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PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 1
SOLDADURA EN ACEROS INOXIDABLES
1 Introducción
La soldadura en acero inoxidable varía sensiblemente respecto a la soldadura
que pueda practicarse en piezas de acero ordinario. Por ello, se hace necesario
realizar un estudio detallado de las características que le son propias a fin de
poder obtener resultados óptimos de soldeo.
1.2- Tipos de procesos de soldadura
Los aceros inoxidables se pueden soldar empleando la mayoría de los
procesos comerciales de soldadura, siendo los más populares: la soldadura
manual con electrodo revestido (SMAW), el procedimiento TIG y el
procedimiento MIG.
No obstante, existen otros procesos que pueden ofrecer ciertas ventajas
respecto a los anteriores cuando se trata de altas producciones o fabricaciones
especiales.
Por ejemplo, el proceso de soldeo por arco con electrodo tubular ha tenido gran
avance en los últimos años, produciendo una soldadura de mucha calidad en
los aceros inoxidables y de mayor eficiencia que los procedimientos con
electrodo revestido, por ejemplo. Para más información sobre este
procedimiento se remite al lector a consultar el Tutorial nº 54 "Fundamentos de
la Soldadura Tubular".
PROCESOS DE MANUFACTURA
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En otras ocasiones, cuando los espesores de las piezas a soldar sobrepasan
los 6 mm, o bien para soldadura en solapa, el procedimiento de soldadura por
arco sumergido resulta el más rentable y de mejor aplicación.
Otros procesos de soldadura, como los procedimientos por arco de plasma,
electroescoria, procesos por haz de electrones, láser o procesos de soldadura
por fricción se están usando cada vez más, conforme se avanza en su
desarrollo tecnológico. Y otros, como los de soldadura por resistencia,
soldadura por puntos, costura, proyección y flash se pueden adaptar muy
fácilmente a la soldadura de los aceros inoxidables.
Por el contrario, la soldadura oxiacetilénica no se recomienda para la soldadura
de aceros inoxidables. Ello es debido porque durante la soldadura se generan
óxidos de cromo de un elevado punto de fusión, superior al del metal base.
Estos óxidos no funden y quedan sobre la superficie del baño dificultando el
proceso de soldadura, además de disminuir la resistencia a la corrosión, tanto
de la soldadura como de las áreas adyacentes.
2- Aspectos operativos
2.1- Generalidades
Aunque en el Tutorial nº 40 "Fundamentos de la Soldadura por Arco Eléctrico"
se estudia la influencia de parámetros como la intensidad de corriente eléctrica,
voltaje, posición del electrodo, etc., sobre el aspecto final de la soldadura, en
este apartado se estudiarán aquellos aspectos específicos a la soldadura de los
aceros inoxidables.
En primer lugar, hay que reseñar que la soldadura en los aceros inoxidables
genera un baño que en general resulta menos fluido que el de un acero
ordinario, y además la penetración obtenida en la soldadura no es tan grande.
Para compensar estos inconvenientes se debe prestar especial atención a las
operaciones previas de preparación y separación de bordes. En este sentido,
se recomienda realizar siempre un chaflán en los bordes para facilitar la fluidez
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 3
y penetración del baño de fusión, además de poder conseguir así de más
espacio para que la pasada de raíz pueda ser más ancha.
Además, en comparación con el resto de aceros al carbono, los aceros
inoxidables muestran una mayor resistencia eléctrica debida a su estructura
interna y composición, lo que implicará el empleo de mayores niveles de
intensidad de corriente en el equipo de soldeo eléctrico, entre un 25 y 50%
superior a los utilizados para soldar un acero común.
Si se emplease una corriente de intensidad demasiado baja dará lugar a un
arco inestable, con interferencias de la escoria en el arco que terminará
pegándose en el electrodo y dará lugar a una incorrecta forma del cordón. Por
el contrario, si se emplea una corriente de intensidad demasiado elevada
generará un salpicado excesivo y poco control sobre el baño de fusión, que
terminará produciendo fisuras y una pérdida de resistencia a la corrosión por
pérdida de cromo en la composición final del cordón.
En cuanto a la posición a mantener del electrodo, ésta dependerá de las
distintas técnicas de avance en función de la posición en que se realiza la
soldadura, que a saber son:
- Soldadura a derecha;
- Soldadura a izquierda;
- Soldadura en vertical;
- Soldadura en cornisa;
- Soldadura en techo.
a) Soldadura a derecha:
La soldadura a derecha proporciona una mayor penetración y avance de la
pistola. Por otro lado, se evita el riesgo de inclusiones de escorias, y además
disminuye la probabilidad de formación de poros o de falta de fusión del baño.
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 4
Genera un baño muy caliente y fluido, lo que requiere cierta habilidad por parte
del operario. Se ejecuta mediante pasadas estrechas.
Esquema de soldadura a derecha
b) Soldadura a izquierda:
La soldadura ejecutada a izquierda proporciona poca penetración, por lo que
sólo se recomienda para soldar chapas finas. Por otro lado, requiere menor
intensidad de corriente, por lo que el calor aportado al proceso es menor. Tiene
tendencia a la formación de poros y de falta de fusión en el baño. Genera
cordones anchos.
Esquema de soldadura a izquierda
c) Soldadura en vertical:
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 5
Para soldadura vertical el electrodo se recomienda mantenerlo perpendicular a la
pieza, usándose una leve oscilación en la pasada de raíz.
d) Soldadura en cornisa:
e) Soldadura en techo: Para las soldaduras ejecutadas en techo se recomienda
realizar varias pasadas pequeñas con oscilación
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 6
En general, para cualquier soldadura en aceros inoxidables se recomienda
emplear la intensidad de corriente mínima, pero que proporcione un arco
estable y cordones rectos. Con ello se conseguirá un cordón con mejor
resistencia a la corrosión y minimizará también el aporte de calor, lo que reduce
el riesgo a la fisuración del cordón y a la generación de deformaciones.
3- Procedimientos de soldadura más usados en aceros inoxidables
3.1- Soldadura por arco manual con electrodo revestido (SMAW)
En este proceso el electrodo es un alambre revestido, donde el soldador
controla el proceso manualmente sobre la longitud y dirección del arco que se
establece entre el extremo del electrodo y la pieza a soldar (metal base).
El calor generado por el arco eléctrico funde el revestimiento y la varilla
metálica del electrodo, a la vez que la combustión del revestimiento sirve para
crear una atmósfera protectora que impide la contaminación del material
fundido.
