La calidad de las soldaduras que pueden producirse con el proceso FCAW depende del tipo de electrodo empleado, del método (con escudo de gas o con autoprotección), de la condición del metal base, del diseño de la unión y de las condiciones de soldadura. Se debe poner especial atención en cada uno de estos factores si se desea producir soldaduras Integras con propiedades mecánicas Optimas.
Las propiedades de impacto del metal de soldadura de acero dulce pueden acusar una influencia del método de soldadura. Algunos electrodos autoprotegidos son de tipos altamente desoxidados que pueden producir metal de soldadura con tenacidad de muesca relativamente baja. Otros electrodos autoprotegidos tienen propiedades de impacto excelentes. Hay electrodos para escudo de gas y autoprotegidos que cumplen con los requisitos de impacto Charpy de muesca en "V" de clasificaciones especificas de las especificaciones de metal de aporte de la AWS. Se recomienda considerar los requisitos de tenacidad de muesca antes de escoger el método y el electrodo especifico para una aplicación.
Unos cuantos electrodos de acero dulce para FCAW están diseñados para tolerar una cierta cantidad de incrustaciones de forja y orín en los metales base. Es de esperar cierto deterioro de la calidad de las soldaduras cuando se sueldan materiales sucios. Si se emplean estos electrodos para soldadura de múltiples pasadas, puede haber agrietamiento del metal de soldadura por causa de la acumulación de agentes desoxidantes.
En general, es posible producir soldaduras integras con FCAW en aceros dulces y de baja aleación que cumplan con los requisitos de varios códigos de construcción. Si se pone mucha atención en todos los factores que afectan la calidad de la soldadura, con toda seguridad se cumplirá con los requisitos de los códigos.
Si se imponen requisitos menos exigentes, es posible aprovechar las ventajas que ofrecen las velocidades de recorrido y corrientes altas. En tales soldaduras pueden permitirse discontinuidades menores que no sean objetables desde los puntos de vista del diseño y el servicio.
En aceros inoxidables es posible producir soldaduras por arco con núcleo de fundente de calidad equivalente a las hechas con soldadura por arco de metal y gas. La posición de soldadura y la longitud del arco son factores significativos cuando se emplean electrodos con autoprotección. Los procedimientos de soldadura fuera de posición se deben evaluar cuidadosamente en lo tocante a la calidad de la soldadura. Si el arco es demasiado largo es posible que el metal de soldadura absorba mucho nitrógeno. Como el nitrógeno estabiliza la austenita, la absorción de este gas en cantidades excesivas puede evitar la formación de suficiente ferrita en la soldadura y hacerla más susceptible a las micro fisuras.
Los aceros de baja aleación pueden soldarse con el método de escudo de gas empleando formulaciones de núcleo de electrodo TX- 1 o TX-5 si se requiere una buena tenacidad a baja temperatura. En general, la combinación de escudo de gas y formulación de fundente correcta produce soldaduras integras con propiedades mecánicas y tenacidad de muesca aceptables. También hay electrodos autoprotegidos que contienen níquel para conferir propiedades de resistencia mecánicay de impacto aceptables, además de aluminio como desnitrurante. En general, la composición del electrodo deberá ser similar a la del metal base.
miércoles, 24 de septiembre de 2008
EXTRACTORES DE HUMOS
En vista de los requisitos de seguridad y salubridad para controlar la contaminación del aire, vanos fabricantes han introducido pistolas soldadoras equipadas con extractores de humos integrados. El extractor por lo regular consiste en una boquilla de escape que rodea a la boquilla de la pistola. Se puede adaptar a las pistolas con escudo de gas y con autoprotección. La boquilla está conectada mediante ductos a una lata con filtros (canister) y a una bomba de extracción. La abertura de la boquilla para extracción de humos está situada detrás de la parte superior de la boquilla de la pistola a una distancia suficiente para captar las emisiones que se desprenden del arco sin perturbar el flujo de gas protector.
La ventaja principal de este sistema de extracción de emisiones es que siempre está cerca del origen de las emisiones sin importar dónde se use la pistola soldadora. En cambio, un extractor de humos portátil casi nunca puede colocarse tan cerca del origen de las emisiones, además de que se requiere una reubicación de la campana extractora cada vez que hay un cambio significativo en el lugar donde se suelda.
Una desventaja del sistema de extracción de emisiones es que el aumento en el peso y el volumen del equipo hacen a la soldadura semiautomática más brumosa para el soldador. Si no se instalan correctamente y se les da el mantenimiento debido, los extractores de humos pueden causar problemas de soldadura al perturbar el escudo de gas. En un área de soldadura bien ventilada, tal vez no sea necesaria una combinación de extractor de humos-pistola soldadora.
La ventaja principal de este sistema de extracción de emisiones es que siempre está cerca del origen de las emisiones sin importar dónde se use la pistola soldadora. En cambio, un extractor de humos portátil casi nunca puede colocarse tan cerca del origen de las emisiones, además de que se requiere una reubicación de la campana extractora cada vez que hay un cambio significativo en el lugar donde se suelda.
Una desventaja del sistema de extracción de emisiones es que el aumento en el peso y el volumen del equipo hacen a la soldadura semiautomática más brumosa para el soldador. Si no se instalan correctamente y se les da el mantenimiento debido, los extractores de humos pueden causar problemas de soldadura al perturbar el escudo de gas. En un área de soldadura bien ventilada, tal vez no sea necesaria una combinación de extractor de humos-pistola soldadora.
APLICACIONES Y EQUIPO FCAW 4
APLICACIONES PRINCIPALES
Las aplicaciones de las dos variantes del proceso FCAW se traslapan, pero las características específicas de cada una las hacen apropiadas para diferentes condiciones de operación. El proceso se emplea para soldar aceros al carbono y de baja aleación, aceros inoxidables y hierros colados. También sirve para soldar por puntos uniones traslapadas en láminas y placas, así como para revestimiento y deposición de superficies duras.
