Este documento describe el proceso de soldadura por termofusión de tuberías de polietileno. Explica los equipos necesarios como la placa calefactora y las abrazaderas, y los pasos del proceso como calentar, unir y enfriar los extremos de los tubos. También identifica posibles discontinuidades como un tiempo de calentamiento insuficiente y la importancia de seguir la normativa aplicable y los procedimientos de seguridad para realizar correctamente la soldadura.

1. UNIVERSIDAD TECNÓLOGICA DE ALTAMIRA
Organismo Público Descentralizado de la Administración Pública Estatal
ASIGNATURA DE PROCESOS DE CORTE Y SOLDADURA II
ACTIVIDAD REALIZADA.
ACT 2. SOLDADURA TERMOFUSIÓN.
ING. ALEJANDRO RANGEL CONSTANTINO.
OLVERA ROMAN JUAN ANGEL.
MS-5 A
Fecha de inicio:
25/MARZO/20
Fecha de entrega:
27/MARZO/20

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Olvera Román Juan Ángel.
Explicar el proceso de soldadura Termofusión.
La Termofusión es un método de soldadura simple y rápido, para unir tubos de polietileno y sus accesorios. La superficie de las partes
que se van a unir se calientan a temperatura de fusión y se unen por aplicación de presión, con acción mecánica o hidráulica, de acuerdo
al tamaño de la tubería y sin usar elementos adicionales de unión como se muestra en la imagen 1.
imagen 1.- Proceso de soldadura por termofusión.
Soldar tubos de polietileno mediante la técnica de la termofusión tiene las siguientes ventajas:
 No es tóxico, máxima resistencia a la corrosión y la vida útil de la instalación es mucho más larga.
 No lleva rosca.
 Se puede utilizar tanto para agua caliente como fría, y para interior como para exterior.
 La unión es más fiable.
 Más resistente al perforado, al impacto y al aplastamiento.
 Inatacable por corrientes eléctricas.
Los parámetros de soldadura, por orden de importancia en la calidad de las soldaduras, se indican a continuación:
 Tiempo de calentamiento. Para obtener suficiente zona fundida.
 Tiempo enfriamiento. Tiempos de enfriamiento demasiado cortos pueden dar roturas frágiles debido a tensiones internas.
 Rampa de presión. Después del calentamiento, los extremos de los tubos deben ser juntados rápidamente, pero la presión
debe ser gradual.
 Retirar placa y cerrar. Esta operación debe ser realizada en el menor tiempo posible, menos de 10 segundos es lo
recomendado. Es importante que el tiempo sea pequeño para que las superficies fundidas de los tubos no se enfríen.
 Presión de fusión. Puede variar en el rango de 0.10-0.22 N/mm2. Valores más bajos no son aconsejables cuando la fuerza de
arrastre sea alta.

