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Unidad 6   proceso soldadura de la construcción naval
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Unidad 6   proceso soldadura de la construcción naval Unidad 6 proceso soldadura de la construcción naval Document Transcript

  • 21/12/2012 Universidad Tecnológica del Perú Área Académica - Facultad de Ingeniería Naval Tecnología de laConstrucción Naval I Logística de Entrada El Proceso de Soldadura de La Construcción Naval Unidad Didáctica 6 © 2012 Ramón Velasco Stoll © Profesor Area Ingeniería Naval 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Area Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Ramon.Velasco@marsh.com Generalidades • Existen ventajas y limitaciones importantes en cada proceso. • Muchas “discontinuidades” pueden ser consecuencia del uso de un proceso en particular • La calidad de soldadura estará en función del ajuste en los controles de la máquina. • La Soldadura y Brazing son los métodos para unir metales © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 1
  • 21/12/2012 soldadura por arco con alambre y protección gaseosa ... GMAW -arco pulsante .......................................... GMAW-Psoldadura porhidrógeno atómico .................. AHW Generalidades -arco en corto circuito ............................... GMAW-Ssoldadura por arco con electrodo desnudo .. BMAW soldadura por arco con electrodo de tungstenosoldadura por arco con electrodo de grafito .. CAW y protección gaseosa................................................... GTAW -gas ............................. CAW-G SOLDADURA -arco pulsante ........................................... GTAW-S -protegido ............................. CAW-S POR ARCO (AW) soldadura por plasma ................................................... PAW -doble ............................. CAW-T soldadura por arco con electrodo revestido .................. SMAWsoldadura por electrogas ............................ EGW soldadura de espárrago ................................................ SWsoldadura por arco con electrodo tubular ..... FCAW SOLDADURA EN ESTADO soldadura por arco sumergido ...................................... SAW SOLIDO BRAZING -series ...................................................... SAW-S (SSW) (B)soldadura por coextrusión ........... CEW brazing por bloques ................................. BBsodadura en frio .......................... CW brazing por difusión ................................ CAB Los numerosos procesos de unión ysoldadura por difusión ................. DFWsoldadura por explosión .............. EXWsoldadura por forja ...................... FOW brazing por inmersión .............................. DB brazing exotérmico ................................. EXB brazing por flujo ...................................... FLBsoldadura por fricción .................. FRW OTROS corte disponibles para el uso en la PROCESOS brazing en horno ..................................... FBsoldadura por presión en caliente.. HPW SOLDERING PROCESOS DE brazing por inducción .............................. IBsoldadura por rolado .................... RW (S) DE SOLDADURA SOLDADURA brazing por infrarrojo ............................... IRBsoldadura por ultrasonido ............ USW brazing por resistencia ............................ RB fabricación de productos metálicos,soldering por inmersión ............ DSsoldering en horno .................... FS brazing por soplete ................................. TB brazing por arco con electrodo de grafito ... TCABsoldering por inducción ............. IS soldadura por haz de electrones ......... EBWsolding por soldador de cobre .. INSson mostrados por el "Esquemasoldering por infrarrojo ............. IRSsoldering por resistencia .......... RS SOLDADURA POR RESISTENCIA (SW) PROCESOS SOLDADURA POR OXIGAS (OFW) -alto vacío ....................... EBW-HV -vacío medio ................... EBW-MV -sin vacío ........................ EBW-NVsoldering por soplete ................ TS AFINES soldadura por electroescoria ............... ESW principal de procesos de Soldadura ysoldering por ultrasonido ......... USSsoldering por ola ...................... WS soldadura por flujo ............................. FLB soldadura por inducción ..................... IW soldadura por láser ............................. LBW Afines" de la American Welding soldadura por percusión ..................... PEW soldadura aluminotérmica ................... TW soldadura por chisporroteo ................... FS soldadura por proyección ..................... PW soldadura de costura por resistencia .. RSEW Society ... -alta frecuencia ............... RSEW-HF -inducción ....................... RSEW-I soldadura por resistencia por punto ..... RSW SPRAYING TERMICO (THSP) soldadura aeroacetilénico ....................... AAW soldadura oxiacetilénica ......................... OAW soldadura por oxihidrógeno ..................... OHW soldadura por recalcado ...................... UW soldadura por presión con gas .............. PGW -alta frecuencia ............... UW-HF -inducción ....................... USEW-I spraying por arco ................ .ASP spraying por llama ...............Velasco Stoll © 2012 Ramón FLSP spraying por plasmaÁrea Ingeniería Naval Profesor ............ PSP Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Proceso De Soldadura De acuerdo con AWS, una soldadura es, “una coalescencia localizada de metales o no metales producida tanto por calentamiento de los metales a la temperatura de soldadura, con o sin la aplicación de presión, o por la aplicación de presión solamente y con o sin el uso de material de aporte.” Coalescencia significa “unidos uno a otro entre si”. Por esa razón la soldadura se refiere a las operaciones usadas para llevar a cabo esta operación de unión. © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 2
  • 21/12/2012 Soldadura PROCESOS EMPLEADOS EN EL ASTILLERO :  Manual SMAW  MIG MAG GMAW  Tubular FCAW  Arco Sumergido SAW  TIG © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW)Comúnmente llamado “stick welding”. Este proceso operamediante el calentamiento del metal con un arco eléctricoentre un electrodo de metal recubierto, y los metales a serunidos. La Figura, muestra los distintos elementos delproceso de soldadura por arco con electrodo revestido. 3
  • 21/12/2012 Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW) Es el proceso más común y empleado. la desventaja de este consiste en que es lento y la cantidad real depositada de electrodo es de 60%. Es decir tiene una pérdida del 40% en mermas. No requiere mayor tecificación. Alta concentración de calor y deformación de material. Suceptible al robo sistemático. Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW)• Formación de escoria inherente al proceso.• Autogeneración del gas de protección, producido cuando el recubrimiento del electrodo es calentado y se descompone.• El elemento principal es el electrodo en si mismo. Está hecho de un núcleo de metal sólido, alambre, cubierto con una capa de fundente granular que se mantiene en el lugar por algún tipo de agente aglutinante. © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 4
  • 21/12/2012 Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW)La Función del revestimiento del electrodo es para:• Protección el recubrimiento de descompone para formar Protección: una protección gaseosa para el metal fundido.• Desoxidación el recubrimiento provee una acción de flujo Desoxidación: para remover el oxígeno y otros gases atmosféricos.• Aleante el recubrimiento provee elementos aleantes Aleante: adicionales para el depósito de soldadura.• Ionización el recubrimiento mejora las características Ionización: eléctricas para incrementar la estabilidad del arco.• Aislación la escoria solidificada provee una cobertura de Aislación: aislación para disminuir la velocidad de enfriamiento del metal (el efecto menos importante). Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW) Sistema de Identificación de Electrodo SMAW POSICION EXXXX RESISTENCIA REVESTIMIENTO A LA TRACCION CARACTERISTICAS DE OPERACION © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 5