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 7
Las gotas de metal fundido procedente de la varilla metálica del electrodo van a
depositarse en el baño de fusión. A la vez, el material procedente de la fusión
del revestimiento del electrodo genera una escoria, que por viscosidad flota
sobre el baño de fusión, protegiéndolo contra un enfriamiento rápido y de la
contaminación del aire circundante.
Una vez frío el cordón se procede a eliminar la escoria que queda como una
especie de costra sobre la superficie del cordón.
Además de las funciones de protección del baño de fusión, el recubrimiento del
electrodo desempeña otras funciones, entre las que están las siguientes:
• Debido a que el recubrimiento exterior no se quema tan rápido como el
alambre del electrodo, genera una especie de cráter en la punta del electrodo
que permite concentrar la salida del arco, controlando mejor la dirección del
arco, lo que permite también poder soldar en varias posiciones, además de
mejorar la eficiencia de la soldadura y disminuir las pérdidas de energía.
• Debida a la composición química del revestimiento, éste permite mejorar el
cebado y estabilizado del arco, motivado por la presencia en su composición de
sales de sodio y potasio que garantizan la presencia de iones positivos durante
el proceso de soldadura.
• Como el alambre del electrodo no siempre será de la misma composición que
el metal base, el decapante que constituye el recubrimiento permite aportar
aleaciones al metal de soldadura que mejoren las características mecánicas del
cordón.
• Como ya se ha dicho, durante el quemado del recubrimiento del electrodo se
origina una envolvente gaseosa que permite desalojar al oxígeno y al nitrógeno
del metal fundido, evitando la oxidación del cordón de soldadura.
• Además, como también se ha dicho, el recubrimiento del electrodo genera una
capa de escoria que queda depositada sobre el baño de fusión protegiéndolo
de la contaminación atmosférica mientras el baño está fluido y regulando su
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 8
velocidad de enfriamiento, dando como resultado un cordón más óptimo en
resistencia mecánica y frente a la corrosión.
Los electrodos para la soldadura manual por arco revestido se seleccionarán,
primero en función del metal base a soldar, y después de acuerdo con el tipo de
recubrimiento. En principio, el tipo de alambre del electrodo a utilizar será de
una aleación, al menos igual en composición al del metal base, o si puede, más
alta.
3.2- Soldadura TIG
El proceso TIG (Tungsten Inert Gas) resulta un procedimiento muy
adecuado para soldar el acero inoxidable. En este caso, el arco eléctrico
se establece entre un electrodo no consumible de Tungsteno y el metal
base, bajo una atmósfera protectora generada por un gas inerte.
El gas inerte (normalmente argón) se usa para proteger del aire
circundante al metal fundido de la soldadura. Si es necesario, también se
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 9
puede agregar metal de aporte en forma de un alambre o varilla que se
introduce dentro del arco, de forma bien manual o automáticamente, para
fundirlo y cuyas gotas caigan dentro del baño de fusión.
El procedimiento de soldadura TIG genera cordones de gran calidad,
sin escorias (dado que emplean electrodos no consumibles sin
revestimiento), ni proyecciones, por lo que se usa para soldaduras de
responsabilidad en acero inoxidable, donde obtener soldaduras de calidad
sea necesario.
Generalmente el procedimiento TIG se suele emplear para soldar
piezas de poco espesor (hasta 6 mm. aproximadamente), dado que para
espesores de piezas mayores de 6 - 7 mm este procedimiento no resulta
económico. De esta manera, para espesores mayores a los 6 mm., se
suele emplear procedimientos de soldadura por arco sumergido.
Entre las ventajas que presenta este procedimiento están las
siguientes:
• No genera escorias en el cordón, lo cual reduce las tareas de limpieza
posterior a la soldadura.
• Es un proceso que se puede emplear en todas las posiciones de
soldadura, lo cual lo hace especialmente recomendable para la soldadura
de tubos y cañerías.
• No genera salpicaduras alrededor del cordón.
• Afecta muy poco a la composición química y propiedades del metal
base durante el proceso de soldadura.
- Equipamiento para la soldadura TIG:
Para soldar aceros inoxidables mediante procedimiento TIG se debe
emplear corriente continua con polaridad directa (electrodo conectado al
negativo).
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 10
3.3- Soldadura MIG
Tanto en el procedimiento MIG (Metal Inert Gas, cuando se utiliza la protección
gaseosa de un gas inerte) como también en el MAG (Metal Active Gas, cuando
se utiliza un gas activo), se establece un arco eléctrico entre un electrodo
consumible, que se presenta en forma de un alambre desnudo, y la pieza a
soldar o metal base.
Como se ha comentado, para la soldadura MIG, tanto el arco como la
soldadura se protegen del aire de la atmósfera mediante la acción de una
envolvente gaseosa, compuesta por gases inertes, principalmente argón y/o
helio.
Con el objeto de obtener una mejor acción del arco y una mejor mojabilidad en
la soldadura, en ocasiones se utilizan pequeñas cantidades de gases activos,
tales como dióxido de carbono, oxígeno e hidrógeno.
Leyenda de la figura adjunta:
1.-Boquilla; 2.-Tubo de contacto; 3.-Gas de protección; 4.-Varilla (sólida
o tubular); 5.-Flux en caso de varilla tubular; 6.-Longitud libre de varilla
(stik-out); 7.-Transferencia del metal aportado; 8.-Baño de soldeo y
escoria líquida; 9.-Escoria sólida protegiendo al baño de fusión; 10.-Metal
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 11
depositado; 11.-Escoria solidificada; 12.-Metal de soldadura solidificado
libre de escoria.
Entre las ventajas del proceso MIG sobre los demás procesos de
soldadura, se pueden destacar las siguientes:
• Permite mayores velocidades de soldadura.
• Facilidad de automatizar el proceso, si se trata de grandes
producciones.
• En general, es un procedimiento que ofrece una buena transferencia
del metal de aporte a través del arco.
- Modos de transferencia del arco:
En la soldadura MIG, el modo de transferencia del material de aporte al
baño de fusión tiene una muy importante influencia sobre las
características del proceso.
Los tres modos más utilizados en la soldadura de aceros inoxidables
son por spray, corto circuito y arco pulsado. Para obtener mayor
información sobre los modos de transferencia de material en la soldadura
MIG, se invita al lector a consultar el Tutorial nº 53 "Fundamentos de la
Soldadura MIG-MAG".