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 Temperatura. Puede variar entre 200–230ºC sin diferencia significativa en la resistencia de la soldadura. No es posible mejorar
la resistencia de la unión subiendo la temperatura de la placa. La conclusión es que pequeñas variaciones de la temperatura
de la placa y de la presión tienen muy poca influencia en la calidad de las uniones soldadas.
La termofusión es un proceso bastante económico comparado con otro tipo de técnicas. Este proceso puede ser aplicado sobre tuberías
con diámetros de entre 32 mm y hasta 630 mm.
Algunas de las características más resaltantes de este método de unión de tuberías son los siguientes:
Resistencia a la corrosión.
El polietileno de alta densidad (HDPE) es un material que puede resistir la acción de los ácidos y de la mayoría de los álcalis. Esa es la
razón para usar tuberías confeccionadas con ese termoplástico en instalaciones industriales como oleoductos, gaseoductos y otras
redes de piping. Casi ningún otro material tiene estas propiedades químicas. Por esa razón, no es recomendable recurrir a técnicas de
soldadura donde se usen accesorios o pegamentos con otra composición química.
Menor pérdida de presión.
La fricción que se genera entre las partículas de agua y las paredes de las tuberías da como resultado una pérdida en la presión. Por
eso, es importante resaltar que las paredes internas de los tubos de polietileno son perfectamente lisas.
Se debe mencionar que el uso de este tipo de cañerías evita la formación de incrustaciones gracias a su textura. Además, no hay que
preocuparse por las costuras que se pueden formar por efecto de la soldadura con máquinas de termofusión. Los bordes sobresalientes
que se forman durante este proceso pueden ser eliminados de manera simple por un operador especialista.
Resistencia al desgaste.
Las tuberías de polietileno son capaces de trabajar sometidas tanto a presión interna y externa. Actualmente, este tipo de materiales se
usan en instalaciones subterráneas, subacuáticas o en proyectos de piping al aire libre. Este tipo de tuberías también pueden tolerar
que se movilicen grandes cantidades de líquidos a altas velocidades. De hecho, el tiempo de vida útil estimado para este tipo de cañerías
se estima alrededor de los 50 años; aunque eso puede variar en función de la temperatura y la presión a las que estén sometidos.
Instalación más rápida.
Gracias al proceso de soldadura con máquinas de termofusión se puede ahorra entre 30% a 50% de tiempo de instalación, compara do
con los materiales tradicionales. El tiempo que requieren este tipo de fusiones varía en función del diámetro de las tuberías. Mientras

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más gruesas sean sus paredes, más tiempo tomará calentarlas al punto de fusión y mantenerlas inmovilizadas hasta que se enfríen por
completo. En promedio, se requieren de 11 minutos de enfriamiento por cada pulgada de espesor de las tuberías.
Resistencia al frío y al calor.
El polietileno de alta densidad es un material que se distiende ligeramente cuando es sometido al calor. Esa pequeña deformación puede
generar des alineamientos si se hacen uso de accesorios de otros materiales para unir los tubos. Mientras que, realizar una soldadura
con máquinas de termofusión elimina ese riesgo. No obstante, es importante mencionar que el polietileno de alta densidad (HDPE)
puede resistir desde -100 hasta 80 grados Celsius. Inclusive se pueden usar estas tuberías para trasladar sustancias frías. En esas
condiciones se puede notar un aumento en su sección media asumiendo el volumen del líquido en su interior.
El polietileno de alta densidad, como todos los plásticos, es un mal conductor del calor. Por lo tanto, se puede usar como aislante térmico
demostrando un gran desempeño en esta función.
Describir los equipos y herramientas de soldadura termofusión.
Cuerpo con abrazaderas
Este es el dispositivo que mantiene a la tubería en su lugar. Antes de proceder con la soldadura por termofusión a tope hay que
asegurarse que no haya residuos. Los restos de barro pueden interferir con la alineación de los tubos.
Por otro lado, también es necesario verificar el estado de los tornillos de las abrazaderas. Esas piezas también deben estar perfectamente
limpios. Ten en cuenta que esos tornillos deben estar apretados en todos momentos para evitar que se muevan los tubos.
Unidad hidráulica
Este dispositivo es el encargado de controlar y mover el carro con las abrazaderas. A través de un panel de control de puede ordenar la
unión o separación de los tubos. Parte de sus funciones es la de ordenar la apertura y cierre de las abrazaderas. Además, se controla
la presión aplicada a los tubos mediante un manómetro.
Antes de empezar con una soldadura por termofusión a tope se tiene que verificar el estado del aceite. En caso de que sea insuficiente
se debe agregar un poco más hasta el nivel indicado. Por otro lado, puede llegar a tener que cambi arse el líquido si está demasiado
sucio.