  • 21/12/2012 Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW)El equipo para soldadura por arco conelectrodo revestido es relativamentesimple. Un borne de la fuente depotencia es conectado a la pieza a sersoldada y el borne opuesto va a lapinza porta de electrodo en la cual elsoldador ubica el electrodo a serconsumido. El electrodo y el metalbase son fundidos por el calorproducido por el arco eléctrico desoldadura creado entre la punta delelectrodo y la pieza de trabajo cuandoson llevados cerca uno del otro. Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW) La fuente de potencia para la soldadura por arco con electrodo revestido es tomada como una fuente de suministro de corriente constante, que tiene una característica descendente. Esta terminología puede ser comprendida mejor, si se observa a curva característica voltaje-amperaje (V-A) de este tipo de fuente de potencia. 6
  • 21/12/2012 Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW) La soldadura por arco con electrodo revestido se mantiene como un proceso popular, por: • El equipamiento es relativamente simple y económico. • El proceso muy portátil. • Nueva tecnología de las fuentes de potencia en estado sólido, son tan pequeñas y de bajo peso que pueden ser llevadas por el soldador hasta el trabajo. • Existe una numerosa disponibilidad de tipos de electrodos, el proceso es considerado muy versátil. • Finalmente, con los equipos y electrodos mejorados que se pueden conseguir hoy en día, la calidad de la soldadura puede ser consistentemente alta. © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW) (Desventajas)• La velocidad es afectada negativamente por el hecho que el soldador debe detener periódicamente la soldadura y reemplazar el electrodo consumido con uno nuevo, debido a que tienen una longitud típica de no más que 355 a 460 mm(14 a 18 in.).• Presencia de escoria solidificada luego de la soldadura, que debe ser removida.• Cuando se usan electrodos de bajo hidrógeno, se requiere almacenarlos en un horno de mantenimiento apropiado, que ayudará a mantener el bajo nivel de humedad de estos. 7
  • 21/12/2012 Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW) La soldadura por arco con alambre y protección gaseosa es designada como (GMAW) por la AWS, comúnmente los usuarios se refieren a él como soldadura “MIG”. Es comúnmente usado como un proceso semiautomático; sin embargo, es usado también en aplicaciones mecanizadas y aplicaciones automáticas. En consecuencia, es muy adecuable a aplicaciones de soldaduras robotizadas. Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)La soldadura por arco conalambre y protección gaseosase caracteriza por un electrodosólido de alambre el que esalimentado en forma continua através de la pistola desoldadura. Se crea un arcoentre este alambre y la piezade trabajo para calentar y fundirel metal base y los metales deaporte. Una vez fundido, elalambre se deposita en la juntasoldada. 8
  • 21/12/2012 Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)Toda la protección para la soldadura es provista por unaatmósfera de gas protector que también es suministrado através de la pistola de soldadura desde alguna fuenteexterna. Los gases usados incluyen los del tipo inerte ylos reactivos. Para algunas aplicaciones se usan gasesinertes tales como el argón y el helio. Puede usarse unosólo, en combinación con el otro, o mezclado con otrosgases reactivos como el oxígeno o el dióxido de carbono.Muchas aplicaciones de la soldadura por arco con alambrey protección gaseosa usan sólo protección de dióxido decarbono, por su costo relativamente bajo con respecto alos gases inertes. Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)Sistema de Identificación de ElectrodoGMAW RESISTENCIA COMPOSICION TRACCION QUIMICA ER X X S X ELECTRODO DE ALAMBRE ALAMBRE SOLIDO © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 9