4- Selección de electrodos
4.1- Generalidades
En la selección del contenido del material de aporte que constituye el electrodo
para la soldadura de los aceros inoxidables es fundamental conocer el contenido
de ferrita existente en el metal base a soldar.
El comportamiento a la soldadura de los aceros inoxidables austenítico, por
ejemplo, varía según su estructura interna que se trate, desde aquellos que son
completamente austenítico como el 310, hasta otros que poseen doble
estructura austenítica y ferrítica como los grados 308, 309, 312, etc
PROCESOS DE MANUFACTURA
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PROCESOS DE MANUFACTURA
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PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 14
SOLDADURA SUBACUÁTICA
Al igual que la soldadura tradicional en superficie, la soldadura submarina une o
fija piezas metálicas mediante un calor intenso, proveniente de un arco eléctrico.
La soldadura submarina puede efectuarse mediante “soldadura seca” o “soldadura
húmeda”. La soldadura seca bajo el agua requiere que se elimine el agua que
rodea al trabajo, normalmente, usando un compartimento sobre presionado con
atmósfera y presión controladas. El proceso seco es costoso, pero produce
soldaduras que generalmente son de igual calidad que las que se realizan sobre el
agua.
El proceso de soldadura subacuática ha sido desarrollado y mejorado de manera
notable en los últimos años gracias a la llegada de nuevos electrodos y la
aplicación de nuevas técnicas de soldadura. Esto, unido a los equipos de nueva
generación y fuentes de energía ha dado lugar a una calidad en la soldadura
subacuática similar al obtenido en trabajos en la superficie.
Actualmente, el buzo profesional que realiza dichos trabajos está recogido en el
American Welding Society D3.6 como «un soldador certificado que también es
buzo comercial, capaz de desarrollar tareas asociadas a trabajos submarinos
comerciales, montaje y preparación de la soldadura y que posee la habilidad de
producir soldaduras acordes con la AWS D3.6, especificación para la soldadura
subacuática (húmeda o seca), y otras actividades relacionadas a la soldadura».
Soldadura subacuática
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 15
HISTORIA
La soldadura bajo el agua se inició durante la primera
guerra mundial, cuando la marina inglesa hizo
reparaciones temporales a sus barcos de guerra. Estas
reparaciones consistían en soldar alrededor de los
remaches con fuga de los casos de los buques.
El advenimiento de los electrodos recubiertos hizo posible
soldar alrededor de los remaches con fugas de los cascos
de los buques, tambien hizo posible soldar bajo el agua y
producir soldaduras aproximadamente con 80% de
resistencia y 40% de ductilidades de las soldaduras ejecutadas al aire. La
soldadura bajo el agua al principio estaba restringida a operaciones de salvamento
y a trabajos de reparación de urgencia y las limitaciones a profundidades menores
de 10m. En la soldadura bajo el agua se han hecho avances considerables en
años recientes.
La soldadura bajo el agua se puede subdividir en dos categorías principales: la
soldadura en ambiente húmedo y soldadura en ambiente seco. La soldadura en
ambiente húmedo se usa principalmente para reparaciones de emergencia u
operaciones de salvamiento en agua relativamente superficial.
El desarrollo de esta técnica se inicia en la Segunda Guerra Mundial para la
reparación de buques y puertos, pero su gran evolución se produce en la década
de los 60 debido a la industria petrolífera en alta mar, para estructuras sumergidas
como tuberías y cañerías.
Esto también se produce debido a las ventajas que supone esta técnica respecto a
la del dique seco, ya que se pueden reducir notablemente los costes y el tiempo
destinado a la reparación.
Un caso concreto fue en 1975 el crucero “USS NEWPORT NEWS”, donde 62
aberturas de su casco fueron obturadas, requiriendo 53 días de trabajo y 18 buzos
soldadores empleando 504 horas cada uno para realizar la reparación, además de
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 16
unos 225 kilogramos en electrodos. Aun así, se ahorró un 50% respecto a si las
tareas se hubieran realizado en dique seco.
EQUIPOS Y CONEXIONES
Existen algunos componentes básicos en común entre los procesos de corte y
soldadura submarina que son:
 La fuente de energía.
 Los interruptores de corrientes.
 Cables conductores con sus terminales.
 Pinza de masa.
 Las torchas o pinzas porta electrodo.
GENERADORES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Comúnmente se utilizan generadores de corriente continua o rectificadora de 300
amperios de capacidad colocada sobre un material aislante y el bastidor
conectado a tierra. Para algunas operaciones pueden necesitarse más de 400 y
hasta 600 amperios. Es posible conectar dos o más máquinas en paralelo para
poder adquirir la potencia requerida, para esto se deben verificar las instrucciones
de cada máquina y así emplear el circuito correcto. Las principales marcas
actuales son Miller, Tweco-Arcair, Lincoln Electric, Tauro, Air Liquide, T&R
Welding Products, MOS, entre otras.
INTERRUPTORES DE SEGURIDAD
El interruptor de seguridad permite el paso de corriente únicamente en el momento
en que se está soldando.Cuando se utiliza interruptores unipolares, no debe estar
en derivación. También se puede utilizar interruptores de seguridad automáticos.
Este deberá estar vigilado por el guarda o tender para que pueda desconectarlo
en todo momento cuando el buzo se encuentre debajo de la superficie.
CABLES ELÉCTRICOS
Se utilizan cables completamente aislados, aprobados y extraflexibles.
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 17
El diámetro del cable es de 2/0 (133.000 MPC) si el trabajo se realiza a unos 300
pies (100 m) Si la distancia supera los 400 pies (133 m) puede usarse un cable de
diametro 3/0 (168.000 MPC), o dos o más cables de 1/0(105.000 MPC) o 2/0
puestos en paralelo.
Los cables a tierra (-) se deben conectar próximos al trabajo que debe realizarse, y
el cuerpo del buzo nunca debe estar entre el electrodo y la parte puesta a tierra
del circuito a soldar.
POLARIDAD
Se realiza con polaridad directa cuando se utiliza corriente continua. Cuando se
utiliza corriente continua con polaridad inversa, se produce electrolisis y se
deteriora rápidamente los componentes. Para la polaridad directa se debe
conectar el borne negativo (-) con el porta-electrodo, mientras que la positiva (+) a
la abrazadera de conexión a tierra.
