El documento proporciona información sobre diferentes tipos de soldadura, incluyendo definiciones, procesos y equipos. Explica que la soldadura une piezas de metal mediante calor, presión o una combinación de ambos. Describe procesos como soldadura por arco eléctrico, arco sumergido, MIG / MAG y TIG, y los principios, ventajas y desventajas de cada uno.

1. SOLDADURAS

2. Definicion Soldadura es un procedimiento por el cual dos o más piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos , con o sin al aporte de otro metal, llamado metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse.

3. TIPOS DE SOLDADURAS Arco Eléctrico Arco Sumergido MIG/MAG TIG Oxiacetilénica

4. Soldadura por Arco Electrico

5. Arco Electrico Es un proceso de soldadura, donde la unión es producida por el calor generado por un arco eléctrico, con o sin aplicación de presión y con o sin metal de aporte. La energía eléctrica se transforma en energía térmica, pudiendo llegar esta energía hasta una temperatura de aproximadamente 4000ºC. La energía eléctrica es el flujo de electrones a través de un circuito cerrado. Cuando ocurre una pequeña ruptura dentro de cualquier parte, o apertura del circuito, los electrones se mueven a gran velocidad y saltan a través del espacio libre entre los dos terminales, produciendo una chispa eléctrica, con la suficiente presión o voltaje para hacer fluir los electrones continuamente. A través de esta apertura, se forma el arco eléctrico, fundiéndose el metal a medida que se avanza. El arco eléctrico es, por lo tanto, un flujo de electrones a través de un medio gaseoso, que genera luz y calor.

6. Principio de funcionamiento de la soldadura por arco electrico 1.- Generador de corriente (fuente de poder) 2.- Cables de conexión 3.- Porta – Electrodo 4.- Masa o tierra 5.- Electrodo 6.- Pieza de trabajo

7. Nociones de electricidad con relacion al arco electrico Para comprender mejor la aplicación del arco eléctrico a la soldadura, es necesario conocer ciertos principios fundamentales relacionados con la electricidad. Circuito Eléctrico.- La corriente eléctrica es un flujo de electrones que circula por un conductor en un circuito cerrado, denominado circuito eléctrico. El circuito de soldadura por arco eléctrico.- La corriente fluye a partir del borne de la máquina de soldar, donde se fija el cable del electrodo (1), y termina en el borne de la máquina, donde se fija el cable de la tierra o de trabajo (2). Como puede observarse en la figura a partir del punto (1) la corriente fluye al porta electrodo y por este al electrodo; por el extremo del electrodo salta la electricidad a las piezas formando el arco eléctrico; sigue fluyendo la electricidad por el metal base al cable de tierra (2) y vuelve a la máquina. El circuito está establecido sólo cuando el arco se encuentra encendido.

9. c) Voltaje y amperaje: El agua circula a lo largo de un tubo, si existe un presión que lo impulse; en la misma forma, la corriente eléctrica fluye o circula a través de un circuito, si existe una “presión”, que impulse el flujo de electrones dentro de un conductor (máquina en funcionamiento). Esta “presión”, que induce una corriente eléctrica, se llama diferencia de potencial, tensión o voltaje. El voltaje se expresa en voltios y se mide con el voltímetro; algunas máquinas de soldar poseen voltímetro y un regulador de voltaje La cantidad de agua, que pasa por un tubo, se mide por un magnitud en una unidad de tiempo (m3/s). En igual forma se utilizan, para expresar la magnitud de la corriente eléctrica, la cantidad de electricidad por segundo. La unidad utilizada es el Columbio por Segundo, lo que se expresa en amperios, y se mide con un instrumento llamado amperímetro. Todas las máquinas de soldar cuentan con reguladores, que permiten variar el amperaje o intensidad de corriente eléctrica necesaria para soldar.

10. Ventajas Fuente de poder sencilla y económica. Se puede emplear en cualquier posición. Es aplicable en la mayoría de los metales y aleaciones de uso industrial. Desventajas Es un proceso manual.

11. SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO En sus fundamentos físicos es similar a la soldadura por arco eléctrico manual, el electrodo es reemplazado por un alambre desnudo que, a medida que consume, es alimentado mediante un mecanismo automático. El arco es cubierto por un polvo granular, conocido como fundente o flujo el mismo que esta compuesto por minerales

12. El fundente cumple la misma función que el revestimiento de los electrodos, desde el punto de vista físico y metalúrgico. Físicamente haciendo que la escoria proteja el baño de soldadura de la acción de los gases atmosféricos, formando un cordón libre de poros e impidiendo una perdida de calor demasiado rápida. Metalúrgicamente impidiendo perdidas de elementos de aleación, compensando o agregándolos al metal depositado

13. Ventajas del Proceso Alta deposición del metal Penetración Profunda Cordones de Buen acabado Escoria de Fácil remoción Aplicable a un amplio rango de espesores Puede realizarse en las posiciones plana y horizontal

14. EL EQUIPO 1- Fuente de poder de CC o CA (100% ciclo de trabajo). 2- Sistema de control. 3- Porta carrete de alambre. 4- Alambre-electrodo. 5- Tobera para boquilla. 6- Recipiente porta-fundente. 7- Metal base. 8- Fundente. 9- Alimentador de alambre

15. Es un proceso automático, en el cual, como lo indica la figura, un alambre desnudo es alimentado hacia la pieza. Este proceso se caracteriza por que el arco se mantiene sumergido en la masa de fundente, provisto desde la tolva, que se desplaza delante del electrodo.

16. De esta manera el arco resulta invisible, lo que constituye una ventaja, ya que evita el empleo de elementos de protección contra la radiación ultravioleta y infrarroja, que son imprescindible en otros casos. Las corrientes utilizadas en este proceso varían en un rango que va desde los 200 hasta los 2000 amperes, y los espesores que es posible soldar varían entre 5 mm y hasta mas de 40mm. Usualmente se utiliza corriente continua con electrodo positivo, cuando se trata de intensidades inferiores a los 1000 amperes, reservándose el uso de corriente alterna para intensidades mayores, a fin de evitar el fenómeno conocido como soplo magnético.

17. Tabla de regulación para soldadura en aceros de mediana y baja aleación

18. I.- El requisito general que siempre hay que aplicar en cualquier proceso de soldadura es la Limpieza. Es sabido que las materias orgánicas contaminadoras, las escamas y la oxidación y/o la humedad pueden significar porosidades en el metal depositado. Por esta razón, hay que procurar cumplir los siguientes requisitos: 1.- Usar Alambre limpio, libre de óxido. 2.- Usar una rejilla para impedir que las partículas grandes de escoria, u otros elementos extraños, ingresen y se mezclen con el fundente nuevo. 3.- Siempre debe removerse la oxidación o las escamas excesivas de la unión. Si es necesario precalentar la unión para eliminar la humedad, grasa y/o aceite presente en la misma REQUISITOS BÁSICOS PARA SOLDADURAS SANAS .

19. II.- La soldadura por arco sumergido es un proceso que provoca una penetración profunda. Para evitar la perforación de las planchas que se están uniendo debe existir un Buen Diseño de la Unión. Práctica común es emplear un respaldo y/o disminuir la separación de la unión. III.- Función importante cumple la Cobertura del Fundente. Una cobertura menor del fundente resulta en destellos, que incomodan al operador y pueden causar porosidades. Caso contrario, un empleo de fundente demasiado profundo produce un cordón angosto y demasiado alto.

20. PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN EL CORDÓN Influencia de la intensidad Influencia de la tensión

21. SOLDADURA MIG / MAG

22. EL PROSESO PUEDE SER: Semi – Automático. Automático. Robotizad o.

24. MIG / MAG

25. Diferencia de las Soladuras MIG/ MAG Soldadura MIG Trabaja con un gas inerte (argón y helio). Para metales no ferrosos. Soladura MAG Trabaja con una gas activo (CO 2 y O 2 ) . Para metales ferrosos.

26. Equipo complejo y costoso. Excelente calidad de soldadura en casi todos los metales y aleaciones empleados para la industria. Se utiliza para soldar espesores mayores a 0.6 mm. Se puede emplear en cualquier posición. Requiere de un gas protector. Mínima cantidad de escoria. El Perú tiene poca experiencia con este tipo de soldadura. CARACTERISTICAS

27. Soldadura MIG 1. Una máquina soldadora 2. Un alimentador que controla el avance del alambre a la velocidad requerida. 3. Una pistola de soldar para dirigir directamente el alambre al área de soldadura. 4. Un gas protector, para evitar la contaminación del baño de soldadura. 5. Un carrete de alambre de tipo y diámetro específico.

28. VENTAJAS Alta velocidad de trabajo. Higiene. Se puede soldar en todas las posiciones. DESVENTAJA Económica.

29. Seleccionar adecuadamente el equipo MIG / MAG. Seleccionar adecuadamente el gas protector. Seleccionar adecuadamente el alambre y su diámetro. Entrenamiento y capacitación de los soldadores y de todo el personal involucrado. ¿Qué se debe conocer para que el proceso MIG / MAG sea un éxito?