El tipo de FCAW que se use dependerá del tipo de electrodos de que se disponga, los requisitos de propiedades mecánicas de las uniones soldadas y los diseños y embotamiento de las uniones. En general, el método autoprotegido puede usarse en aplicaciones que normalmente se unen mediante soldadura por arco de metal protegido. El método con escudo de gas puede servir para algunas aplicaciones que se unen con el proceso de soldadura por arco de metal y gas. Es preciso comparar las ventajas y desventajas del proceso FCAW con las de esos otros procesos cuando se evalúa para una aplicación específica.
En muchas aplicaciones, el principal atractivo de la soldadura por arco con núcleo de fundente, en comparación con la de arco de metal protegido, es la mayor productividad. Esto generalmente se traduce en costos globales más bajos por kilogramo de metal depositado en uniones que permiten la soldadura continua y están fácilmente accesibles para la pistola y el equipo de de fabricación en general, recubrimiento, unión de metales FCAW. Las ventajas consisten en tasas de deposición elevadas, disímiles, mantenimientoy reparación.
Factores de operación altos y mayores eficiencias de deposición Las desventajas más importantes, en comparación con el (no se desechan "colillas" de electrodo). Proceso SMAW, son el mayor costo del equipo, la relativa
La FCAW tiene amplia aplicación en trabajos de fabricación en taller, mantenimiento y construcción en el campo. Se ha usado para soldar ensambles que se ajustan al Código de calderas y recipientes de presión de la ASME, a las reglas del American Bureau of Shipping y a ANSI/AWS D1.1, Código de soldadura estructural – Acero. La FCAW tiene categoría de proceso precalificado en ANSI/AWS D1. 1.
Se han usado electrodos de acero inoxidable con núcleo de fundente, autoprotegidos y con escudo de gas, para trabajos de fabricaron en general, recubrimiento, unión de metales disímiles, mantenimiento y reparación.
Las desventajas más importantes, en comparación con el proceso SMAW son el mayor costo del equipo, la relativa complejidad de la configuración y control de éste, y la restricción en cuanto a la distancia de operación respecto al alimentador del electrodo de alambre. El proceso puede generar grandes volúmenes de emisiones de soldadura que requieren equipo de escape apropiado, excepto en aplicaciones de campo. En comparación con el proceso GMAW, libre de escoria, la necesidad de eliminar la escoria entre una pasada y otra representa un costo de mano de obra adicional. Esta eliminación es necesaria sobre todo en las pasadas de raíz.
EQUIPO
EQUIPO SEMIAUTOMÁTICO
El equipo básico para la soldadura por arco con núcleo de fundente autoprotegida y con escudo de gas es similar. La principal diferencia radica en el suministro y regulación del gas para el arco en la variante con escudo de gas. La fuente de potencia recomendada es la de cc de voltaje constante, similar a las que se usan para soldadura por arco de metal y gas. Esta fuente deberá ser capaz de trabajar en el nivel de corriente máximo requerido para la aplicación especifica. La mayor parte de las aplicaciones semiautomáticas usa menos de 500 A. El control de voltaje deberá poderse ajustar en incrementos de un voltio menos. También se usan fuentes de potencia de cc de corriente constante con la suficiente capacidad y controles y alimentadores de alambre apropiados, pero estas aplicaciones son poco comunes.
El propósito del control de alimentación del alambre es suministrar el electrodo continuo al arco de soldadura con una velocidad constante previamente establecida. La rapidez de alimentación del electrodo determina el amperaje de soldadura suministrado por una fuente de potencia de voltaje constante. Si se modifica esta rapidez, la máquina soldadora se ajustará automáticamente para mantener el voltaje de arco preestablecido. La velocidad de alimentación del electrodo se puede controlar por mediosmecánicos o electrónicos.
Este proceso requiere rodillos impulsores que no aplanen ni distorsionen de alguna otra manera el electrodo tubular. Se emplean diversos rodillos con superficies ranuradas y moleteadas para adelantar el electrodo. Algunos alimentadores de alambre tienen solo un par de rodillos impulsores, mientras que otros cuentan con dos pares en los que por lo menos uno de los rodillos de cada par está conectado a un motor. Si todos los rodillos están motorizados, el alambre se podrá adelantar ejerciendo menos presión con los rodillos.
Las pistolas típicas para soldadura semiautomática. Están diseñadas de modo que se sostengan cómodamente, sean fáciles de manipular y duren largo tiempo. Las pistolas establecen un contacto interno con el electrodo a fin de conducir la corriente de soldadura. La corriente y la alimentación del electrodo se accionan con un interruptor montado en la pistola.
Las pistolas soldadoras pueden enfriarse con aire o con agua. Se prefieren las pistolas enfriadas por aire porque no hay necesidad de un suministro de agua, pero las enfriadas por agua son más compactas y ligeras, y requieren menos mantenimiento que las enfriadas por aire. Además, suelen tener especificaciones de corriente más altas, que pueden Llegar a 600 A con ciclo de trabajo continuo. Las pistolas pueden tener boquillas rectas o curvas. El ángulo de la boquilla curva puede variar de 400 a
En algunas aplicaciones, la boquilla curva ofrece mayor flexibilidad y facilidad de manipulación del electrodo.
Algunos electrodos autoprotegidos con núcleo de fundente requieren una extensión de electrodo mínima específica para proveer una protección adecuada. Las pistolas que usan estos electrodos generalmente cuentan con tubos guía provistos de una extensión aislada que sustenta el electrodo y asegura que se extenderá al menos una distancia mínima. Los detalles de una boquilla de electrodo autoprotegido, incluido el tubo gula aislado, se ilustra en seguida.
Las aplicaciones de las dos variantes del proceso FCAW se traslapan, pero las características específicas de cada una las hacen apropiadas para diferentes condiciones de operación. El proceso se emplea para soldar aceros al carbono y de baja aleación, aceros inoxidables y hierros colados. También sirve para soldar por puntos uniones traslapadas en láminas y placas, así como para revestimiento y deposición de superficies duras.