TORCHAS Y PORTA-ELECTRODOS
Las antorchas y los portaelectrodos son específicamente diseñados para trabajos
subacuáticos, destacando las marcas Tweco-Arcair, Broco Inc., Divex
Commercial, AAI-Craftsweld, Oxilance, Aqualance, Surweld, Aquathermic,
Prothermic y otras.
Algunas torchas para corte permiten ser usadas para soldar, cambiando las
boquillas y mandriles.
Las pinza portaelectrodo a utilizar debe reunir los requisitos de aislamiento y
durabilidad necesarios para la corriente a emplear. Antes de cada uso debe ser
inspeccionada en busca de partes desgastadas o dañadas.
Las piezas dañadas harán peligrar la vida del buzo y deberán ser reemplazadas
inmediatamente.
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 18
Electrodos.
Son acero sólido o acero inoxidable, redondos, especialmente diseñados para
soldadura húmeda.
Estos se proveen en cajas o tubos sellados que impiden la penetración de la
humedad y la disminución de su rendimiento (Figura 40). Una etiqueta en la caja
identifica los electrodos, el material de que están constituidos y vienen
acompañados de una guía general de uso y datos de seguridad. Se fabrican de
diferentes tamaños: 1/8” (3,2mm) - 5/32” (4,0mm) - 3/16” (4,8mm) de diámetro por
unos 356 milímetros de largo. Para acero inoxidable también se pueden adquirir
electrodos de 3/32” (2,4mm).
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 19
CRISTAL PROTECTOR OSCURO
La soldadura produce rayos ultravioletas de corta longitud de onda que pueden
provocar una acción eritemosa e inflamación de la conjuntiva. Para evitarlo, se
debe usar lentes protectoras de color verde oscuro. Estas lentes están recogidas
en la normativa DIN y pueden ser desde la DIN 6 hasta la 15 dependiendo de la
intensidad del arco.
TIPOS DE SOLDADURA SUBMARINA.
La soldadura submarina es dividida en dos categorías: la soldadura húmeda y la
soldadura seca o hiperbárica
La soldadura seca es un proceso en el cual la región a ser soldada es envuelta por
una cámara hiperbárica y el agua es expulsada a través de la inyección de un gas
especial Figura 2
.
Figura 2. Soldadura hiperbárica
Este método de soldaduras submarinas permite obtener uniones con propiedades
mecánicas comparables a las de soldaduras realizadas en la superficie. Por su
parte en la soldadura húmeda el electrodo de soldadura se encuentra en contacto
directo con el agua Figura 3.
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 20
Figura 3. Soldadura húmeda
SOLDADURA HIPERBÁRICA.
La soldadura submarina hiperbárica es realizada por buzos o equipos instalados
por buzos en un
“hábitat seco” (Figura), el cual está sellado sobre una la pieza a trabajar y es
llenado por una mezcla respirable de gas helio y oxígeno, a una presión igual o
levemente superior que la presión absoluta donde la soldadura se llevará a cabo.
Este proceso es extensamente utilizado para unir tuberías de aceite en
plataformas Off Shore y para reparaciones subacuáticas en plataformas.
Hábitat seco con un soldador instalado sobre tubería sumergida para
soldadura hiperbárica
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 21
El área bajo el piso del “hábitat” es abierto al agua, de este modo la soldadura es
realizada en seco, pero toda la presión hidrostática del mar rodea habitat.
Los procesos de soldadura hiperbárica generalmente usados son el TIG (Tungsten
Inert Gas) también conocido como “GTA” (Gas Tungsten Arc) y el MMA (Manual
Metal Arc o por arco metálico sostenido) también llamado “SMA” (Shielded Metal
Arc).
Procesos de Soldadura Hiperbárica.
Como se ha mencionado en el punto anterior existen 2 procesos principales de
soldadura en ambientes hiperbáricos: el TIG y MMA.
Proceso TIG de Soldadura.
El proceso de soldadura TIG es utilizado, normalmente, como una técnica para
realizar la primera pasada, llamada “raiz” y algunas pasadas subsecuentes se
hacen con el proceso manual de soldadura. El TIG es también el método usado
por robots totalmente mecanizados para soldaduras de órbita hiperbárica, como el
sistema THOR operado por la Solt Comex Seaway y el sistema PRS, operado por
Statoil.
En este proceso, un arco eléctrico es mantenido entre un electrodo de tungsteno
no consumible y el baño de metal fundido. Se agrega por separado una varilla de
alambre. El electrodo, arco y baño de fusión son protegidos por un chorro de
gases inertes, normalmente argón o una mezcla de argón – helio (Figura)
Proceso Tungsteno Inerte Gas (TIG).
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 22
Proceso MMA de Soldadura.
El proceso de soldadura MMA es utilizado, básicamente, para soldaduras
hiperbáricas en aguas de moderada profundidad. El material de soldadura es
depositado de un electrodo de acero recubierto
del tipo “básico” (electrodo de bajo hidrógeno). Este recubrimiento contiene
aproximadamente
30% de carbonato de calcio. Un arco eléctrico es mantenido entre el electrodo y la
pieza de trabajo. Durante la soldadura el recubrimiento se descompone hasta
formar gases CO y CO2 y
escoria de óxido de calcio que cubre el metal fundido (Figura)
Proceso Arco Manual Metálico (MMA).
SOLDADURA HUMEDA SUBACUÁTICA.
La soldadura húmeda subacuática se hace sin ningún cerramiento sobre
presionado, en contacto directo con el agua (Figura). Se usa el proceso por arco
protegido, también se la conoce como “por electrodo”. Se produce por el calor de
un arco eléctrico entre un electrodo metálico –revestido con fundente y material
resistente al agua- y la pieza de trabajo. En el centro del arco un intenso calor
hace que gas plasma ionizado conduzca electricidad entre el electrodo y el
material base, causando una reacción química entre los componentes del
revestimiento fundente, el metal base y el ambiente acuático. Esa reacción
produce desprendimiento de gases, estos crean un ambiente gaseoso que
sostiene el arco y protege la soldadura fusionada de la contaminación de la
atmósfera ambiental.
PROCESOS DE MANUFACTURA
AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 23
La versatilidad, velocidad y bajo costo de la soldadura húmeda hacen que este
proceso se utilice mucho para soldaduras bajo el agua cuando la calidad promedio
es aceptable. Se realiza sin dispositivos especiales.
Soldadura húmeda subacuática.