  • 21/12/2012 Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)A pesar que el alambre no tiene un fundente derecubrimiento, es importante almacenar adecuadamente elmaterial cuando este no se usa. El factor más crítico esque el alambre debe conservarse limpio. Si se permite quepermanezca fuera a la intemperie, puede contaminarsecon herrumbre, aceite, humedad, partículas de polvo, uotros materiales presentes en el ambiente del taller desoldadura. Por esto, cuando no se usa, el alambre debeconservarse en su envase plástico original, y/o contenedorde transporte. Incluso cuando un rollo de alambre estáubicado en el alimentador, debe estar cubierto con algunaprotección cuando no se usa por períodos prolongados. Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW) La fuente de potencia usada para soldadura por arco con alambre y protección gaseosa es muy distinta del tipo empleado por la soldadura por arco con electrodo revestido. En lugar de una fuente de corriente constante, la soldadura por arco con alambre y protección gaseosa usa una fuente del tipo de las conocidas como de voltaje constante, o potencial constante. Esto es, la soldadura se lleva a cabo usando un valor preseteado de voltaje sobre un rango de corrientes de soldadura. 10
  • 21/12/2012Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW) La soldadura por arco con alambre y protección gaseosa normalmente se realiza con corriente continua, electrodo positivo (DCEP). Cuando este tipo de fuente de potencia se combina con un alimentador de alambre, el resultado es un proceso de soldadura que puede ser tanto semiautomático, mecanizado, o totalmente automatizadoSoldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW) Un equipo típico incluye una fuente de potencia, alimentador de alambre, fuente de gas, y pistola de soldar fijada al alimentador por un cable flexible a través del cual pasan el gas y el alambre. Para poner a punto la soldadura, el soldador ajustará el voltaje en la fuente de potencia y la velocidad del alimentador de alambre. Cuando la velocidad de alimentación de alambre aumenta, también aumenta la corriente de soldadura. La velocidad de fusión del electrodo es proporcional a la corriente del arco, entonces la velocidad de alimentación del alambre en realidad controla también ésta característica. 11
  • 21/12/2012 Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW) PRINCIPIO BÁSICO DEL PROCESO MIG-MAG (GMAW) Observese el detalle de la fusión del metal y el gas que sale de la tobera. Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO MIG-MAG (GMAW) Durante su aplicación se produce poca o nada de escoria, por lo que no necesita emplear tiempos adicionales de limpieza. Es un proceso “Limpio” y le permite al operador ver el cordon conforme va depositando el metal de aporte. 12
  • 21/12/2012 Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)La curva V-A típica, muestra una línea que no es plana sino quetiene una suave pendiente. Esta característica permite que elproceso funcione como un proceso del tipo semiautomático, estosignifica que el soldador no tiene que controlar la alimentación delmetal de aporte como en el caso de soldadura por arco conelectrodo revestido manual. Otra manera de describir el sistema elllamarlo sistema con “Auto regulación de Potencial Constante”. Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)Cuando se cambian los ajustes de la máquina, el resultado es quelas características de operación se alterarán drásticamente. Es derelevante importancia la manera en que el metal fundido estransferido desde extremo del electrodo, a través de la región delarco, al metal base. Con soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa hay cuatro modos básicos de transferencia demetal. Estos son, spray, globular, arco pulsante, y en corto circuito. 13