El tipo de FCAW que se use dependerá del tipo de electrodos de que se disponga, los requisitos de propiedades mecánicas de las uniones soldadas y los diseños y embotamiento de las uniones. En general, el método autoprotegido puede usarse en aplicaciones que normalmente se unen mediante soldadura por arco de metal protegido. El método con escudo de gas puede servir para algunas aplicaciones que se unen con el proceso de soldadura por arco de metal y gas. Es preciso comparar las ventajas y desventajas del proceso FCAW con las de esos otros procesos cuando se evalúa para una aplicación específica.
En muchas aplicaciones, el principal atractivo de la soldadura por arco con núcleo de fundente, en comparación con la de arco de metal protegido, es la mayor productividad. Esto generalmente se traduce en costos globales más bajos por kilogramo de metal depositado en uniones que permiten la soldadura continua y están fácilmente accesibles para la pistola y el equipo de de fabricación en general, recubrimiento, unión de metales FCAW. Las ventajas consisten en tasas de deposición elevadas, disímiles, mantenimientoy reparación.
Factores de operación altos y mayores eficiencias de deposición Las desventajas más importantes, en comparación con el (no se desechan "colillas" de electrodo). Proceso SMAW, son el mayor costo del equipo, la relativa
La FCAW tiene amplia aplicación en trabajos de fabricación en taller, mantenimiento y construcción en el campo. Se ha usado para soldar ensambles que se ajustan al Código de calderas y recipientes de presión de la ASME, a las reglas del American Bureau of Shipping y a ANSI/AWS D1.1, Código de soldadura estructural – Acero. La FCAW tiene categoría de proceso precalificado en ANSI/AWS D1. 1.
Se han usado electrodos de acero inoxidable con núcleo de fundente, autoprotegidos y con escudo de gas, para trabajos de fabricaron en general, recubrimiento, unión de metales disímiles, mantenimiento y reparación.
Las desventajas más importantes, en comparación con el proceso SMAW son el mayor costo del equipo, la relativa complejidad de la configuración y control de éste, y la restricción en cuanto a la distancia de operación respecto al alimentador del electrodo de alambre. El proceso puede generar grandes volúmenes de emisiones de soldadura que requieren equipo de escape apropiado, excepto en aplicaciones de campo. En comparación con el proceso GMAW, libre de escoria, la necesidad de eliminar la escoria entre una pasada y otra representa un costo de mano de obra adicional. Esta eliminación es necesaria sobre todo en las pasadas de raíz.
EQUIPO
EQUIPO SEMIAUTOMÁTICO
El equipo básico para la soldadura por arco con núcleo de fundente autoprotegida y con escudo de gas es similar. La principal diferencia radica en el suministro y regulación del gas para el arco en la variante con escudo de gas. La fuente de potencia recomendada es la de cc de voltaje constante, similar a las que se usan para soldadura por arco de metal y gas. Esta fuente deberá ser capaz de trabajar en el nivel de corriente máximo requerido para la aplicación especifica. La mayor parte de las aplicaciones semiautomáticas usa menos de 500 A. El control de voltaje deberá poderse ajustar en incrementos de un voltio menos. También se usan fuentes de potencia de cc de corriente constante con la suficiente capacidad y controles y alimentadores de alambre apropiados, pero estas aplicaciones son poco comunes.
El propósito del control de alimentación del alambre es suministrar el electrodo continuo al arco de soldadura con una velocidad constante previamente establecida. La rapidez de alimentación del electrodo determina el amperaje de soldadura suministrado por una fuente de potencia de voltaje constante. Si se modifica esta rapidez, la máquina soldadora se ajustará automáticamente para mantener el voltaje de arco preestablecido. La velocidad de alimentación del electrodo se puede controlar por mediosmecánicos o electrónicos.
Este proceso requiere rodillos impulsores que no aplanen ni distorsionen de alguna otra manera el electrodo tubular. Se emplean diversos rodillos con superficies ranuradas y moleteadas para adelantar el electrodo. Algunos alimentadores de alambre tienen solo un par de rodillos impulsores, mientras que otros cuentan con dos pares en los que por lo menos uno de los rodillos de cada par está conectado a un motor. Si todos los rodillos están motorizados, el alambre se podrá adelantar ejerciendo menos presión con los rodillos.
Las pistolas típicas para soldadura semiautomática. Están diseñadas de modo que se sostengan cómodamente, sean fáciles de manipular y duren largo tiempo. Las pistolas establecen un contacto interno con el electrodo a fin de conducir la corriente de soldadura. La corriente y la alimentación del electrodo se accionan con un interruptor montado en la pistola.
Las pistolas soldadoras pueden enfriarse con aire o con agua. Se prefieren las pistolas enfriadas por aire porque no hay necesidad de un suministro de agua, pero las enfriadas por agua son más compactas y ligeras, y requieren menos mantenimiento que las enfriadas por aire. Además, suelen tener especificaciones de corriente más altas, que pueden Llegar a 600 A con ciclo de trabajo continuo. Las pistolas pueden tener boquillas rectas o curvas. El ángulo de la boquilla curva puede variar de 400 a
En algunas aplicaciones, la boquilla curva ofrece mayor flexibilidad y facilidad de manipulación del electrodo.
Algunos electrodos autoprotegidos con núcleo de fundente requieren una extensión de electrodo mínima específica para proveer una protección adecuada. Las pistolas que usan estos electrodos generalmente cuentan con tubos guía provistos de una extensión aislada que sustenta el electrodo y asegura que se extenderá al menos una distancia mínima. Los detalles de una boquilla de electrodo autoprotegido, incluido el tubo gula aislado, se ilustra en seguida.
