Proceso De Soldadura - Saw 1e6t3f

PROCESO DE SOLDADURA CON ARCO SUMERGIDO 1. INTRODUCCION La soldadura por arco sumergido es un procedimiento de soldadura con arco eléctrico en el que no se ve el arco de soldadura quemándose entre el electrodo sin fin y la pieza. El arco eléctrico y el baño de fusión están cubiertos por un polvo granulado. La escoria formada por el polvo sirve para proteger la zona de soldadura frente a la influencia de la atmósfera. Un elevado rendimiento térmico generado por la cubierta de polvo produce mayor rendimiento de fusión en comparación con otros procedimientos de soldadura. Por ese motivo, la soldadura por arco sumergido se designa como procedimiento de alto rendimiento. La soldadura por arco sumergido pasa a ser económicamente rentable a partir de un espesor de chapa de 6 mm. Los variados casos de aplicación en los que se utiliza la soldadura por arco sumergido van desde la construcción naval a la fabricación de depósitos pasando por la construcción de puentes y acero. El procedimiento se aplica tanto para la soldadura de uniones como para el recargue de capas de protección antidesgaste y anticorrosiva. Pueden soldarse aceros no aleados y aleados, así como aceros al cromo níquel. Los procedimientos de soldadura de alto rendimiento como la soldadura por arco sumergido se aplican, sobre todo, mecanizados o automatizados. Unos tiempos de soldadura inferiores en combinación con un tiempo de funcionamiento superior provocan que sea posible soldar cordones largos sin interrupción. De éste se derivan unos tiempos secundarios inferiores con el efecto positivo de tener unos costes de soldadura más reducidos. La técnica de soldadura por arco sumergido puede adaptarse a pórticos, mástiles, sistemas de ejes motorizados o a carros. Gracias a la estructura modular de la Técnica de soldadura por arco sumergido de Kjellberg y a la multitud de sistemas de soportes disponibles, es posible soldar una multitud de geometrías de piezas y cordones diferentes.

2. DEFINICION Es un proceso automático, en el cual un alambre desnudo es alimentado hacia la pieza. Este proceso se caracteriza porque el arco se mantiene sumergido en una masa de fundente, provisto desde una tolva, que se desplaza delante del electrodo. De esta manera el arco resulta invisible, lo que constituye una ventaja pues evita el empleo de elementos de protección contra la radiación infrarrojo y ultravioleta, que son imprescindibles en otros casos. Las corrientes en este proceso varían, van desde los 200 hasta los 2000 Amps. Y los espesores que es posible soldar varían entre los 5 mm y hasta más de 40 mm. 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. El proceso se caracteriza por sus elevados regímenes de deposición y es normalmente empleado cuando se trata de soldar grandes espesores de acero al carbono o de baja aleación. 3. Descripción La soldadura por arco sumergido (Submerged Arc Welding SAW) produce la coalescencia de metales calentándose con un arco entre un electrodo de metal desnudo y el trabajo. El arco y el metal derretido están “sumergidos” en un manto de fundente granular fusible sobre la pieza de trabajo. En la soldadura por arco sumergido, el arco está cubierto por fundente, el cual desempeña un papel preponderante porque (1) la estabilidad del arco depende del fundente, (2) las propiedades mecánicas y químicas del depósito de soldadura final se pueden controlar son el fundente y (3) la calidad de la soldadura puede ser afectada por la forma como se maneje el fundente. La soldadura por arco sumergido es un proceso de soldadura de producción versátil capaz de soldar con corrientes de hasta 2000 amperes de CA o CC, empleando uno o varios alambre o tiras de metal de aporte. Es posible usar fuentes de potencia tanto de CA como de CC en la misma soldadura simultáneamente.

4. Principios de funcionamiento En la soldadura por arco sumergido, el extremo de un electrodo continuo de alambre desnudo se inserta en un montículo de fundente que cubre el área o la unión que se va a soldar, se enciende el arco. A continuación, un mecanismo alimentador de alambre comienza a introducir el electrodo en la unión a una velocidad controlada, y el alimentador se desplaza manual o automáticamente a lo largo de la soldadura.

En la soldadura mecanizada o automática, el trabajo puede desplazarse debajo de un alimentador de alambre estacionario. En todo momento, se alimenta fundente adicional adelante del electrodo y a su alrededor y se distribuye continuamente sobre la unión. El calor producido por el arco eléctrico derrite progresivamente parte del fundente, el extremo del alambre y los bordes adyacentes del metal base, creando un charco de metal fundido de una capa de escoria líquida. El baño fundido cerca del arco presenta mucha turbulencia, y burbujas de gas ascienden rápidamente a la superficie del charco. El fundente flota sobre el metal derretido y protege por completo de la atmósfera la zona de soldadura. El manto de fundente que flota sobre el charco se soldadura evita que los gases atmosféricos contaminen el metal de soldadura y disuelve las impurezas del metal y el electrodo, que entonces flotan sobre el charco. Además, el fundente puede agregar ciertos elementos de aleación al metal de soldadura, o extraerlos de él. Al avanzar la zona de soldadura a lo largo de la unión, el metal de soldadura primero y luego el fundente líquido se enfrían y solidifican, formando una capa protectora de escoria encima. El proceso de arco sumergido se ilustra en la siguiente figura:

Proceso de soldadura por arco sumergido. Entre los factores que determinan si conviene o no usar soldadura por arco sumergido están: 1. Composición química y las propiedades mecánicas que debe tener el depósito final. 2. El espesor del metal base que se va a soldar. 3. La accesibilidad de la unión. 4. La posición en la que se va a soldar. 5. La frecuencia o la cantidad de soldaduras que se van a efectuar. 5. Métodos generales La soldadura por arco sumergido se puede aplicar en tres modos distintos: automáticos, semiautomáticos y mecanizado. 6. Equipo El equipo requerido para soldadura por arco sumergido consiste en (1) una fuente de potencia, (2) un sistema de suministro del electrodo, (3) un sistema de distribución de fundente, (4) un mecanismo de desplazamiento y (5) un sistema de control del proceso.

