Soldadura de Pernos por Arco (SW) Stud Welding

Estudios de Posgrado e Investigación
Procesos de soldadura por arco
Stud Welding
Presenta: Ing. Rafael Antonio Pérez García
Profesor - Investigador Invitado: Dr. Victor Hugo López Cortez

Capítulo I
Soldadura de pernos por arco
(Stud Welding SW)
Ing. Rafael Antonio Pérez García
Febrero| 2016
“PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura de pernos por arco (SW)”
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CONTENIDO Procesos de soldadura por arco
Soldadura de pernos por arco (SW)
1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO
2. EQUIPO
3. MATERIALES SOLDADOS
4. APLICACIÓN
5. CALIDAD EN LA SOLDADURA
6. EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES
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La soldadura de pernos por arco en
general es el termino usado para la
union de un perno metalico o
componente similar con una pieza
de trabajo. Este proceso de
soldadura se utiliza sin un metal de
aporte, y con o sin un gas o
fundente protector. A veces se utiliza
una proteccion parcial de cerámica
en forma de casquillo que rodea el
perno. La presion es aplicada
despues de obtener un suficiente
calentamiento en el perno y la pieza
de trabajo.
Soldadura de pernos por arco (Stud Welding SW)
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Figura 1.1 Perno y pieza de trabajo.
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2. EQUIPO
4. APLICACIÓN
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Figura 1.2 Pistola y componentes de
funcionamientos básicos de soldadura de pernos.
CC Corriente
Continua
Banco de
condensadores
Por arco
Por descarga de
condensador
FUENTES DE ENERGÍA
MODOS DE OPERACIÓN
CASQUILLO
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Figura 1.3 Variedad de tamaños y diseños de pernos.
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2. EQUIPO
4. APLICACIÓN
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PISTOLA PARA
SOLDAR
PERNOS
UNIDAD DE
CONTROL
UNIDADES DE
POTENCIA Y
CONTROL
FUENTES DE
POTENCIA
CABLES DE
SOLDADURA
SISTEMAS DE
ALIMENTACIÓN
AUTOMÁTICA
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Figura. 2.1 Esquema pistola portable para soldar pernos10/40

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Figura. 2.2 Pistola en operación. Figura. 2.3 Maquina estacionaria de soldadura de
pernos por arco (Tipo producción).
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Figura. 2.4 Efecto del tamaño y la longitud
del cable sobre la corriente de soldadura
disponible de una fuente de potencia de
2000 A.
Transformador
rectificador
Motor generador
Baterías
FUENTES DE POTENCIA
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Figura 2.5 Equipo portátil convencional para soldadura de pernos
por arco con sistema de alimentación automática de pernos.
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2. EQUIPO
4. APLICACIÓN
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MATERIALES
SOLDADOS
ACEROS
ACEROS DE BAJO
CARBONO
Con un contenido
máximo de 0.30% de
C, se usa sin
precalentamiento
ACEROS DE
MEDIANO Y ALTO
CARBONO
Es necesario utilizar
precalentamiento
para evitar grietas en
la ZAC
ACEROS DE BAJA
ALEACIÓN
Buenos resultados
con contenidos
máximos de 0.15%
de C
ACEROS
INOXIDABLES
Tratamiento térmico
posterior, no se
utilizan los grado
maquinable libre
NO FERROSOS
ALUMINIO
MAGENSIO
OTROS
MATERIALES
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2. EQUIPO
4. APLICACÍON
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Soldadura de
pernos por arcoFactores a considerar
Separación y
contacto inicial
Arco
estirado
Soldadura de pernos por
descarga de condensador
Tabla 4.1 Diagrama de selección del
proceso de soldadura de pernos.
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2. EQUIPO
4. APLICACIÓN
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(A) Soldadura de perno satisfactorio con buena formación de filete (B) Soldadura de perno en la que el empuje fue demasiado corto
(C) Atoramiento (D) Mala alineación (E) Soldadura de perno hecha con corriente muy baja (F) Soldadura de perno hecha con corriente muy alta.
Figura 5.1 Soldadura de pernos por arco satisfactoria y no satisfactorias
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Figura 5.2 Prueba de flexión de pernos
soldados para determinar la aceptabilidad
de los procedimientos de soldadura.
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Figura 5.3 Método para aplicar una carga de
tensión a un perno soldado empleando un par
de torsión.
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2. EQUIPO
4. APLICACIÓN
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Artículo
Soldadura de pernos por arco
(Stud Welding SW)
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Artículo Soldadura de pernos por arco (SW)”