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Refrentador.
Esta pieza sirve para cortar capas de los extremos del tubo. El propósito de su uso es asegurar que los bordes estén bien ali neados y
limpios. Antes de proceder con la soldadura por termofusión a tope se debe verificar el estado de desgaste de las cuchillas.
Placa calefactora.
Sirve para calentar los bordes de las tuberías de HDPE, también se la mama “Espejo calefactor”. Esta pieza entra en contacto directo
con los tubos y los funde hasta obtener la textura deseada. Esta placa alcanza una temperatura muy alta, así que sebe manipularse con
cuidado.
Juego de insertos de reductores.
Estos accesorios son necesarios para poner trabajar con tuberías de HDPE de diferentes diámetros. Si no se cuenta con un jueg o de
reductores, la soldadura por termofusión a tope quedaría limitada a tubos del tamaño de las abrazaderas.
Otros accesorios.
Aunque no es obligatorio contar con soportes con rodillos, se recomienda su uso para mantener las tuberías niveladas. Este ti po de
accesorios resultan más útiles cuando el tubo con el que trabajamos tiene una gran longitud. Adicionalmente, así se mantiene a las
cañerías a salvo del daño que se puede causar si son arrastradas.
Por otro lado, el uso de los rodillos deslizadores permite reducir el número de operarios con los que se debe contar. Además, se puede
reducir la fuerza que la unidad hidráulica debe aplicar para mover los tubos.

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Reconocer las discontinuidades típicas de la soldadura Termofusión.
Debido a que la calidad de una soldadura HDPE dependa en gran medida de cómo se haya trabajado, en cada fase, dentro de los
DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA, donde deben reflejarse los valores recomendados.
La configuración de la junta nos indicara directamente la corrección de los parámetros asignados en el control anterior.
Discontinuidades típicas.
Tiempo insuficiente de calentamiento; cordón (labios) de fusión
muy pequeño.
Exceso de tiempo de calentamiento o exceso de presión
aplicada durante el calentamiento; cordón (labios) de fusión
muy grande.
Tubería angulada hacia dentro de las unidades de fusión.
Inadecuada alineación “Arriba – Abajo”.

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Empate incompleto o no remoción de tiras empatadas (viruta).
Empate incompleto.
Apariencia Inaceptable de Fusión Cóncava.
Identificar la normativa aplicable.
1. ASTM D-3261. Accesorios de polietileno (PE) para unión por fusión a tope con tubería de polietileno. ¾
2. ASTM D-1598. “Determinación de tiempo hasta la falla de tubería plástica sometida a presión interna constante.” ¾
3. ASTM D-2638. Accesorios de polietileno tipo encaje para tubería de polietileno con diámetro exterior controlado. ¾
4. COVENIN 526-80. Determinación de la resistencia a la rotura por presión hidrostática.
5. CM121701.QCA.FOR.064 Inspección Visual de Soldadura de Termofusión