FCAW 2 HISTORIA
Los procesos de soldadura por arco metálico con escudo de gasse han usado desde principios de la década de 1920. Experimentosrealizados en esa época indicaron que las propiedades del metal de soldadura mejoraban significativamente si el arco y el metal de soldadura se protegían contra la contaminación por parte de la atmósfera. Sin embargo, la invención de los electrodos recubiertos a finales de esa década redujo el interés en los métodos con escudo de gas.
No fue sino hasta principios de los años cuarenta, con la introducción y aceptación comercial del proceso de soldadura por arco de tungsteno y gas, que resurgió el interés por los métodos con escudo de gas. Después en esa misma década, se comercializó con éxito el proceso de soldadura por arco de metal y gas. Los principales gases protectores entonces eran argón y helio.
Ciertas investigaciones realizadas sobre soldaduras manuales hechas con electrodo recubierto incluyeron un análisis del gas que se producía al desintegrarse las coberturas de los electrodos. Los resultados de dichos análisis indicaron que el gas predominante en las emisiones de la cobertura era CO2. Este descubrimiento pronto condujo al empleo de CO2 como protección en el proceso de arco de metal y gas aplicado a aceros al carbono. Aunque los primeros experimentos con CO2 como gas protector fracasaron, finalmente Se desarrollaron técnicas que permitían su uso. La GMAW con escudo de dióxido de carbono apareció en el mercado a mediados de la década de 1950.
Aproximadamente en la misma época se combinó el escudo de CO2 con un electrodo tubular relleno de fundente que resolvía muchos de los problemas que se hablan presentado anteriormente, Las características de operación se mejoraron mediante la adición de los materiales del núcleo, y se elevó la calidad de las soldaduras al eliminarse la contaminación por la atmósfera. El proceso se presentó al publicó en la Exposición de la AWS efectuada en Buffalo, Nueva York, en mayo de 1954. Los electrodos y el equipo se refinaron y aparecieron prácticamente en su forma actual en 1957.
El proceso se está mejorando continuamente. Las fuentes de potencia y los alimentadores de alambre Se han simplificado mucho y son más confiables que sus predecesores. Las nuevas pistolas son ligeras y resistentes. Los electrodos se mejoran día con día. Entre los avances más recientes están los electrodo de aleación y de diámetro pequeño [hasta 0.9 mm (0.035 pulg)].
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Los beneficios de FCAW se obtienen al combinarse tres características generales:
(1) La productividad de La soldadura de alambre continuo.
(2) Las cualidades metalúrgicas que pueden derivarse de un fundente.
(3) Una escoria que sustenta y moldea La franja de soldadura.
El proceso FCAW combina características de la soldadura por arco de metal protegido (SMAW), la soldadura por arco de metal y gas (GMAW) y la soldadura por arco sumergido (SAW).
En el método con escudo de gas, el gas protector (por lo regular dióxido de carbono o una mezcla de argón y dióxido de carbono) protege el metal fundido del oxigeno y el nitrógeno del aire al formar una envoltura alrededor del arco y sobre el charco de soldadura. Casi nunca es necesario desnitrificar el metal de soldadura porque el nitrógeno del aire queda prácticamente excluido. Es posible, empero, que se genere cierta cantidad de oxigeno por la disociación de CO2 para formar monóxido de carbono y oxigeno. Las composiciones de los electrodos incluyen desoxidantes que se combinan con cantidades pequeñas de oxigeno en el escudo de gas.
En el método con autoprotección se obtiene a partir de ingredientes vaporizados del fundente que desplazan el aire y por la escoria que cubre las gotas de metal derretido y el charco de soldadura durante la operación. La producción de CO2 y la introducción de agentes desoxidantes y desnitrurantes que proceden de ingredientes del fundente justo en la superficie del charco de soldadura explican por qué los electrodos con autoprotección pueden tolerar corrientes de aire más fuertes que los electrodos con escudo de gas. Es por esto que la FCAW con autoprotección es et método preferido para trabajoen el campo como el que se muestra en la figura 5.3.
Una característica de ciertos electrodos con autoprotección es el empleo de extensiones de electrodo largas. La extensión del electrodo es el tramo de electrodo no fundido que se extiende más allá del extremo del tubo de contacto durante la soldadura.
En general se usan extensiones de 19 a 95 mm (0.5 a 3.75 pulg) con los electrodos autoprotegidos, dependiendo de la aplicación.
Al incrementarse la extensión del electrodo aumenta el Calentamiento por resistencia del electrodo. Esto precalienta el electrodo y reduce la caída de voltaje a través del arco. Al mismo tiempo, la corriente de soldadura baja, con la consecuente reducción de el calordisponible para fundir el metal base. La franja de soldadura que resulta es angosta y poco profunda, lo que hace al proceso ideal para soldar materiales de calibre delgado y para salvar huecos causados por un embotamiento deficiente. Si se mantiene la longitud (voltaje) del arco y la corriente de soldadura (subiendo el voltaje. en la fuente de potencia e incrementando la velocidad de alimentación del electrodo), el aumento en la extensión del electrodo elevará la tasa de deposición.
Con ciertos tipos de electrodos con núcleo de. Fundente y autoprotección, la polaridad recomendable es CCEN (corriente continua, electrodo negativo) (polaridad directa), ya que produce menor penetración en el metal base. Esto hace posible usar con éxito electrodos de diámetro pequeño [de 0.8 mm (0.030 pulg), 0.9 mm (0.035 pulg) y 1.2 mm (0.045 pulg)] para soldar materiales de calibre delgado. Se han desarrollado electrodos autoprotegidos específicamente para soldar los aceros recubiertos de cinc y aluminizados que se usan comúnmente en la actualidad para fabricar automóviles.
En contraste, el método con escudo de gas es apropiado para la producción de soldaduras angostas y penetrantes. Se usan extensiones de electrodo cortas y corrientes de soldadura elevadas con alambres de todos los diámetros. Las soldaduras de filete hechas por FCAW son más angostas y de garganta mas profunda que las producidas con SMAW. El principio de extensión del electrodo no puede aplicarse al método con escudo de gas porque una extensión grande afecta adversamente la protección.