En los lugares donde las necesidades de reparación son mayores en áreas de
agua salada, el éxito de la soldadura húmeda aumenta enormemente ya que
cuanto más alta es la salinidad de las aguas, mayor es la estabilidad del método
de soldadura húmeda. Las sales disueltas en el agua aumentan sus cualidades
electrolíticas, permitiendo de este modo un arco más caliente y una soldadura más
eficiente.

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Procesos de soldadura en aceros inoxidables

  • 1. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 1 SOLDADURA EN ACEROS INOXIDABLES 1 Introducción La soldadura en acero inoxidable varía sensiblemente respecto a la soldadura que pueda practicarse en piezas de acero ordinario. Por ello, se hace necesario realizar un estudio detallado de las características que le son propias a fin de poder obtener resultados óptimos de soldeo. 1.2- Tipos de procesos de soldadura Los aceros inoxidables se pueden soldar empleando la mayoría de los procesos comerciales de soldadura, siendo los más populares: la soldadura manual con electrodo revestido (SMAW), el procedimiento TIG y el procedimiento MIG. No obstante, existen otros procesos que pueden ofrecer ciertas ventajas respecto a los anteriores cuando se trata de altas producciones o fabricaciones especiales. Por ejemplo, el proceso de soldeo por arco con electrodo tubular ha tenido gran avance en los últimos años, produciendo una soldadura de mucha calidad en los aceros inoxidables y de mayor eficiencia que los procedimientos con electrodo revestido, por ejemplo. Para más información sobre este procedimiento se remite al lector a consultar el Tutorial nº 54 "Fundamentos de la Soldadura Tubular".
  • 2. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 2 En otras ocasiones, cuando los espesores de las piezas a soldar sobrepasan los 6 mm, o bien para soldadura en solapa, el procedimiento de soldadura por arco sumergido resulta el más rentable y de mejor aplicación. Otros procesos de soldadura, como los procedimientos por arco de plasma, electroescoria, procesos por haz de electrones, láser o procesos de soldadura por fricción se están usando cada vez más, conforme se avanza en su desarrollo tecnológico. Y otros, como los de soldadura por resistencia, soldadura por puntos, costura, proyección y flash se pueden adaptar muy fácilmente a la soldadura de los aceros inoxidables. Por el contrario, la soldadura oxiacetilénica no se recomienda para la soldadura de aceros inoxidables. Ello es debido porque durante la soldadura se generan óxidos de cromo de un elevado punto de fusión, superior al del metal base. Estos óxidos no funden y quedan sobre la superficie del baño dificultando el proceso de soldadura, además de disminuir la resistencia a la corrosión, tanto de la soldadura como de las áreas adyacentes. 2- Aspectos operativos 2.1- Generalidades Aunque en el Tutorial nº 40 "Fundamentos de la Soldadura por Arco Eléctrico" se estudia la influencia de parámetros como la intensidad de corriente eléctrica, voltaje, posición del electrodo, etc., sobre el aspecto final de la soldadura, en este apartado se estudiarán aquellos aspectos específicos a la soldadura de los aceros inoxidables. En primer lugar, hay que reseñar que la soldadura en los aceros inoxidables genera un baño que en general resulta menos fluido que el de un acero ordinario, y además la penetración obtenida en la soldadura no es tan grande. Para compensar estos inconvenientes se debe prestar especial atención a las operaciones previas de preparación y separación de bordes. En este sentido, se recomienda realizar siempre un chaflán en los bordes para facilitar la fluidez
  • 3. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 3 y penetración del baño de fusión, además de poder conseguir así de más espacio para que la pasada de raíz pueda ser más ancha. Además, en comparación con el resto de aceros al carbono, los aceros inoxidables muestran una mayor resistencia eléctrica debida a su estructura interna y composición, lo que implicará el empleo de mayores niveles de intensidad de corriente en el equipo de soldeo eléctrico, entre un 25 y 50% superior a los utilizados para soldar un acero común. Si se emplease una corriente de intensidad demasiado baja dará lugar a un arco inestable, con interferencias de la escoria en el arco que terminará pegándose en el electrodo y dará lugar a una incorrecta forma del cordón. Por el contrario, si se emplea una corriente de intensidad demasiado elevada generará un salpicado excesivo y poco control sobre el baño de fusión, que terminará produciendo fisuras y una pérdida de resistencia a la corrosión por pérdida de cromo en la composición final del cordón. En cuanto a la posición a mantener del electrodo, ésta dependerá de las distintas técnicas de avance en función de la posición en que se realiza la soldadura, que a saber son: - Soldadura a derecha; - Soldadura a izquierda; - Soldadura en vertical; - Soldadura en cornisa; - Soldadura en techo. a) Soldadura a derecha: La soldadura a derecha proporciona una mayor penetración y avance de la pistola. Por otro lado, se evita el riesgo de inclusiones de escorias, y además disminuye la probabilidad de formación de poros o de falta de fusión del baño.
  • 4. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 4 Genera un baño muy caliente y fluido, lo que requiere cierta habilidad por parte del operario. Se ejecuta mediante pasadas estrechas. Esquema de soldadura a derecha b) Soldadura a izquierda: La soldadura ejecutada a izquierda proporciona poca penetración, por lo que sólo se recomienda para soldar chapas finas. Por otro lado, requiere menor intensidad de corriente, por lo que el calor aportado al proceso es menor. Tiene tendencia a la formación de poros y de falta de fusión en el baño. Genera cordones anchos. Esquema de soldadura a izquierda c) Soldadura en vertical:
  • 5. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 5 Para soldadura vertical el electrodo se recomienda mantenerlo perpendicular a la pieza, usándose una leve oscilación en la pasada de raíz. d) Soldadura en cornisa: e) Soldadura en techo: Para las soldaduras ejecutadas en techo se recomienda realizar varias pasadas pequeñas con oscilación
  • 6. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 6 En general, para cualquier soldadura en aceros inoxidables se recomienda emplear la intensidad de corriente mínima, pero que proporcione un arco estable y cordones rectos. Con ello se conseguirá un cordón con mejor resistencia a la corrosión y minimizará también el aporte de calor, lo que reduce el riesgo a la fisuración del cordón y a la generación de deformaciones. 3- Procedimientos de soldadura más usados en aceros inoxidables 3.1- Soldadura por arco manual con electrodo revestido (SMAW) En este proceso el electrodo es un alambre revestido, donde el soldador controla el proceso manualmente sobre la longitud y dirección del arco que se establece entre el extremo del electrodo y la pieza a soldar (metal base). El calor generado por el arco eléctrico funde el revestimiento y la varilla metálica del electrodo, a la vez que la combustión del revestimiento sirve para crear una atmósfera protectora que impide la contaminación del material fundido.
