[=] $/hr
• CG = Costo del gas de protección [=] $/ft
G = $G*FG*TAT
– $G = Precio del gas de protección [=] $/ft3
– FG = Flujo de gas de protección [=] ft3/hr



• CE = Costo del electrodo [=] $/ft
CE = (WD*$E)/EfE
– $E = Precio del electrodo [=] $/lb
– EfE = Eficiencia del electrodo[=] %

Eficiencias típicas de
diferentes electrodos
GMAW 92 - 97%
FCAW 80 - 90%
SAW 98 - 100%
SMAW 60 - 70%

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• CEE = Costo de energía eléctrica [=] $/ft
CEE = (A*V*$EE*TAT)/EfFP
– A = Amperaje de soldadura [=] A
– V = Voltaje de arco[=] V
– $EE = Precio de la electricidad [=] $/Kw-hr
– EfFP = Eficiencia de la fuente de poder [=] %


Filete de 1/2” de pierna
WD = 0.514 lb/ft

Proceso SMAW FCAW-GS
Método de aplicación Manual Semiautomático
Tipo de electrodo E7024 E70T-1
Diámetro del electrodo 1/4” 3/32”
Corriente de soldadura (A) 360 500
Voltaje de soldadura (V) 35 31
Velocidad de alimentación de alambre (ipm) --- 240
Gas de protección --- 100% CO2
Flujo de gas (ft3/hr) --- 35
Tasa de depósito (lb/hr) 12.19 19.70

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Velocidad de avance (ipm) 4.76 7.69
Tiempo de arco (hr/ft) 0.042 0.026
Tiempo total de arco (hr/ft) 0.12 0.058
Mano de obra e indirectos ($/hr) 40.0 40.0
Factor de operación (%) 35 45
Peso del metal depositado (lb/ft) 0.514
Precio del electrodo ($/lb) 0.906 1.121
Eficiencia del electrodo (%/100) 70.8 90
Costo del electrodo ($/ft) 0.658 0.640
Precio del gas ($/ft3) --- 0.05
Costo del gas ($/ft) --- 0.102
Precio de la energía eléctrica ($/Kw-hr) 0.08
Eficiencia de la fuente de poder (%) 67 80
Costo de la energía eléctrica ($/ft) 0.086 0.044
Costo de la mano de obra e indirectos ($/ft) 1.68 1.04
Costo de materiales y energía ($/ft) 0.744 0.786
Costo total ($/ft) 2.424 1.826
Ahorros ($/ft) 0.598

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