7. Materiales La soldadura por arco sumergido se emplea para fabricar ensambles de casi todos los materiales empleados en la actualidad, desde aceros al carbono “ordinarios” hasta aleaciones exóticas con base de níquel. 8. Metal base Las que siguen son clases generales de metales base que se pueden soldar: 1. Aceros de carbono con contenido de carbono de hasta 0.29%. 2. Aceros de baja aleación (con resistencia de hasta 100 Ksi (690 MP)). 3. Aceros al cromo-molibdeno (0.5 a 9% de Cr y 0.05 a 1% de Mo). 4. Aceros inoxidables. 5. Aleaciones con base de níquel. 9. Electrodos Los electrodos para arco sumergido producen depósitos de soldadura que coinciden con los metales base de acero al carbono, aceros de baja aleación, aceros alto carbono, aceros de aleación especial, aceros inoxidables, aleaciones de níquel y aleaciones especiales para aplicaciones de recubrimiento. Estos electrodos se suministran como alambre sólido desnudo y como electrodos compuestos con núcleo metálico (similares a los electrodos para soldadura por arco con núcleo de fundente). El diámetro de los electrodos para soldadura por arco sumergido varía de 1.6 a 6.4 mm (1/16 a ¼ pulg.). 10. Fundentes Los fundentes protegen el charco de soldadura de la atmósfera al cubrir el metal con escoria fundida (fundente fusionado). Los fundentes limpian el charco de soldadura, modifican la composición química del metal de soldadura e influyen en la forma que adquirirá el cordón de soldadura y en las propiedades mecánicas que tendrá. Dependiendo del método de fabricación elegido, los diferentes tipos de fundentes se fusionan, aglomeran o mezclan por medios mecánicos. 11. Electrodos y fundentes de acero al carbono Los electrodos sólidos se clasifican según la química del depósito. Los fundentes se clasifican con base en las propiedades del metal de soldadura que se obtienen cuando se usan con electrodos específicos.

Figura No. 47 Clasificación para combinaciones fundente – electrodo. Los fundentes se clasifican con base en la composición química y en las propiedades mecánicas del metal de soldadura depositado con un electrodo de una clasificación específica. Al seleccionar los consumibles para SAW, conviene tener presentes los siguientes aspectos: 1. Conveniencia de escoger un fundente “neutral” o “activo”. Un fundente neutral añade pocos elementos de aleación o ninguno, al depósito de soldadura, en tanto que un fundente activo agrega elementos de aleación al metal de soldadura depositado. 2. Si los fundentes que se están considerando tienen una composición química debidamente equilibrada para usarse con una clasificación de electrodo dada. 3. Los requisitos de propiedades mecánicas exigidos. Esto incluye las propiedades de impacto CVN, así como la resistencia mecánica y la ductilidad del depósito resultante. 4. Aplicabilidad de una combinación electrodo/fundente dada, lo que incluye la capacidad para mojar las paredes de la unión sin socavamiento ni traslape en frío, la capacidad para soldar sobre hollín e incrustaciones y la facilidad de eliminación de la escoria. Electrodos y fundentes para aceros de baja aleación Los electrodos de acero de aleación y los electrodos compuestos normalmente se sueldan bajo un fundente neutral. Los fundentes con elementos de aleación generalmente se usan con electrodos de acero al carbono para depositar metal de soldadura aleado. La especificación ANSI/AWS A 5.23 prescribe requisitos para los electrodos sólidos y compuestos y los fundentes que se usan para soldar aceros de baja aleación.

12. Electrodos y fundentes de acero inoxidable La especificación ANSI/AWS A 5.9 cubre los metales de aporte para soldar aceros al cromo y al cromo-níquel resistente a la corrosión o al calor. Esta especificación incluye aceros en los que el cromo excede el 4% y el níquel no excede el 50% de la composición. 13. Variables de operación El control de las variables de operación en la soldadura por arco sumergido es indispensable para obtener tasas de producción elevadas y soldaduras de buena calidad. Estas variables, en orden aproximado de importancia, son las siguientes:

1. Amperaje de soldadura. 2. Tipo de fundente y distribución de partículas. 3. Voltaje de soldadura. 4. Velocidad de soldadura. 5. Tamaño del electrodo. 6. Extensión del electrodo. 7. Tipo de electrodo. 8. Anchura y espesor de la capa de fundente. 14. Principales Ventajas:      

Este proceso permite obtener depósitos de propiedades comparables o superiores del metal base Rendimiento 100% Soldaduras 100% radiográficas Soldaduras homogéneas Soldaduras de buen aspecto y penetración uniforme No se requieren protecciones especiales

15. Aplicaciones: El sistema de soldadura automática por Arco Sumergido, permite la máxima velocidad de deposición de metal, entre los sistemas utilizados en la industria, para producción de piezas de mediano y alto espesor (desde 5 mm. aprox.) que puedan ser posicionadas para soldar en posición plana u horizontal: vigas y perfiles estructurales , estanques, cilindros de gas, bases de máquinas, fabricación de barcos, etc. También puede ser aplicado con grandes ventajas en relleno de ejes, ruedas de FF.CC. y polines.