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Verificar las condiciones operativas de seguridad del proceso de soldadura Termofusión.
Todo procedimiento de fusión requiere de herramientas y equipos específicos para realizar la tarea adecuadamente. Las herramientas
y equipos de fusión inadecuadas o con deficiente mantenimiento o dañadas, o utilizar las herramientas y equipos incorrectos p uede
conllevar a una fusión defectuosa y puede representar un peligro Use únicamente las herramientas y equipos adecuados a la tarea. No
utilice herramientas y equipos defectuosos o inadecuados. Siga los procedimientos para el mantenimiento de los equipos, conforme a
lo recomendado por el fabricante.
 El operador que realice la fusión debe ser un experto en el uso y la operación de las herramientas y equipos y ser competente en
el procedimiento de fusión; El operador debe estar totalmente familiarizado con las herramientas y equipos y apegarse a las
instrucciones del fabricante para su uso y operación. El uso inadecuado de las mismas o una secuencia incorrecta pueden
conllevar a una fusión defectuosa y eso puede representar un peligro. De ser posible se puede utilizar un dispositivo de registro
de datos en los equipos hidráulicos de unión para registrar los parámetros críticos de la fusión.
 Las superficies de las tuberías y accesorios deben estar limpias y preparadas adecuadamente; Las superficies sucias, o
contaminadas, o deficientemente preparadas que no encajan juntas adecuadamente no pueden producir una fusión de calidad.
Limpie y prepare las superficies antes de unirlas. Si se reintroduce contaminación, limpie las superficies nuevamente.
 Las superficies de la herramienta de calentamiento deben estar limpias, sin daños y a la temperatura correcta; Las caras de las
herramientas de calentamiento tienen recubrimientos antiadherentes para una liberación rápida y completa del polietileno
derretido. Las caras de las herramientas de calentamiento que presenten suciedad o contaminación pueden conllevar a una fusión
deficiente y los recubrimientos dañados puede ser que no se despeguen adecuadamente del material derretido. Utilice únicament e
implementos de Madera y trapos limpios y secos no sintéticos (de algodón) o toallas de papel para limpiar las superficies de la
herramienta de calentamiento. Nunca utilice químicos en atomizadores o herramientas de metal en las caras de la herramienta
de calentamiento. Las temperaturas de la herramienta de calentamiento son específicas para cada procedimiento. (Las
temperaturas de la herramienta de calentamiento para la fusión a tope y para la fusión de silleta son diferentes). La temperatura
especificada es aquella en las superficies que entran en contacto con la tubería o el accesorio que se está uniendo, no la
temperatura del termómetro de la herramienta de calentamiento. Utilice un pirómetro o un termómetro infrarrojo para verificar la
uniformidad de la temperatura a lo largo de ambas superficies de contacto del componente. (No se recomienda el uso de crayolas
indicadoras de temperatura. Si utiliza crayolas indicadoras de temperatura nunca debe aplicarlas a una superficie que entre en
contacto con una tubería o accesorio). Una temperatura dispareja puede indicar que el calentador está defectuoso. El termómetro
del calentador mide la temperatura interna, que normalmente es mayor que la temperatura de la superficie. Sin embargo, es
posible verificar la temperatura de la herramienta de calentamiento verificando el termómetro para estar seguro de que dicho
dispositivo esté manteniendo la temperatura. Cuando se verifica la temperatura de la superficie con un pirómetro o un termómetro
infrarrojo, tome nota de la lectura del termómetro de la herramienta de calentamiento. Revise la lectura del termómetro de la
herramienta de calentamiento antes de cada fusión para verificar que dicho dispositivo esté manteniendo la temperatura
adecuadamente. Una temperatura incorrecta o dispareja puede ocasionar una fusión defectuosa; una baja temperatura en la
herramienta de calentamiento puede conllevar a que se queme la unión durante una unión en caliente de silleta roscada.

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ANTES DE INICIAR:
 Inspeccione los tramos de tubería y los accesorios para que no tengan cortes, perforaciones, rayones profundos u otros defectos
perjudiciales e inaceptables. Nunca debe utilizar producto dañado.
 Es normal que los extremos de las tuberías se doblen o machuquen, pero quizá haya que quitar esa parte para la fusión a socket
o para la fusión a tope en accesorios.
 Retire los daños superficiales en los extremos de las tuberías que pudiesen comprometer las superficies de la unión o interferir
con las herramientas y equipos de fusión.
 Asegúrese de tener todas las herramientas y equipos necesarios en el sitio, en buenas condiciones de operación y cargados de
combustible.
 Las superficies de las tuberías y accesorios en donde se colocan las herramientas y equipos deben estar limpias y secas. Utilice
trapos LIMPIOS, secos y no sintéticos (de algodón) o toallas de papel para eliminar suciedad, nieve, agua u oros contaminantes.
 Proteja los equipos de termofusión y las superficies del clima inclemente y de los vientos. Quizá necesite colocar un tapanco
temporal sobre los equipos de fusión y sobre las operaciones de fusión.
 Alivie la tirantez de la línea antes de hacer las conexiones.
Cuando esté uniendo tubería enrollada, hacer una curva en forma de “s” entre las vueltas de tubería puede aliviar la tirantez. En algunos
casos puede ser necesario permitir que la tubería adquiera la temperatura ambiente. Permita que los tubos que acaba de jalar se relajen
durante varias horas, para que se recuperen de los esfuerzos por tensión.
 Debe alinear correctamente las tuberías antes de hacer las conexiones.
PRECAUCIÓN- Riesgo de Impacto – No doble la tubería para alinearla contra las mordazas abiertas de fusión a tope. La tubería podría
resortear y ocasionar lesiones o daños. Debe alinear la tubería antes de ponerla en los equipos de fusión a tope.
 Fusiones de prueba. Es posible evaluar uniones de muestra para verificar las habilidades y conocimientos del operador que realiza
las fusiones. Corte las uniones en tiras (Figura 1) y examine visualmente y pruebe la continuidad y fuerza de la unión. Para este
propósito las pruebas de doblez, pelado y elongación son de utilidad. Estas pruebas generalmente se llevan a cabo en las tuberías
pequeñas.