30. MIG / MAG

31. FUENTES DE PODER

32. Alimentación monofásica:

33. Alimentación trifásica

34. Gas para soldadura MIG / MAG Los gases puros que con mayor frecuencia se utilizan como gas de protección (o alguna mezcla de ellos); son:

35. M I G / M A G Ar + CO 2 + O 2 Ar + CO 2 Ar + O 2 Aceros de construcción. Aceros para tubos. Aceros con bajo carbono. Aceros para construcción naval. CO 2 Aceros al carbono sin contenido en cromo. Ar + 2% O 2 Aceros aleados. Ar He Ar + He Aluminio y aleaciones. Cobre y sus aleaciones. Gas de protección Material Base

36. Soldadura TIG

37. Descripción del proceso de soldadura TIG El procedimiento de soldadura por arco bajo gas protector con electrodo no consumible, también llamado TIG (Tungsten Inert Gas), utiliza como fuente de energía el arco eléctrico que salta entre un electrodo no consumible y la pieza a soldar, mientras un gas inerte protege el baño de fusión. El material de aportación, cuando es necesario, se aplica a través de varillas.

38. En la siguiente figura se muestran los elementos más importantes que intervienen en el proceso:

39. Caracteristicas del proceso Se puede automatizar el proceso para algunas fabricaciones en serie. Su aplicación manual exige una gran habilidad por parte del soldador. Puede emplearse en todo tipo de uniones o posiciones y en los materiales más diversos: aceros al carbono, inoxidables, metales no férreos,... Más resistentes, dúctiles y seguras contra la corrosión. Sin proyecciones, chispas, escoria o humos.

40. No produce escoria. Excelente visibilidad del arco. No hay salpicaduras. Muy baja emisión de humos. Muy buen acabado y presentación. Mayor destreza del operario. La protección gaseosa puede ser removida por corrientes de aire. Ventajas Desventajas

41. Gases para la soldadura TIG Todos los procesos TIG precisan gases de protección inertes y reductores o mezclas de los mismos. Cualquier componente de mezcla activo (oxígeno, dióxido de carbono,...), conduciría a la interrupción del arco y un gran desgaste del electrodo, provocando inclusiones de tungsteno al charco de fusión.

42. Argon soldadura El argón es un gas noble, incoloro e inodoro que forma parte del aire atmosférico en un 0,93% vol. Tiene ante todo en Europa un papel decisivo como gas de protección. Su pureza es del 99,995%, siendo sus principales impurezas el nitrógeno, que existe en cantidad inferior a 30ppm; el agua, con cantidades inferiores a 8ppm; y el oxígeno, con cantidades por debajo de 10ppm.

43. MEZCLA DE 95% ARGoN Y 5% DE HIDROGENO Se trata de un gas incoloro, inodoro, no tóxico, que se emplea como gas de protección en la soldadura de aceros al carbono y aceros inoxidables (sobretodo en sistema automático). El hidrógeno proporciona un enorme poder calorífico al arco, por lo que aumenta la penetración y, en consecuencia, la velocidad de avance. Además, sucede un efecto de limpieza, ya que el hidrógeno, al ser reductor, tiene la propiedad de eliminar óxidos. Por todo ello, el cordón resultante presenta un aspecto brillante y plano. Existen en el mercado otras mezclas con proporciones de hidrógeno que van desde 2% hasta 20%, cuyo objetivo no es más que aumentar la productividad, aunque sea a costa de una reducción en la calidad de la soldadura. Conviene tener en cuenta que las mezclas con un contenido superior al 6,5% en volumen de hidrógeno son inflamables con el aire.

44. Helio Se trata de un gas incoloro, inodoro y no tóxico. Se emplea en mayor cantidad para la soldadura TIG en Estados Unidos, ya que poseen yacimientos naturales que hacen que este gas resulte más económico. Sin embargo, presenta una serie de inconvenientes respecto al argón: la densidad del helio es diez veces inferior que la del argón, por lo que asegurará una protección inferior a igualdad de caudal, debido a que tenderá a escaparse del baño de fusión mucho antes que el argón. Por otra parte, el poder ionizante del helio es menor que el del argón, por lo que la tensión de arco es cerca del 75% más grande con helio. Además, el helio se caracteriza por un arco menos estable y un cebado más difícil, debido precisamente a su poder ionizante bajo. Por contra, el helio proporciona un mejor rendimiento calorífico, y este aporte de calor más intenso aporta una penetración muy fuerte, lo que es idóneo para procesos de fabricación en automático. Además, la utilización del helio se hace interesante en particular para la soldadura de metales buenos conductores del calor, como el cobre o el aluminio.