  • 21/12/2012 Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)PROCESO MIG-MAG (GMAW) TIPO SPRAY TIPO ARCO PULSADO Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)El equipo debe estar bien mantenido:Cada vez que se reemplaza un rollode alambre la guía debe ser limpiadasopleteándola con aire comprimidopara quitar las partículas que puedencausar obstrucciones.la guía debe reemplazarse.El tubo de contacto debereemplazarse periódicamente.Cuando se desgasta, cambia elpunto de contacto eléctrico demanera que se incrementa la“extensión el electrodo” sin que losepa el soldador. 14
  • 21/12/2012 Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)• El gas de protección permite la transferencia tipo spray puede lograrse sólo donde hay una presencia de un 80% de argón en la mezcla de gases. CO2 es probablemente uno de los gases más populares para GMAW de acero al carbono, principalmente debido a su bajo costo y a sus excelentes características de penetración. Una desventaja, sin embargo, es que habrá más salpicadura que puede requerir ser quitada, reduciendo la productividad del soldador. Soldadura por arco con alambre y protección gaseosa (GMAW)• Muchas aplicaciones industriales. GMAW puede ser usada efectivamente para unir o cubrir muchos tipos de metales ferrosos o no ferrosos. El uso de gas de protección, en vez de un fundente, puede reducir la posibilidad de introducir hidrógeno dentro de la zona de soldadura, entonces GMAW puede ser usado satisfactoriamente en situaciones donde la presencia de hidrógeno puede causar problemas. 15
  • 21/12/2012Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW) Es un proceso con mejores características que el GMAW por la mayor penetración que se obtiene. Ligeramente menor la relación del metal depositado es de 80% posee mejores desempeño cuando se le usa en automatización pese a tener mayor concentración de calor. Se provee en rollos de alambre. Costo en hasta un 50% más que los electrodos.Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW)PRINCIPIO BÁSICO DEL PROCESO TUBULAR (FCAW) Boquilla o Tobera Electrodo Existen dos tipos de Tubular con Punta de contacto Protección de alambre, aquellos (conductora de corriente) Gas Gas de protección que son protegidos Escoria Polvos metálicos, solidificada fundentes y materiales formadores de escoria por gas, tipicamente Arco y metal transferido CO2 y los autoprotegidos por un gas. Depósito líquido Depósito solidificado Escoria líquida 16
  • 21/12/2012Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW)PRINCIPIO BÁSICO DEL PROCESO TUBULAR (FCAW) Punta de contacto (conductora de corriente) Polvos metálicos, El arco se forma materiales formadores deElectrodo Tubular Autoprotegido vapor, desoxidantes y entre un electrodo refinadores Escoria líquida Gas de protección, con forma tubular, Escoria solidificada formado de los materiales del núcleo que es Arco y metal consumible y se transferido alimenta continuamente y la pieza de trabajo. Depósito Depósito líquido solidificadoSoldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW) Es un proceso con mejores características que el GMAW por la mayor penetración que se obtiene. Ligeramente menor la relación del metal depositado es de 80% posee mejores desempeño cuando se le usa en automatización pese a tener mayor concentración de calor. Se provee en rollos de alambre. Costo en hasta un 50% más que los electrodos. 17
  • 21/12/2012Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW) Es un proceso con mejores características que el GMAW por la mayor penetración que se obtiene. Ligeramente menor la relación del metal depositado es de 80% posee mejores desempeño cuando se le usa en automatización pese a tener mayor concentración de calor. Se provee en rollos de alambre. Costo en hasta un 50% más que los electrodos.Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW)Sistema de Identificación de ElectrodoFCAW RESISTENCIA TUBULAR TRACCION E X X T X ELECTRODO DE COMPOSICION POSICION ALAMBRE QUIMICA © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 18