  • 7. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 7 Las gotas de metal fundido procedente de la varilla metálica del electrodo van a depositarse en el baño de fusión. A la vez, el material procedente de la fusión del revestimiento del electrodo genera una escoria, que por viscosidad flota sobre el baño de fusión, protegiéndolo contra un enfriamiento rápido y de la contaminación del aire circundante. Una vez frío el cordón se procede a eliminar la escoria que queda como una especie de costra sobre la superficie del cordón. Además de las funciones de protección del baño de fusión, el recubrimiento del electrodo desempeña otras funciones, entre las que están las siguientes: • Debido a que el recubrimiento exterior no se quema tan rápido como el alambre del electrodo, genera una especie de cráter en la punta del electrodo que permite concentrar la salida del arco, controlando mejor la dirección del arco, lo que permite también poder soldar en varias posiciones, además de mejorar la eficiencia de la soldadura y disminuir las pérdidas de energía. • Debida a la composición química del revestimiento, éste permite mejorar el cebado y estabilizado del arco, motivado por la presencia en su composición de sales de sodio y potasio que garantizan la presencia de iones positivos durante el proceso de soldadura. • Como el alambre del electrodo no siempre será de la misma composición que el metal base, el decapante que constituye el recubrimiento permite aportar aleaciones al metal de soldadura que mejoren las características mecánicas del cordón. • Como ya se ha dicho, durante el quemado del recubrimiento del electrodo se origina una envolvente gaseosa que permite desalojar al oxígeno y al nitrógeno del metal fundido, evitando la oxidación del cordón de soldadura. • Además, como también se ha dicho, el recubrimiento del electrodo genera una capa de escoria que queda depositada sobre el baño de fusión protegiéndolo de la contaminación atmosférica mientras el baño está fluido y regulando su
  • 8. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 8 velocidad de enfriamiento, dando como resultado un cordón más óptimo en resistencia mecánica y frente a la corrosión. Los electrodos para la soldadura manual por arco revestido se seleccionarán, primero en función del metal base a soldar, y después de acuerdo con el tipo de recubrimiento. En principio, el tipo de alambre del electrodo a utilizar será de una aleación, al menos igual en composición al del metal base, o si puede, más alta. 3.2- Soldadura TIG El proceso TIG (Tungsten Inert Gas) resulta un procedimiento muy adecuado para soldar el acero inoxidable. En este caso, el arco eléctrico se establece entre un electrodo no consumible de Tungsteno y el metal base, bajo una atmósfera protectora generada por un gas inerte. El gas inerte (normalmente argón) se usa para proteger del aire circundante al metal fundido de la soldadura. Si es necesario, también se
  • 9. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 9 puede agregar metal de aporte en forma de un alambre o varilla que se introduce dentro del arco, de forma bien manual o automáticamente, para fundirlo y cuyas gotas caigan dentro del baño de fusión. El procedimiento de soldadura TIG genera cordones de gran calidad, sin escorias (dado que emplean electrodos no consumibles sin revestimiento), ni proyecciones, por lo que se usa para soldaduras de responsabilidad en acero inoxidable, donde obtener soldaduras de calidad sea necesario. Generalmente el procedimiento TIG se suele emplear para soldar piezas de poco espesor (hasta 6 mm. aproximadamente), dado que para espesores de piezas mayores de 6 - 7 mm este procedimiento no resulta económico. De esta manera, para espesores mayores a los 6 mm., se suele emplear procedimientos de soldadura por arco sumergido. Entre las ventajas que presenta este procedimiento están las siguientes: • No genera escorias en el cordón, lo cual reduce las tareas de limpieza posterior a la soldadura. • Es un proceso que se puede emplear en todas las posiciones de soldadura, lo cual lo hace especialmente recomendable para la soldadura de tubos y cañerías. • No genera salpicaduras alrededor del cordón. • Afecta muy poco a la composición química y propiedades del metal base durante el proceso de soldadura. - Equipamiento para la soldadura TIG: Para soldar aceros inoxidables mediante procedimiento TIG se debe emplear corriente continua con polaridad directa (electrodo conectado al negativo).
  • 10. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 10 3.3- Soldadura MIG Tanto en el procedimiento MIG (Metal Inert Gas, cuando se utiliza la protección gaseosa de un gas inerte) como también en el MAG (Metal Active Gas, cuando se utiliza un gas activo), se establece un arco eléctrico entre un electrodo consumible, que se presenta en forma de un alambre desnudo, y la pieza a soldar o metal base. Como se ha comentado, para la soldadura MIG, tanto el arco como la soldadura se protegen del aire de la atmósfera mediante la acción de una envolvente gaseosa, compuesta por gases inertes, principalmente argón y/o helio. Con el objeto de obtener una mejor acción del arco y una mejor mojabilidad en la soldadura, en ocasiones se utilizan pequeñas cantidades de gases activos, tales como dióxido de carbono, oxígeno e hidrógeno. Leyenda de la figura adjunta: 1.-Boquilla; 2.-Tubo de contacto; 3.-Gas de protección; 4.-Varilla (sólida o tubular); 5.-Flux en caso de varilla tubular; 6.-Longitud libre de varilla (stik-out); 7.-Transferencia del metal aportado; 8.-Baño de soldeo y escoria líquida; 9.-Escoria sólida protegiendo al baño de fusión; 10.-Metal
  • 11. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 11 depositado; 11.-Escoria solidificada; 12.-Metal de soldadura solidificado libre de escoria. Entre las ventajas del proceso MIG sobre los demás procesos de soldadura, se pueden destacar las siguientes: • Permite mayores velocidades de soldadura. • Facilidad de automatizar el proceso, si se trata de grandes producciones. • En general, es un procedimiento que ofrece una buena transferencia del metal de aporte a través del arco. - Modos de transferencia del arco: En la soldadura MIG, el modo de transferencia del material de aporte al baño de fusión tiene una muy importante influencia sobre las características del proceso. Los tres modos más utilizados en la soldadura de aceros inoxidables son por spray, corto circuito y arco pulsado. Para obtener mayor información sobre los modos de transferencia de material en la soldadura MIG, se invita al lector a consultar el Tutorial nº 53 "Fundamentos de la Soldadura MIG-MAG". 4- Selección de electrodos 4.1- Generalidades En la selección del contenido del material de aporte que constituye el electrodo para la soldadura de los aceros inoxidables es fundamental conocer el contenido de ferrita existente en el metal base a soldar. El comportamiento a la soldadura de los aceros inoxidables austenítico, por ejemplo, varía según su estructura interna que se trate, desde aquellos que son completamente austenítico como el 310, hasta otros que poseen doble estructura austenítica y ferrítica como los grados 308, 309, 312, etc