No fue sino hasta principios de los años cuarenta, con la introducción y aceptación comercial del proceso de soldadura por arco de tungsteno y gas, que resurgió el interés por los métodos con escudo de gas. Después en esa misma década, se comercializó con éxito el proceso de soldadura por arco de metal y gas. Los principales gases protectores entonces eran argón y helio.
Ciertas investigaciones realizadas sobre soldaduras manuales hechas con electrodo recubierto incluyeron un análisis del gas que se producía al desintegrarse las coberturas de los electrodos. Los resultados de dichos análisis indicaron que el gas predominante en las emisiones de la cobertura era CO2. Este descubrimiento pronto condujo al empleo de CO2 como protección en el proceso de arco de metal y gas aplicado a aceros al carbono. Aunque los primeros experimentos con CO2 como gas protector fracasaron, finalmente Se desarrollaron técnicas que permitían su uso. La GMAW con escudo de dióxido de carbono apareció en el mercado a mediados de la década de 1950.
Aproximadamente en la misma época se combinó el escudo de CO2 con un electrodo tubular relleno de fundente que resolvía muchos de los problemas que se hablan presentado anteriormente, Las características de operación se mejoraron mediante la adición de los materiales del núcleo, y se elevó la calidad de las soldaduras al eliminarse la contaminación por la atmósfera. El proceso se presentó al publicó en la Exposición de la AWS efectuada en Buffalo, Nueva York, en mayo de 1954. Los electrodos y el equipo se refinaron y aparecieron prácticamente en su forma actual en 1957.
El proceso se está mejorando continuamente. Las fuentes de potencia y los alimentadores de alambre Se han simplificado mucho y son más confiables que sus predecesores. Las nuevas pistolas son ligeras y resistentes. Los electrodos se mejoran día con día. Entre los avances más recientes están los electrodo de aleación y de diámetro pequeño [hasta 0.9 mm (0.035 pulg)].
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Los beneficios de FCAW se obtienen al combinarse tres características generales:
(1) La productividad de La soldadura de alambre continuo.
(2) Las cualidades metalúrgicas que pueden derivarse de un fundente.
(3) Una escoria que sustenta y moldea La franja de soldadura.
El proceso FCAW combina características de la soldadura por arco de metal protegido (SMAW), la soldadura por arco de metal y gas (GMAW) y la soldadura por arco sumergido (SAW).
En el método con escudo de gas, el gas protector (por lo regular dióxido de carbono o una mezcla de argón y dióxido de carbono) protege el metal fundido del oxigeno y el nitrógeno del aire al formar una envoltura alrededor del arco y sobre el charco de soldadura. Casi nunca es necesario desnitrificar el metal de soldadura porque el nitrógeno del aire queda prácticamente excluido. Es posible, empero, que se genere cierta cantidad de oxigeno por la disociación de CO2 para formar monóxido de carbono y oxigeno. Las composiciones de los electrodos incluyen desoxidantes que se combinan con cantidades pequeñas de oxigeno en el escudo de gas.
En el método con autoprotección se obtiene a partir de ingredientes vaporizados del fundente que desplazan el aire y por la escoria que cubre las gotas de metal derretido y el charco de soldadura durante la operación. La producción de CO2 y la introducción de agentes desoxidantes y desnitrurantes que proceden de ingredientes del fundente justo en la superficie del charco de soldadura explican por qué los electrodos con autoprotección pueden tolerar corrientes de aire más fuertes que los electrodos con escudo de gas. Es por esto que la FCAW con autoprotección es et método preferido para trabajoen el campo como el que se muestra en la figura 5.3.
Una característica de ciertos electrodos con autoprotección es el empleo de extensiones de electrodo largas. La extensión del electrodo es el tramo de electrodo no fundido que se extiende más allá del extremo del tubo de contacto durante la soldadura.
En general se usan extensiones de 19 a 95 mm (0.5 a 3.75 pulg) con los electrodos autoprotegidos, dependiendo de la aplicación.
Al incrementarse la extensión del electrodo aumenta el Calentamiento por resistencia del electrodo. Esto precalienta el electrodo y reduce la caída de voltaje a través del arco. Al mismo tiempo, la corriente de soldadura baja, con la consecuente reducción de el calordisponible para fundir el metal base. La franja de soldadura que resulta es angosta y poco profunda, lo que hace al proceso ideal para soldar materiales de calibre delgado y para salvar huecos causados por un embotamiento deficiente. Si se mantiene la longitud (voltaje) del arco y la corriente de soldadura (subiendo el voltaje. en la fuente de potencia e incrementando la velocidad de alimentación del electrodo), el aumento en la extensión del electrodo elevará la tasa de deposición.
Con ciertos tipos de electrodos con núcleo de. Fundente y autoprotección, la polaridad recomendable es CCEN (corriente continua, electrodo negativo) (polaridad directa), ya que produce menor penetración en el metal base. Esto hace posible usar con éxito electrodos de diámetro pequeño [de 0.8 mm (0.030 pulg), 0.9 mm (0.035 pulg) y 1.2 mm (0.045 pulg)] para soldar materiales de calibre delgado. Se han desarrollado electrodos autoprotegidos específicamente para soldar los aceros recubiertos de cinc y aluminizados que se usan comúnmente en la actualidad para fabricar automóviles.
En contraste, el método con escudo de gas es apropiado para la producción de soldaduras angostas y penetrantes. Se usan extensiones de electrodo cortas y corrientes de soldadura elevadas con alambres de todos los diámetros. Las soldaduras de filete hechas por FCAW son más angostas y de garganta mas profunda que las producidas con SMAW. El principio de extensión del electrodo no puede aplicarse al método con escudo de gas porque una extensión grande afecta adversamente la protección.