  • 21/12/2012Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW) TUBULAR (FCAW)Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW)VENTAJAS DEL PROCESO TUBULAR (FCAW) Produce uniones de alta calidad a bajo costo y menor esfuerzo que el proceso SMAW. Es más indulgente que el proceso GMAW. Más flexible que el proceso de arco sumergido.  Depósitos de soldadura de excelente calidad.  Cordones tersos y uniformes, excelente apariencia. 19
  • 21/12/2012Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW)VENTAJAS DEL PROCESO TUBULAR (FCAW)Autoprotegido Excelente contorno de cordones de filete horizontal. En algunos aceros se puede soldar sobre un amplio rango de espesores. Elevado factor de operación. Alta tasa de depósito. Relativamente alta eficiencia del electrodo.Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW) VENTAJAS DEL PROCESO TUBULAR (FCAW) Autoprotegido Se requiere menor limpieza inicial que con proceso GMAW. Se reduce la distorsión en relación con el proceso SMAW. Se puede aplicar sobre juntas de preparación económica. Arco visible, fácil de usar. Alta tolerancia a contaminantes que pueden causar agrietamiento. Alta resitencia al agrietamiento bajo el cordón. 20
  • 21/12/2012Soldadura por arco con alambre yprotección gaseosa (FCAW)LIMITACIONES DEL PROCESO TUBULAR (FCAW)Autoprotegido Hasta la fecha, está limitado a materiales ferrosos y base níquel. Produce una capa de escoria que debe ser removida. En base peso, los electrodos tubulares son más costosos que los sólidos. El equipo es más costoso y complicado que el de proceso SMAW; sin embargo, el incremento en la productividad lo compensa. La protección del gas puede afectarse por las corrientes de aire. SoldaduraEQUIPO BÁSICO PARA MIG MAG (GMAW) Y TUBULAR(FCAW) Fuente de poder. Sistema de alimentación de alambre. 3 1 Fuente de gas de protección y 2 sistema de regulación de gas. 6 Antorcha. 4 Pinza de tierra. Cables de conexión. 5 21
  • 21/12/2012 Soldadura FUENTE DE PODER  Las más populares son las de corriente directa voltaje constante (CV).  Se recomienda que la capacidad sea de 300 A mínimo y un ciclo de trabajo 100%.  Debe ser capaz de incrementos unitarios de voltaje.SoldaduraALIMENTADORES Tienen la función de proporcionar una alimentación continua y uniforme de alambre a una velocidad previamente seleccionada. Se prefieren los de velocidad constante en conjunto con las máquinas VC. La velocidad de alimentación de alambre determina el amperaje aplicado al electrodo. Es preferido el uso de rodillos (estriados) moleteados 22
  • 21/12/2012Soldadura ANTORCHA Tiene la función de conducir la corriente eléctrica, el gas de protección y el electrodo. Se recomienda una capacidad mínima de 400 A. Existen modelos enfriados por aire y por agua. Lo que busca un operador es la fácil manipulación, comodidad, poco peso y durabilidad.Soldadura GAS DE PROTECCIÓN Puede ser suministrado a partir de cilindros o tubería proveniente de un manifold. Se emplean reguladores flujómetros para ajustar el volumen de gas necesario para una adecuada protección. Es importante que el regulador flujómetro tenga la capacidad suficiente para manejar el gasto requerido. 23
  • 21/12/2012SoldaduraCABLES Y PINZA DE TIERRA A Longitud de cable en el circuito -  A.W.G. 60´ 100´ 150´ 200´ 300´ 400´ 100 4 4 4 2 1 1/0 150 2 2 2 1 2/0 3/0 200 2 2 1 1/0 3/0 4/0 250 2 2 1/0 2/0 300 1 1 2/0 3/0 350 1/0 1/0 3/0 4/0 400 1/0 1/0 3/0 450 2/0 2/0 4/0 500 2/0 2/0 4/0 400 4/0 4/0 Operación automática (100% 800 4/0 (2) 4/0 (2) Ciclo de trabajo) 1200 4/0 (3) 4/0 (3)SoldaduraBIÓXIDO DE CARBONO (CO2). Menor costo. Alta profundidad de penetración. Produce una transferencia globular, aunque con algunas formulaciones la transferencia puede ser tipo spray axial. Tendencia a oxidar los metales presentes en el arco. 24