  • 12. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 12
  • 13. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 13
  • 14. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 14 SOLDADURA SUBACUÁTICA Al igual que la soldadura tradicional en superficie, la soldadura submarina une o fija piezas metálicas mediante un calor intenso, proveniente de un arco eléctrico. La soldadura submarina puede efectuarse mediante “soldadura seca” o “soldadura húmeda”. La soldadura seca bajo el agua requiere que se elimine el agua que rodea al trabajo, normalmente, usando un compartimento sobre presionado con atmósfera y presión controladas. El proceso seco es costoso, pero produce soldaduras que generalmente son de igual calidad que las que se realizan sobre el agua. El proceso de soldadura subacuática ha sido desarrollado y mejorado de manera notable en los últimos años gracias a la llegada de nuevos electrodos y la aplicación de nuevas técnicas de soldadura. Esto, unido a los equipos de nueva generación y fuentes de energía ha dado lugar a una calidad en la soldadura subacuática similar al obtenido en trabajos en la superficie. Actualmente, el buzo profesional que realiza dichos trabajos está recogido en el American Welding Society D3.6 como «un soldador certificado que también es buzo comercial, capaz de desarrollar tareas asociadas a trabajos submarinos comerciales, montaje y preparación de la soldadura y que posee la habilidad de producir soldaduras acordes con la AWS D3.6, especificación para la soldadura subacuática (húmeda o seca), y otras actividades relacionadas a la soldadura». Soldadura subacuática
  • 15. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 15 HISTORIA La soldadura bajo el agua se inició durante la primera guerra mundial, cuando la marina inglesa hizo reparaciones temporales a sus barcos de guerra. Estas reparaciones consistían en soldar alrededor de los remaches con fuga de los casos de los buques. El advenimiento de los electrodos recubiertos hizo posible soldar alrededor de los remaches con fugas de los cascos de los buques, tambien hizo posible soldar bajo el agua y producir soldaduras aproximadamente con 80% de resistencia y 40% de ductilidades de las soldaduras ejecutadas al aire. La soldadura bajo el agua al principio estaba restringida a operaciones de salvamento y a trabajos de reparación de urgencia y las limitaciones a profundidades menores de 10m. En la soldadura bajo el agua se han hecho avances considerables en años recientes. La soldadura bajo el agua se puede subdividir en dos categorías principales: la soldadura en ambiente húmedo y soldadura en ambiente seco. La soldadura en ambiente húmedo se usa principalmente para reparaciones de emergencia u operaciones de salvamiento en agua relativamente superficial. El desarrollo de esta técnica se inicia en la Segunda Guerra Mundial para la reparación de buques y puertos, pero su gran evolución se produce en la década de los 60 debido a la industria petrolífera en alta mar, para estructuras sumergidas como tuberías y cañerías. Esto también se produce debido a las ventajas que supone esta técnica respecto a la del dique seco, ya que se pueden reducir notablemente los costes y el tiempo destinado a la reparación. Un caso concreto fue en 1975 el crucero “USS NEWPORT NEWS”, donde 62 aberturas de su casco fueron obturadas, requiriendo 53 días de trabajo y 18 buzos soldadores empleando 504 horas cada uno para realizar la reparación, además de
  • 16. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 16 unos 225 kilogramos en electrodos. Aun así, se ahorró un 50% respecto a si las tareas se hubieran realizado en dique seco. EQUIPOS Y CONEXIONES Existen algunos componentes básicos en común entre los procesos de corte y soldadura submarina que son:  La fuente de energía.  Los interruptores de corrientes.  Cables conductores con sus terminales.  Pinza de masa.  Las torchas o pinzas porta electrodo. GENERADORES DE CORRIENTE ELÉCTRICA Comúnmente se utilizan generadores de corriente continua o rectificadora de 300 amperios de capacidad colocada sobre un material aislante y el bastidor conectado a tierra. Para algunas operaciones pueden necesitarse más de 400 y hasta 600 amperios. Es posible conectar dos o más máquinas en paralelo para poder adquirir la potencia requerida, para esto se deben verificar las instrucciones de cada máquina y así emplear el circuito correcto. Las principales marcas actuales son Miller, Tweco-Arcair, Lincoln Electric, Tauro, Air Liquide, T&R Welding Products, MOS, entre otras. INTERRUPTORES DE SEGURIDAD El interruptor de seguridad permite el paso de corriente únicamente en el momento en que se está soldando.Cuando se utiliza interruptores unipolares, no debe estar en derivación. También se puede utilizar interruptores de seguridad automáticos. Este deberá estar vigilado por el guarda o tender para que pueda desconectarlo en todo momento cuando el buzo se encuentre debajo de la superficie. CABLES ELÉCTRICOS Se utilizan cables completamente aislados, aprobados y extraflexibles.
  • 17. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 17 El diámetro del cable es de 2/0 (133.000 MPC) si el trabajo se realiza a unos 300 pies (100 m) Si la distancia supera los 400 pies (133 m) puede usarse un cable de diametro 3/0 (168.000 MPC), o dos o más cables de 1/0(105.000 MPC) o 2/0 puestos en paralelo. Los cables a tierra (-) se deben conectar próximos al trabajo que debe realizarse, y el cuerpo del buzo nunca debe estar entre el electrodo y la parte puesta a tierra del circuito a soldar. POLARIDAD Se realiza con polaridad directa cuando se utiliza corriente continua. Cuando se utiliza corriente continua con polaridad inversa, se produce electrolisis y se deteriora rápidamente los componentes. Para la polaridad directa se debe conectar el borne negativo (-) con el porta-electrodo, mientras que la positiva (+) a la abrazadera de conexión a tierra. TORCHAS Y PORTA-ELECTRODOS Las antorchas y los portaelectrodos son específicamente diseñados para trabajos subacuáticos, destacando las marcas Tweco-Arcair, Broco Inc., Divex Commercial, AAI-Craftsweld, Oxilance, Aqualance, Surweld, Aquathermic, Prothermic y otras. Algunas torchas para corte permiten ser usadas para soldar, cambiando las boquillas y mandriles. Las pinza portaelectrodo a utilizar debe reunir los requisitos de aislamiento y durabilidad necesarios para la corriente a emplear. Antes de cada uso debe ser inspeccionada en busca de partes desgastadas o dañadas. Las piezas dañadas harán peligrar la vida del buzo y deberán ser reemplazadas inmediatamente.