FCAW(GENERAL) 1
INTRODUCCIÓN
En el siguiente trabajo se tratan temas de soldadura por arco con núcleo de fundente, se explica la forma en que se debe soldar con este proceso, los equipos en los que se puede llevar a cabo esta operación y su funcionamiento, además se hace una explicación y clasificación de los materiales que intervienen en este proceso como los son los electrodos, el material base de la soldadura y los gasesprotectores, al final se presenta una lista de las ventajas y desventajas de este proceso, además de enseñar una tabla en la que se identifican una serie de problemas y se dan las respectivas causas y sus posible soluciones.
Con este trabajo se pretende hacer una breve inacción a este proceso y dar una idea general de este. Para las personas que no tienen ningún conocimiento de soldadura.
OBJETIVOS
Dar a conocer de un manera general el proceso FCAW
Identificar los equipos diseñados para este proceso
Enseñar las aplicaciones de la soldadura FCAW
Ilustrar las ventajas y desventajas de la soldadura por arco con núcleo de fundente
Dar una breve introducción a la manera de soldar con FCAW
Enseñar a distinguir los diferentes tipos de electrodos y sus aplicaciones
Dar unas recomendaciones de seguridad al soldar con FCAW.
FUNDAMENTOS DEL PROCESO
La soldadura por arco con núcleo de fundente (flux cored arc welding, FCAW) es un proceso de soldadura por arco que aprovecha un arco entre un electrodo continuo de metal de aporte y el charco de soldadura. Este proceso se emplea con protección de un fundente contenido dentro del electrodo tubular, con o sin un escudo adicional de gasde procedencia externa, y sin aplicación de presión.
El electrodo con núcleo de fundente es un electrodo tubular de metal de aporte compuesto que consiste en una funda metálica y un núcleo con diversos materiales pulverizados. Durante la soldadura, se produce un manto de escoria abundante sobre la superficie de la franja de soldadura.
El aspecto que distingue al proceso FCAW de otros procesos de soldadura por arco es la inclusión de ingredientes fundentes dentro de un electrodo de alimentacióncontinua. Las notables características de operación del proceso y las propiedades de la soldadura resultante se pueden atribuir al empleo de este tipo de electrodo.
El proceso FCAW tiene dos variaciones principales que difieren en su método de protección del arco y del charco de soldadura contra la contaminación por gases atmosféricos (oxigeno y nitrógeno). Una de ellas, la FCAW con autoprotección, protege el metal fundido mediante la descomposición y vaporización del núcleo de fundente en el calor del arco. El otro tipo, la FCAW con escudo de gas, utiliza un flujo de gas protector además de la acción del núcleo de fundente. En ambos métodos, el material del núcleo del electrodo proporciona una cubierta de escoria sustancial que protege el metal de soldadura durante su solidificación.
Normalmente, la soldadura por arco con núcleo de fundente es un proceso semiautomático, aunque también se emplea para soldadura automática y mecanizada.
En el siguiente trabajo se tratan temas de soldadura por arco con núcleo de fundente, se explica la forma en que se debe soldar con este proceso, los equipos en los que se puede llevar a cabo esta operación y su funcionamiento, además se hace una explicación y clasificación de los materiales que intervienen en este proceso como los son los electrodos, el material base de la soldadura y los gasesprotectores, al final se presenta una lista de las ventajas y desventajas de este proceso, además de enseñar una tabla en la que se identifican una serie de problemas y se dan las respectivas causas y sus posible soluciones.
Con este trabajo se pretende hacer una breve inacción a este proceso y dar una idea general de este. Para las personas que no tienen ningún conocimiento de soldadura.
OBJETIVOS
Dar a conocer de un manera general el proceso FCAW
Identificar los equipos diseñados para este proceso
Enseñar las aplicaciones de la soldadura FCAW
Ilustrar las ventajas y desventajas de la soldadura por arco con núcleo de fundente
Dar una breve introducción a la manera de soldar con FCAW
Enseñar a distinguir los diferentes tipos de electrodos y sus aplicaciones
Dar unas recomendaciones de seguridad al soldar con FCAW.
FUNDAMENTOS DEL PROCESO
La soldadura por arco con núcleo de fundente (flux cored arc welding, FCAW) es un proceso de soldadura por arco que aprovecha un arco entre un electrodo continuo de metal de aporte y el charco de soldadura. Este proceso se emplea con protección de un fundente contenido dentro del electrodo tubular, con o sin un escudo adicional de gasde procedencia externa, y sin aplicación de presión.
El electrodo con núcleo de fundente es un electrodo tubular de metal de aporte compuesto que consiste en una funda metálica y un núcleo con diversos materiales pulverizados. Durante la soldadura, se produce un manto de escoria abundante sobre la superficie de la franja de soldadura.
El aspecto que distingue al proceso FCAW de otros procesos de soldadura por arco es la inclusión de ingredientes fundentes dentro de un electrodo de alimentacióncontinua. Las notables características de operación del proceso y las propiedades de la soldadura resultante se pueden atribuir al empleo de este tipo de electrodo.
El proceso FCAW tiene dos variaciones principales que difieren en su método de protección del arco y del charco de soldadura contra la contaminación por gases atmosféricos (oxigeno y nitrógeno). Una de ellas, la FCAW con autoprotección, protege el metal fundido mediante la descomposición y vaporización del núcleo de fundente en el calor del arco. El otro tipo, la FCAW con escudo de gas, utiliza un flujo de gas protector además de la acción del núcleo de fundente. En ambos métodos, el material del núcleo del electrodo proporciona una cubierta de escoria sustancial que protege el metal de soldadura durante su solidificación.