45. MEZCLAS DE ARGoN Y HELIO La mezcla estándar es al 50%, aunque también existe la de argón al 70% - helio al 30%. Se trata de una mezcla de composición estable, incolora, inodora, no tóxica y no combustible. Se utiliza principalmente para la soldadura del cobre, sobretodo para grandes espesores. Sus principales características son una gran penetración y un buen acabado en aspecto y limpieza.

47. Electrodos de tungsteno El tungsteno responde perfectamente a la exigencia de soportar temperaturas elevadas, a la vez que tiene la ventaja de poseer una emisión termoiónica importante. Por este motivo, todos los electrodos que se utilizan son de tungsteno. Se puede incluso reforzar la emisión electrónica de los electrodos añadiendo al tungsteno óxidos de torio, de circonio, de lantano o de cerio en cantidades que van del 0,15 al 4,2% según los electrodos y el elemento a adicionar. Estos activantes de emisión facilitan el cebado del arco, mejoran la estabilidad, aumentan la duración de vida de los electrodos y reducen los riesgos de contaminación de la soldadura por inclusiones de tungsteno. Por otra parte, a diámetro igual, los electrodos conteniendo óxidos permiten soportar una intensidad de corriente más elevada que la del tungsteno puro.

48. Las varillas de tungsteno puro funden a 3400° C, y es necesario que el extremo del electrodo sea redondeado. Se utilizan fundamentalmente con corriente alterna en la soldadura del aluminio y sus aleaciones.

49. DIAMETRO DEL ELECTRODO A mayor diámetro … Mayor capacidad de transporte de corriente. Arco más grande. Impreciso. A menor diámetro … Mayor presición. Mayor control de arco.

50. Es un proceso de soldadura en donde los materiales a unir se calientan por medio de una llama producida por la combustión entre el oxigeno y el acetileno. Puede ser con o sin la aplicación de un material de aporte, o puede ser con o sin la fusión del material base, en este proceso no se emplea presión.

51. Los gases en estado comprimido son en la actualidad prácticamente indispensables para llevar a cabo la mayoría de los procesos de soldadura. Por su gran capacidad inflamable, el gas más utilizado es el acetileno que, combinado con el oxígeno, es la base de la soldadura oxiacetilénica y oxicorte, el tipo de soldadura por gas más utilizado.

52. El Equipo • Está constituido por dos cilindros que contienen acetileno y oxigeno respectivamente, sus respectivos reguladores, sus mangueras de conexión, su caña y sus boquillas.

54. Gases que se emplean en este proceso • Un gas combustible en combinación con el oxigeno o con el aire producen calor por medio de una combustión química. En el proceso oxiacetileno los gases empleados son el oxigeno y el acetileno. – El Acetileno.- Es el gas combustible utilizado por la mayoría de los procesos oxi-gas debido a su alta intensidad de combustión.

55. La Llama oxiacetilénica El acetileno reacciona con el oxigeno y produce una llama que tiene una temperatura que está por encima del punto de fusión de la mayoría de los metales industriales. • C 2 H 2 + 2.5 0 2 2C0 2 + H 2 0 +calor

56. Soldadura Oxiacetilénica Se usa el calor de la llama producida por la combustión del acetileno (C 2 H 2 ) al reaccionar con Oxígeno, después de que se mezclan en el soplete (boquilla y tubo mezclador) El acetileno entra a 0,3 y 0,6 kg/cm 2 máximo 1,5 kg/cm 2 . El oxígeno entra a menos de 4 kg/cm 2 . 3200° c C 2 H 2 + O 2  2 OC + H 2 + calor 2OC 2 + H 2 +3/2O 2  2CO 2 + H 2 O + Calor

57. Zonas de temperaturas en la llama del soplete Según la cantidad de O 2 combinado. Zona fría de gases no quemados Cono luminoso de la llama Zona de soldadura Llama dispersa por acceso de oxígeno del aire Combustión Neutra: Sin exceso de combustible o comburente en la llama. Proporción O 2 – C 2 O 2 = 1 : 1.1 Para soldar acero. Aporte hierro dulce Con exceso de O 2 : Núcleo pequeño y quema de material. Para aleaciones de CuZn. Con exceso de C 2 O 2 : Núcleo grande, sopladuras y soldadura defectuosa. Para Fundición gris. Aporte Bronce.