  • 18. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 18 Electrodos. Son acero sólido o acero inoxidable, redondos, especialmente diseñados para soldadura húmeda. Estos se proveen en cajas o tubos sellados que impiden la penetración de la humedad y la disminución de su rendimiento (Figura 40). Una etiqueta en la caja identifica los electrodos, el material de que están constituidos y vienen acompañados de una guía general de uso y datos de seguridad. Se fabrican de diferentes tamaños: 1/8” (3,2mm) - 5/32” (4,0mm) - 3/16” (4,8mm) de diámetro por unos 356 milímetros de largo. Para acero inoxidable también se pueden adquirir electrodos de 3/32” (2,4mm).
  • 19. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 19 CRISTAL PROTECTOR OSCURO La soldadura produce rayos ultravioletas de corta longitud de onda que pueden provocar una acción eritemosa e inflamación de la conjuntiva. Para evitarlo, se debe usar lentes protectoras de color verde oscuro. Estas lentes están recogidas en la normativa DIN y pueden ser desde la DIN 6 hasta la 15 dependiendo de la intensidad del arco. TIPOS DE SOLDADURA SUBMARINA. La soldadura submarina es dividida en dos categorías: la soldadura húmeda y la soldadura seca o hiperbárica La soldadura seca es un proceso en el cual la región a ser soldada es envuelta por una cámara hiperbárica y el agua es expulsada a través de la inyección de un gas especial Figura 2 . Figura 2. Soldadura hiperbárica Este método de soldaduras submarinas permite obtener uniones con propiedades mecánicas comparables a las de soldaduras realizadas en la superficie. Por su parte en la soldadura húmeda el electrodo de soldadura se encuentra en contacto directo con el agua Figura 3.
  • 20. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 20 Figura 3. Soldadura húmeda SOLDADURA HIPERBÁRICA. La soldadura submarina hiperbárica es realizada por buzos o equipos instalados por buzos en un “hábitat seco” (Figura), el cual está sellado sobre una la pieza a trabajar y es llenado por una mezcla respirable de gas helio y oxígeno, a una presión igual o levemente superior que la presión absoluta donde la soldadura se llevará a cabo. Este proceso es extensamente utilizado para unir tuberías de aceite en plataformas Off Shore y para reparaciones subacuáticas en plataformas. Hábitat seco con un soldador instalado sobre tubería sumergida para soldadura hiperbárica
  • 21. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 21 El área bajo el piso del “hábitat” es abierto al agua, de este modo la soldadura es realizada en seco, pero toda la presión hidrostática del mar rodea habitat. Los procesos de soldadura hiperbárica generalmente usados son el TIG (Tungsten Inert Gas) también conocido como “GTA” (Gas Tungsten Arc) y el MMA (Manual Metal Arc o por arco metálico sostenido) también llamado “SMA” (Shielded Metal Arc). Procesos de Soldadura Hiperbárica. Como se ha mencionado en el punto anterior existen 2 procesos principales de soldadura en ambientes hiperbáricos: el TIG y MMA. Proceso TIG de Soldadura. El proceso de soldadura TIG es utilizado, normalmente, como una técnica para realizar la primera pasada, llamada “raiz” y algunas pasadas subsecuentes se hacen con el proceso manual de soldadura. El TIG es también el método usado por robots totalmente mecanizados para soldaduras de órbita hiperbárica, como el sistema THOR operado por la Solt Comex Seaway y el sistema PRS, operado por Statoil. En este proceso, un arco eléctrico es mantenido entre un electrodo de tungsteno no consumible y el baño de metal fundido. Se agrega por separado una varilla de alambre. El electrodo, arco y baño de fusión son protegidos por un chorro de gases inertes, normalmente argón o una mezcla de argón – helio (Figura) Proceso Tungsteno Inerte Gas (TIG).
  • 22. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 22 Proceso MMA de Soldadura. El proceso de soldadura MMA es utilizado, básicamente, para soldaduras hiperbáricas en aguas de moderada profundidad. El material de soldadura es depositado de un electrodo de acero recubierto del tipo “básico” (electrodo de bajo hidrógeno). Este recubrimiento contiene aproximadamente 30% de carbonato de calcio. Un arco eléctrico es mantenido entre el electrodo y la pieza de trabajo. Durante la soldadura el recubrimiento se descompone hasta formar gases CO y CO2 y escoria de óxido de calcio que cubre el metal fundido (Figura) Proceso Arco Manual Metálico (MMA). SOLDADURA HUMEDA SUBACUÁTICA. La soldadura húmeda subacuática se hace sin ningún cerramiento sobre presionado, en contacto directo con el agua (Figura). Se usa el proceso por arco protegido, también se la conoce como “por electrodo”. Se produce por el calor de un arco eléctrico entre un electrodo metálico –revestido con fundente y material resistente al agua- y la pieza de trabajo. En el centro del arco un intenso calor hace que gas plasma ionizado conduzca electricidad entre el electrodo y el material base, causando una reacción química entre los componentes del revestimiento fundente, el metal base y el ambiente acuático. Esa reacción produce desprendimiento de gases, estos crean un ambiente gaseoso que sostiene el arco y protege la soldadura fusionada de la contaminación de la atmósfera ambiental.
  • 23. PROCESOS DE MANUFACTURA AGUILAR SANCHEZ JESUS Página 23 La versatilidad, velocidad y bajo costo de la soldadura húmeda hacen que este proceso se utilice mucho para soldaduras bajo el agua cuando la calidad promedio es aceptable. Se realiza sin dispositivos especiales. Soldadura húmeda subacuática. En los lugares donde las necesidades de reparación son mayores en áreas de agua salada, el éxito de la soldadura húmeda aumenta enormemente ya que cuanto más alta es la salinidad de las aguas, mayor es la estabilidad del método de soldadura húmeda. Las sales disueltas en el agua aumentan sus cualidades electrolíticas, permitiendo de este modo un arco más caliente y una soldadura más eficiente.