Normalmente, la soldadura por arco con núcleo de fundente es un proceso semiautomático, aunque también se emplea para soldadura automática y mecanizada.
seguridad y higiene
La soldadura debe efectuarse a modo de ofrecer al soldador y a quienes se encuentren en las inmediaciones del área de soldadura el máximo de seguridad. Desde el punto de vista de la seguridad eléctrica y la protección ocular, la soldadura por arco con núcleo de fundente requiere las mismas precauciones que GMAW. Además, se generan emisiones de soldadura.
Los electrodos para soldadura por arco con núcleo de fundente generan emisiones en una proporción por kilogramo de metal depositado comparable a la de SMAW. Puesto que las tasas de deposición de FCAW son varias veces más altas que las de SMAW, la tasa de generación de humos, en gramos por minuto, es mucho más alta que la de SMAW. Es importante asegurarse de que la concentración de emisiones no rebase el limite de exposición permitido (PEL), especificado como 5 mg/m3 por la Occupational Safety and Health Administración(OSHA) del Departamento del Trabajo de Estados Unidos. Cabe señalar que los reglamentos locales pueden ser aun más estrictos.
Es preciso tomar precauciones especiales para evitar que el soldador respire emisiones que contengan manganeso al soldar productos de manganeso Hadfield. Además, la soldadura de aceros inoxidables y el recubrimiento con aleaciones de cromo presenta el problema de emisiones que contienen cromo.
La seguridad exige tener conciencia de que los gases protectores presentan un peligro por 51 mismos cuando se suelda en espacios encerrados. Estos gases no son venenosos, pero si pueden asfixiar porque desplazan al oxigeno. La soldadura con gases protectores que contienen argón genera radiaciones ultravioleta bastante intensas que actúan sobre el oxigeno de las inmediaciones para producir ozono.
El empleo seguro del proceso de soldadura por arco con núcleo de fundente exige una evaluación cuidadosa de estos factores y el establecimiento de medidas correctivas apropiadas antes de soldar.
higiene
Todos sabemos que las condiciones en que realizamos algo repercuten profundamente en la eficiencia y rapidez de nuestra actividad. Sea que estudiemos, leamos, cambiemos un neumático o laboremos en una línea de montaje, el ambiente inmediato no deja de influir en la motivación para ejecutar la tarea y la destreza con que la ejecutamos.Si las condiciones físicas son inadecuadas, la producción mermará, por mucho cuidado que ponga una compañía en la selección de los candidatos más idóneos, en su capacitación para el puesto y en asignarles los mejores supervisores y crear una atmósfera óptima de trabajo.Los psicólogos industriales han realizado programas de investigación exhaustiva sobre todos los aspectos del ambiente físico del trabajo. En diversas situaciones analizan factores como la temperatura, humedad, iluminación, ruido, y jornada laboral. Establecen pautas preferentes al nivel óptimo de cada uno de esos factores. Se cuenta con gran acervo de conocimiento acerca de los rasgos del ambiente físico que facilitan el redimiendo. Nadie duda de que el ambiente incomodo ocasione efectos negativos: disminución de la productividad, aumento de errores, mayor índice de accidentes y más rotación de personal.Cuando se mejora el ambiente laboral haciéndolo más cómodo y agradable la producción se eleva así sea temporalmente. Pero la interpretación de los cambios plantea un grave problema al psicólogo y a la gerencia.Quizá la opinión y la reacción emocional de los empleados y no los cambios sean lo que elevó la producción y el redimiendo. Sea como fuere, la compañía obtiene sus metas y el personal está más contento y satisfecho. Aunque los resultados podrían ser iguales prescindiendo de la causa, es indispensable que el psicólogo y la organización averigüen la causa exacta del aumento de la productividad. Por ejemplo, supongamos que se debía a un mejoramiento de la actitud de los empleados, pues pensaban que la empresa no tenia interés en ellos como seres humanos sino que los veía, como meras piezas de una máquina o mecanismos. De ser así, podrían influirse en su actitud y al hacerlo elevar la producción mediante otros medios menos costosos de cambio de ambiente físico. En muchas industrias se encuentran ejemplos de una eficiencia óptima a pesar de ser intolerables, o al menos incómodos las condiciones de trabajo. Y por otra parte se dan abundantes ejemplos de baja productividad y moral en instalaciones modernas, cómodas y muy adecuadas. Dichas condiciones no son el elemento decisivo del rendimiento, aunque no negamos que influyen mucho en él. La idea que los empleados se forman de los cambios y la manera en que se adaptan a ellos son un factor esencial en los frutos de cualquier innovación que se introduzca a la planta.