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Soldar materiales base habilitados con soldadura Termofusión.
La soldadura termofusión se puede utilizar para unir todos los termoplásticos (imagen 2) y elastómeros termoplásticos cuyo rango de
temperatura de fusión se encuentra por debajo de su temperatura de descomposición. Dado que solo el plástico en sí puede unirse, los
aditivos, utilizados para mejorar las propiedades del material o reducir el costo, pueden reducir la soldabilidad.
La soldadura termofusión se puede utilizar para unir algunas combinaciones de termoplásticos diferentes. Típicamente, los plásticos
semicristalnos solo son compatibles con los plásticos semicristalnos, y los plásticos amorfos solo son compatibles con los plásticos
amorfos. Si los plásticos tienen el mismo punto de fusión y viscosidad de fusión, se puede usar soldadura por placa caliente a alta
temperatura o convencional. Con diferentes puntos de fusión o viscosidades diferentes, se deben usar placas calientes dobles, con cada
placa caliente ajustada a una temperatura diferente.
 Polietileno de alta presión como material rígido aplicado para cubiertas de máquinas eléctricas, tubos, etc.
 Polietileno de baja presión como material elástico usado para el aislamiento de cables eléctricos, etc.
 Poli estireno aplicado para aislamiento eléctrico, empuñaduras de herramientas...
 Poliamida usada para la fabricación de cuerdas, correas de transmisión, etc...
 PVC o cloruro de polivinilo para la fabricación de materiales aislantes, tubos, envases, etc...
imagen 2.- Diferentes termoplásticos.

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Etapas para valorar visual mente que juntas soldada no presente discontinuidades.
1. Prepare una unión de muestra. Las tuberías en ambos lados de la unión deben ser de cuando menos 6" (150 mm) o bien
15 veces el espesor de pared en longitud. Observe el proceso de unión para determinar que se esté siguiendo el
procedimiento correcto.
2. Inspeccione visualmente la unión de muestra y compare con otra muestra o con la fotografía de una unión aceptable.
3. Permita que la unión de muestra se enfríe completamente – durante no menos de una hora.
4. Corte la unión de muestra a lo largo de la tubería en cuando menos tres tiras que tengan al menos 1" (25 mm) o 1.5 veces
el espesor de pared de ancho. Sírvase ver la Figura 1. Para tamaños de menos de 2" en donde esto no se posible, la
muestra se puede cortar en cuando menos 3 tiras sin importar el ancho.
5. Inspeccione visualmente la superficie cortada en la unión y compare con otra muestra o con la fotografía de una unión
aceptable. No debe haber huecos, vacíos, desalineación o áreas no unidas.
6. Doble las tiras hasta que los extremos de las mismas se toquen.
7. Si se observan imperfecciones en la unión, compare la apariencia con imágenes de uniones inaceptables. Prepare otra
unión de muestra usando el procedimiento correcto de unión y repita el procedimiento de calificación.