58. Consumo de O 2 y C 2 O 2 en función del espesor de las piezas a soldar 165 2.000 2.700 2.400 0.30 15 a 25 105 600 2.100 2.000 0.22 12 a 15 72 400 1.500 1.400 0.20 10 a 12 60 300 1.000 950 0.18 9 a 10 42 220 700 570 0.17 7 a 9 24 150 500 430 0.14 5 a 7 16 70 360 290 0.12 3 a 5 11 40 270 220 0.10 3 8 25 175 140 0.10 2 5 10 90 80 0.10 1 Tiempos de soldadura en (min/mm) Consumo de C 2 O 2 (l/ mm de soldadura) Consumo de O 2 (l/h) Consumo de C 2 O 2 (l/h) Presión de O 2 (MPa) Espesor de piezas a soldar (mm)

59. Consumo de O 2 y C 2 O 2 en función del espesor de las piezas a soldar

60. LA LLAMA NEUTRA Tiene una proporción de oxigeno y acetileno uno a uno. Es la llama soldadora por excelencia.

61. LA LLAMA CARBURANTE Tiene exceso de acetileno. La llama tiende a alargarse. Aparece la zona carburante que se puede regular en función de la longitud del cono.

62. LA LLAMA OXIDANTE Tiene un exceso de oxigeno. La llama tiende a acortarse. Se usa para soldar materiales específicos (bronces).

63. Soldadura oxiacetilénica con fusión del material base

65. SEGURIDAD Y PROTECCIÓN CONTRA ACCIDENTES (TRABAJO CON SOLDADURA) Obligaciones del Empresario: Dotar los implementos necesarios

66. Obligaciones del trabajador: Correcto uso de los implementos. Cuidar y manejar correctamente los equipos.

67. EFECTOS DAÑINOS DE LA CORRIENTE ELCTRICA Dependiendo de la intensidad de la corriente; los accidentes por electrocución pueden ser los siguientes: Descarga eléctrica. Paro cardiaco y/o respiratorio. Quemaduras.

68. ¿Qué debemos hacer en caso de que ocurran accidentes por electrocución? Desconecte rápidamente la corriente, o rescate a la persona electrocutada con alguna prenda u objeto aislante, así evitara poner en riesgo su propia su propia seguridad.

69. ¿Qué debemos hacer en caso de que ocurran accidentes por Paro Cardiaco - Respiratorio? De respiración artificial de boca a boca. Verifique el pulso. Realice masajes cardiacos presionando el tórax hasta reanimar el corazón.

70. INSTALACION DE LA MAQUINA Conexión o instalación a la red: todo cambio y/o reparación debe ser hecho por un electricista. Maquinas de soldar: Si el soldador no es experimentado, o si la maquina es muy compleja: la reparación debe ser hecha por expertos en la materia o por representantes de la maquina. Conexiones de salida, cables de soldar y accesorios: Los trabajos de reparación y mantenimiento pueden ser ejecutados por un soldador experimentado.

71. AMBIENTES DE ALTO RIESGO DE ELECTROCUCIÓN En ambientes estrechos con piso y paredes metálicos. En ambientes húmedos y/o calientes.

72. AMBIENTES DEL PUESTO DE TRABAJO Sujetador, para posicionar las piezas de metal base. Extractor de humos. Mesa de soldar. Divisiones de ambientes, tabiquería y cortinas. Herramientas, tenazas de forja, escobillas de acero, martillo para escoria, cincel y martillo. Taburete o asiento. Soporte para el portaelectrodo o pistola. Depósito de electrodos.

73. CONTAMINACIÓN DEL AIRE (PELIGROS DE INTOXICACIÓN Y MEDIDAS DE SEGURIDAD) Los gases, humos y vapores pueden ser venenosos y no venenosos. Los gases venenosos producen náuseas e intoxicación. Los gases no venenosos pueden producir náuseas.

74. PELIGROS DE INCENDIO Y/O EXPLOSIÓN Todo incendio y/o explosión se produce con la intervención combinada de tres elementos, para identificarlos se les denomina factores del TRIANGULO DEL FUEGO. Cuando se unen estos tres factores, se produce un incendio. Pero con la falta de uno de ellos el incendio se apaga

75. PREPARACIÓN DE LA ZONA O DE LOS BORDES A SOLDAR Limpiar toda ka grasa y los restos del liquido penetrante. La soldadura se efectúa con éxito solamente en las superficies metálicas exentas de toda impureza.