wps asme
CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS General ( Qw )Cada fabricante debe preparar un procedimiento escrito.(WPS) con las indicaciones para ejecutar soldaduras de producción.Un WPS debe contener todas las variables esenciales, no esenciales y cuando se requieran las variables esenciales suplementarias, para cada proceso de soldadura usado en el WPS.También debe figurar el PQR o calificación que le sirve de soporte. Se puede incluir otra información adicional que pueda ayudar a producir soldaduras de calidad. Cambios en el WPS: se pueden hacer cambios en las variables no esenciales sin recalificar el procedimiento, Pero documentando el cambio con una revisión con el WPS; Con respecto a las variables esenciales y esenciales suplementarias requieren rectificar el WPS o emitir un nuevo WPS en el que se consignen las nuevas variables, también sepueden calificar un nuevo PQR conteniendo las variables de cambio. FORMATOS : El código da la libertad para los formatos pero exige que se listen las variables esenciales, no esenciales y suplementarias cuando apliquen, sin embargo en el apéndice A se dan unos formatos guías.• VARIABLES ESENCIALES (QW)Son aquellas en las cuales un cambio, se considera que afecta las propiedades mecánicas de la soldadura y requieren de recalificación.• VARIABLES SUPLEMENTARIASSon aquellas que por requerimientos de otras secciones del códigorequieren pruebas de impacto . Cuando se especifica pruebas de impacto un cambio en una variable suplementaria requiere recalificación de WPS.• VARIABLES NO ESENCIALESSon aquellas en que un cambio no afecta las propiedades mecánicas de la soldadura y por lo tanto se puede hacer sin recalificar el WPS, pero se debe documentar el cambio.Recomendamos que las variables esenciales ,suplementarias y no esenciales varían de un proceso a otro.• LA CALIFICACION DEL PROCEDIMIENTO (PQR)El PQR es el documento más importante para la sección IX.Un WPS no tiene ninguna validez para la sección IX si no tiene un PQR correctamente calificado en los soportes. Un WPS sin su calificación o PQR no pasa de ser una hoja sin valor alguno.La persona que califica un PQR (soldador u operario), debe ser empleado en la organización que califica el PQR. El PQR es el documento que justifica o soporta el WPS los WPS. El WPS depende directamente del PQR.Cada WPS debe tener uno o mas PQR”S de soporte para justificar que el WPS fue apropiadamente calificado, de igual manera un solo PQR puede soportar mas de un WPS.Un PQR que ha sido calificado hace mucho tiempo, (después de 1962) es valido para soportar mas de un WPS actual que se certifica para cumplir los requerimientos de la ultima sección del código. Sin embargo para evitar cuestionamientos o problemas futuros,es una buena idea actualizar el PQR para cumplir los requerimientos actuales del código,en estos casos se debe tener mucho cuidado porque las variables esenciales listadas en el PQR no pueden ser cambiadas ; sin embargo es posible revisar el PQR(con la salvedad anterior ), los cambios deben ser rectificados por el fabricante.Un PQR documente que ocurrió durante la calificación indicando los datos reales en la misma. El PQR debe ser certificado por el fabricante que lo usara .Recordar que en el PQR solo se deben consignar las variables que fueron realmente medidas y observadas durante la prueba y no las que se emitieron.Por ejemplo si el amperaje y el voltaje no fueron medidos durante la prueba.El PQR debe contener:a. Las variables esenciales para el proceso o procesos específicos que el fabricante utilizo para calificar la soldadura de prueba.b. El número y los resultados de las pruebas hechas en las probetas.c. La certificación, incluyendo fecha. Esto no puede ser hecho por el laboratorio que hace las pruebas o cualquier entidad externa al fabricante. El laboratorio puede certificar los resultados de sus pruebas ( el fabricante no requiere presenciar los ensayos), sin embargo : el fabricante debe hacer certificación adicional de que las pruebas cumplen con la sección IX , y por lo tanto son aceptadas por la sección IX y el código Un PQR debe contener todas las variables esenciales y cuando se requiera las suplementarias de cada proceso utilizado para soldar el cupón de prueba . Las variables no esenciales u otro tipo de variables pueden ser o no ser registradas a opinión del fabricante. Variables no monitoreadas durante la soldadura no deben ser registradas.El fabricante no debe subcontratar las funciones de certificación. Pero puede subcontratar las pruebas de tensión, doblaje o macroataque.Cuando se utilice más de un proceso o material de relleno se debe registrar el espesor aproximado del metal de soldadura depositado en cada proceso o en cada electrodo de material de relleno .Múltiples WPS “S pueden ser separados por un solo PQR ; ejemplo : si un PQR calificado para posición 1G puede soportar WPS para posiciones 2G, 3G, 4G en lamina, y 1G, 2G, 5G, 6G en tubería conservando todas las variables esenciales .Un solo WPS puede cubrir varios cambios en las variables esenciales y ser soportado por los PQR existente para cada variable esencial. Ejemplo, un solo PQR puede cubrir un espesor desde 1/16 hasta 1 ¼” si existen dos PQR, uno desde 1 /16” hasta 3/16” y otro Desde 3/16 “hasta 1 ¼ “. NUMEROS P Y GRUPOS G (QW)Para reducir el número de procedimientos que requieren calificación se asignan números P a los materiales base dependiendo de sus características tales como composición química, soldabilidad, y propiedades mecánicas, donde lógicamente esto puede ser hecho. Para aceros o aleaciones de aceros, adicionalmente a los números P se asignan grupos números G.Estos números clasifican los metales dentro de los números con el propósito de calificar procedimientos cuando se requieran pruebas de impacto. Esta clasificación en P, números subdivididos en grupos, números, no indiscriminadamente por un metal base por el cual fue hecha la calificación o por un metal base ubicado en el mismo número P. Sin considerar la compatibilidad casi de alivios térmicos posteriores a las soldaduras, diseño, propiedades mecánicas y requerimientos de servicios.COMBINACION DE PROCEDIMIENTOSa) Más de un procedimiento teniendo diferentes variables esenciales y no esenciales, pueden ser usados en la junta de producción.Cada procedimiento puede incluir uno o una combinación de proceso de materiales de Relleno u otras variables.Cuando dos o más procedimientos que involucra diferentes procesos o diferentes variables son usados en una junta, se debe determinar el rango del metal base calificado y el rango de espesores del metal de soldadura calificado para cada procedimiento. El metal de soldadura depositado en cada proceso o procedimiento debe ser incluido en todas las pruebas ``( tensión, dobles e impacto si aplica ).b) Cuando se califica un procedimiento o proceso separado solamente para depositar el paso de raíz, el cupón será de ½” de espesor de mínimo. El proceso para pase de raíz quedara calificado para 2t ( corto circuito) de la calificación del metal de soldadura con cualquier espesor máximo de metal base calificado por otros PQR’S usados para soportar el WPS.
videos del proceso gmaw
introduccion
La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo consumible y continuo que es alimentado a la pistola junto con el gas inerte en soldadura MIG o gas activo en soldadura MAG que crea la atmósfera protectora. Hace que no sea necesario estar cambiando de electrodo constantemente.Este proceso se utiliza mucho en industrias donde el tiempo y la calidad de la soldadura son cruciales. El principio es similar a la soldadura por arco, con la diferencia en el electrodo continuo y la protección del gas inerte lo que le dan a este método la capacidad de producir cordones más limpios.
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