Artículo Soldadura de pernos por arco (SW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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Soldadura de pernos para la fijación de aislamiento criogénico de
tanques de membrana en la construcción de barcos de GNL
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1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
4. RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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Se considero la unión de un perno de Al y placa base
de SUS304L para establecer las condiciones optimas
de la soldadura.
Se examino la zona del borde de fusión formada por la
SW.
Se realizaron pruebas mecánicas, de tensión y flexión.
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1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
4. RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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La soldadura de pernos puede
reducir los costos por el ahorro
de mano de obra y materiales,
la soldadura de pernos es
requerida cuando se busca
velocidad de diseño e
instalación. El uso de taladrado,
roscado y remachado pueden
ser eliminado. En la mayoría de
los casos, la unión soldada es
fuerte. Sin embargo, la
soldadura de pernos puede
realizarse indebidamente y por
tanto puede causar defectos
importantes, como falta de
fusión, grietas e inclusiones de
escoria nocivos. Por lo tanto, la
zona soldada de cada perno
debe ser examinada en la
búsqueda de posibles grietas.
Figura 2.1 Colocación y fijación del panel para el
sistema de contención de la carga de GNL: (a)
Colocación del panel; (b) Fijación del panel
(c) Masilla.
Barrera secundaria
M10 Perno roscado
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1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
4. RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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Tabla 3.1 Composición de aluminio (fracción en peso, %)
Los ensayos se
llevaron a cabo con
corriente eléctrica de
500, 520, 540 y 580 A
Bajo los tiempo de
soldadura de 0.25,
0.3, 0.35 y 0.4 s.
Perno
SUS304L, 10 mm
Placa base 15 mm
Figura 3.1 Configuración de la prueba para la
soldadura de pernos.
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1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
4. RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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500A
0.25 s
0.30 s
0.35 s
0.40 s
520A 540A 580A
Figura 4.1 Vista macro-estructura de probetas
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Figura 4.3 Configuración para la prueba
de ensayos de tensión.
Figura 4.2 Configuración de la prueba de
flexión.
Sin falla
Varilla de extensión
Adaptador ensayo de tensión
Bomba de pistón hidráulico
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Figura 4.4 Los resultados del ensayo de flexión
(a) buenas condiciones y (b) malas condiciones
Figura 4.5: (a), (b) 540 A, 0,4 s; (c), (d) 500
A, 0,4 s; (e), (f) 580 A, 0,4 s.
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1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
4. RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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Figura 5.1 (a) Metal base ZAC
(b) Zona de fusión + 1 mm hacia
metal base.
A medida que el metal base tiene un contenido de
carbono mayor que el metal de soldadura, el carbono
se difunde desde la ZAC a la zona de fusión durante
la soldadura, la región martensítica estrecha aparece
en el límite de fusión. Este fenómeno puede ocurrir
fácilmente a medida que aumenta la entrada de calor
(soldadura en caliente), que causa la propiedad frágil
de esta región.
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1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
4. RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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1) Una buena soldadura (normal) a 520-540 A,
retracción (elevación) de 1,5 mm, tiempo de soldadura
de 0,4 s, se caracteriza por formación adecuada de
filete, superficie brillante del filete, una buena altura de
filete, y buena humectación.
2) En el caso de soldadura en frío, resulta con baja
altura de filete y la formación de filete puede ser
incompleta, se requiere más tiempo de soldadura y
amperaje.
3) A medida que el metal de base tiene un contenido de
carbono mayor que el metal de soldadura, el carbono se
difunde desde la ZAC a la zona de fusión durante la
soldadura, la región martensítica estrecha aparece en el
límite de fusión.
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BIBLIOGRAFÍA Procesos de soldadura por arco
1. Arc Stud Welding, Welding Handbook, Tomo 1 Chapter 9, 2004 AWS.
2. Soldadura de pernos, Welding Handbook, Tomo 1 Capitulo 9, 1996 AWS.
3. Welding Processes: Health and Safety Considerations, American Industrial
Hygiene Association, 2012.
4. Other Welding Processes, Chapter 24, Cengage Learning 2012.
5. Stud welding for fixation of cryogenic insulation of membrane tanks in
LNG ship building, Jeong-Soo LEE1, Young-Soo RYU1, Nam-In KIM1, Bong-
Joon KIM1, Yoo-Kyung KIM1, Myung-Hyun KIM2, Department of Naval
Architecture and Ocean Engineering, Pusan National University, Jangjeon-dong,
Busan, Korea, 2009.
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