  • 21/12/2012Soldadura MEZCLAS DE ARGÓN Y CO2.  75-25 y 80-20 son las más empleadas, no se recomienda mayor contenido de argón ya que se pierde la capa de escoria.  Incrementan la eficiencia de los desoxidantes del fundente.  Se obtiene mayor resistencia a la tensión y límite de cedencia que con CO2.  Para soldar fuera de posición, es más cómodo para el soldador.Soldadura por Arco Sumergido (SAW) Es el proceso más eficiente desde el punto de vista de alta penetración en planchas de grandes espesores. Es veloz, su aplicación y la cantidad real depositada de metal de aporte es del 98%. Requiere mayor tecificación. Alta concentración de calor y deformación de material cuando se le aplica para soldar estructuras. Se provee en rollos de alambre. Uso limitado a posición plana. 25
  • 21/12/2012Soldadura por Arco Sumergido (SAW) PRINCIPIO BÁSICO DEL ARCO SUMERGIDO El arco y el metal fundido se encuentran sumergidos durante la operación bajo una cubierta de fundente granular sobre la pieza a soldar.Soldadura por Arco Sumergido (SAW)IMPORTANCIA DEL FUNDENTEEstabiliza el arcoControla las propiedades mecánicas y lacomposición química del metal desoldadura.La calidad del depósito de soldadurapueda verse afectada por el cuidado ymanipuleo del flujo fundente.Su consumo es similar al del alambre (enfunción del amperaje):Voltaje = F/A (fundente/alambre) = 1 a 1,5 veces 26
  • 21/12/2012Soldadura por Arco con Electrodo deTungsteno y Protección Gaseosa (GTAW) Utiliza el calor de un arco que se forma entre un electrodo de tungsteno por aleación de tungsteno torio y tungsteno zirconio no consumible, la pieza de trabajo a unirse por fusión. La zona del arco alimentada por un gas inerte el cual protege al metal fundido y el extremo del electrodo de la contaminación por el aire y permite un arco estable durante todo el proceso de soldadura.Soldadura por Arco con Electrodo deTungsteno y Protección Gaseosa (GTAW) ELECTRODO DE TUGSTENO ( TIG ) 27
  • 21/12/2012Soldadura por Arco con Electrodo deTungsteno y Protección Gaseosa (GTAW)CORRIENTE-TIPO DC DC AC (Balanceada)POLARIDAD DEL Negativa PositivaELECTRODOFLUJO DE LOSELECTRONES E IONESCARACTERISTICAS DEPENETRACIONACCION DE LIMPIEZA NO SI SI – Una vez cada medioDE OXIDO cicloCALENTAMIENTO 70% En el extremo de la 30% En el extremo de la 50% En el extremo de laBALANCEADO EN EL pieza pieza piezaARCO 30% En el extremo del 70% En el extremo del 50% En el extremo del electrodo electrodo electrodoPENETRACION Profunda, Estrecha Poco profunda mediaCAPACIDAD DEL Excelente Pobre BuenaELECTRODO (e.g., 3.18 mm [1/8 in.]- (e.g. 6.35 mm[1/4 in.]- (e.g. 3.18 mm [1/8 in.]- 400ª) 120ª) 225ª)Soldadura por Arco con Electrodo deTungsteno y Protección Gaseosa (GTAW) PRINCIPIO BÁSICO PROCESO ( TIG ) 28
  • 21/12/2012Soldadura por Arco con Electrodo deTungsteno y Protección Gaseosa (GTAW) SoldaduraCOSTOS DE LA SOLDADURAPROCESO ( $ / Kg. )SMAW (Manual) 1,45FCAW (Tubular) 3,00GMAW-MIG 1.40Gases de Protección ( 80%Ar -20% CO2) 2.76 (m3/Kg) ( CO2) 0.69SAW 2.50 (Fundente) 1.40 29
  • 21/12/2012 SoldaduraFACTORES DE EFICIENCIAPROCESO EFICIENCIASMAW (Manual) 60%FCAW (Tubular) 80%GMAW-MIG 98%(mezcla de gases) MAG 90% (protección CO2) SAW 100% SoldaduraFACTOR DE OPERACIÓNVeces que se enciende el arco divididos por el tiempo totalasociado con las actividades de soldeo. Para la soldadura manual(SMAW), el reemplazo de electrodos se efectúa a cada minutodebido a la poca longitud del mismo.Los factores de operacióntipicamente usados para los varios procesos y métodos aplicadosson:METODO FACTOR OPERACIONManual SMAW 30%Semiautomático 40%Mecanizado 50% 30
  • 21/12/2012 Calidad de soldadura problemas comunes• Inclusiones de Escoria del cordón anterior escoria Velocidad de avance errática Angulo de avance inadecuado Flujo de gas insuficiente o• Porosidad inadecuado Ráfagas de viento que eliminan la protección de gas Corriente, voltaje y ESO excesivos• Fusión Velocidad de avance muy alta incompleta Insuficiente amperaje de soldadura Calidad de soldadura problemas comunes Excesivo amperaje de • Socavado soldadura Voltaje demasiado alto Velocidad de avance alta Causado por humedad o • Porosidad de azufre en el acero agujero de Limpiar la superficie de la gusano junta Precalentar para eliminar la humedad 31
  • 21/12/2012 Estimación de costos - definiciones Mano de obraCostos de soldadura Indirectos Electrodos Gas de protección Materiales Electricidad Accesorios • Indirectos. – Incluyen gastos como: administrativos, servicios, depreciación, mantenimiento de instalaciones e impuestos. © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Estimación de costos - definiciones• Factor de operación. – Es el porcentaje de tiempo efectivo de arco sobre el tiempo total de una operación de fabricación. Factor de operación típico GMAW 40 - 65% FCAW 40 - 50% SAW 60 - 80% SMAW 25 - 35%• Velocidad de avance. – La rapidez de desplazamiento a lo largo de una junta que permite aplicar un cordón con las dimensiones requeridas. © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 32
  • 21/12/2012 Estimación de costos - definiciones• Tasa de depósito. – Es la cantidad de metal del electrodo que pasa a formar parte del depósito por unidad de tiempo. 24 1/16” Plano 18 T de D (lb/hr) 12 0.045” Plano 6 E71T- E71T-1 0 100 200 275 450 © 2012 Ramón Velasco Stoll Corriente (A) Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Estimación de costos - ejemplo. • TA = tiempo de arco [=] hr/ft TA = WD/DR – WD = peso del depósito por unidad de longitud [=] lb/ft – DR = Tasa de depósito [=] lb/hr • TAT = tiempo total de arco [=] hr/ft TAT = TA/OF – OF = Factor de operación del proceso [=] % © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 33
  • 21/12/2012 Estimación de costos - definiciones• MO&I = Costo de mano de obra e indirectos [=] $/ft MO&I = ($MO + $I) * TAT – $MO = Salario del operador [=] $/hr – $I = Gastos indirectos[=] $/hr• CG = Costo del gas de protección [=] $/ft G = $G*FG*TAT – $G = Precio del gas de protección [=] $/ft3 – FG = Flujo de gas de protección [=] ft3/hr © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Estimación de costos - definiciones • CE = Costo del electrodo [=] $/ft CE = (WD*$E)/EfE – $E = Precio del electrodo [=] $/lb – EfE = Eficiencia del electrodo[=] % Eficiencias típicas de diferentes electrodos GMAW 92 - 97% FCAW 80 - 90% SAW 98 - 100% SMAW 60 - 70% © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com 34
  • 21/12/2012 Estimación de costos - definiciones • CEE = Costo de energía eléctrica [=] $/ft CEE = (A*V*$EE*TAT)/EfFP – A = Amperaje de soldadura [=] A – V = Voltaje de arco[=] V – $EE = Precio de la electricidad [=] $/Kw-hr – EfFP = Eficiencia de la fuente de poder [=] % © 2012 Ramón Velasco Stoll Profesor Área Ingeniería Naval Ramon.Velasco.Stoll@gmail.com Estimación de costos - ejemplo. Filete de 1/2” de pierna WD = 0.514 lb/ftProceso SMAW FCAW-GSMétodo de aplicación Manual SemiautomáticoTipo de electrodo E7024 E70T-1Diámetro del electrodo 1/4” 3/32”Corriente de soldadura (A) 360 500Voltaje de soldadura (V) 35 31Velocidad de alimentación de alambre (ipm) --- 240Gas de protección --- 100% CO2Flujo de gas (ft3/hr) --- 35Tasa de depósito (lb/hr) 12.19 19.70 35
  • 21/12/2012 Estimación de costos - ejemplo.Velocidad de avance (ipm) 4.76 7.69Tiempo de arco (hr/ft) 0.042 0.026Tiempo total de arco (hr/ft) 0.12 0.058Mano de obra e indirectos ($/hr) 40.0 40.0Factor de operación (%) 35 45Peso del metal depositado (lb/ft) 0.514Precio del electrodo ($/lb) 0.906 1.121Eficiencia del electrodo (%/100) 70.8 90Costo del electrodo ($/ft) 0.658 0.640Precio del gas ($/ft3) --- 0.05Costo del gas ($/ft) --- 0.102Precio de la energía eléctrica ($/Kw-hr) 0.08Eficiencia de la fuente de poder (%) 67 80Costo de la energía eléctrica ($/ft) 0.086 0.044Costo de la mano de obra e indirectos ($/ft) 1.68 1.04Costo de materiales y energía ($/ft) 0.744 0.786Costo total ($/ft) 2.424 1.826Ahorros ($/ft) 0.598 36