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martes, 21 de diciembre de 2010

SMAW - principios del proceso

1. Principios del proceso


1.1. Descripción y denominaciones

El soldeo por arco con electrodo revestido es un proceso en el que la fusión del metal se produce gracias al calor generado por un arco eléctrico establecido entre el extremo de un electrodo revestido y el metal base de una unión a soldar.

El material de aportación se obtiene por la fusión del electrodo en forma de de gotas. La protección se obtiene por la descomposición del revestimiento en forma de gases y en forma de escoria líquida que flota sobre el baño de fusión y que posteriormente solidifica.


Al soldeo por arco con electrodo revestido se le conoce por las siguientes denominaciones :

- SMAW : Shielded metal-arc welding (ANSI/AWS)

- 111 : Soldeo por arco con electrodo revestido (EN)




1.2. Ventajas y limitaciones

Ventajas

- El equipo de soldeo es relativamente sencillo, no muy caro y normalmente portátil.

- El metal de aportación y los medios para su protección durante el soldeo proceden del propio electrodo revestido. No es necesaria protección adicional mediante gases auxiliares o fundentes.

- Es menos sensible al viento y a las corrientes de aire que los procesos por arco con protección gaseosa. Debe emplearse siempre protegido del viento, lluvia, nieve...

- Se puede emplear en cualquier posición, en locales abiertos y en locales cerrados, incluso con restricciones de espacio. No requiere conducciones de agua de refrigeración, ni tuberías o botellas de gases de protección, por lo que puede emplearse en lugares relativamente alejados de la fuente de energía.

- Es aplicable para una gran variedad de espesores, en general mayores de 10mm.

- Es aplicable a la mayoría de los metales y aleaciones de uso normal en la industria.

Limitaciones

- Es un proceso lento, por la baja tasa de deposición y por la necesidad de retirar la escoria, por lo que en determinadas aplicaciones ha sido desplazado por otros procesos.

- Requiere gran habilidad por parte del soldador.

- No es aplicable a metales de bajo punto de fusión como Pb, Sn, Zn y sus aleaciones, debido a que el intenso calor del arco es excesivo para ellos. Tampoco es aplicable a metales de alta sensibilidad a la oxidación como el Ti, Ta y Nb, ya que la protección que proporciona es insuficiente para evitar la contaminación por oxígeno de la soldadura.

- No es aplicable a espesores inferiores a 1.5-2 mm.

- La tasa de deposición es inferior a la obtenida por los procesos que utilizan electrodo continuo, como FCAW o MIG/MAG. Esto se debe a que el electrodo solo puede consumirse hasta una longitud mínima unos 5 cm, y cuando se llega a dicha longitud el soldador tiene que retirar la colilla del electrodo no consumida e insertar un nuevo electrodo.

- Aunque en teoría se puede soldar cualquier espesor por encima de 1.5 mm, el proceso no resulta productivo para espesores mayores de 38 mm. Para estos espesores resultan más adecuados los procesos SAW y FCAW.


1.3. Aplicaciones

El soldeo por arco con electrodos revestidos es uno de los procesos de mayor utilización, especialmente en soldaduras de producción cortas, trabajos de mantenimiento y reparación, así como en construcciones en campo.

La mayor parte de las aplicaciones del soldeo por arco con electrodos revestidos se da con espesores comprendidos entre 3 y 38 mm. El proceso es aplicable a aceros al carbono, aceros aleados, inoxidables, fundiciones y metales no férreos como aluminio, cobre, níquel y sus aleaciones.

Los sectores de mayor aplicación son la construcción naval, de máquinas, estructuras, tanques y esferas de almacenamiento, puentes, recipientes a presión y calderas, refinerías de petróleo, oleoductos gaseoductos,…

Se puede emplear en combinación con otros procesos de soldeo, realizando bien la pasada de raíz o las de relleno. En tubería se suele emplear en combinación con el proceso TIG. La raíz se realiza con TIG completándose la unión mediante soldeo SMAW.

MIG/MAG - defectos típicos

7. Defectos típicos

Defecto: Porosidad

Causas

- Caudal de gas bajo que produce una protección defectuosa o proyecciones en la tobera que reduce a sección de ésta.

- Caudal de gas alto. La turbulencia generada por el excesivo caudal permite que el aire se introduzca en el baño de fusión.

- Excesivas corrientes de viento.

- Electrodo contaminado o sucio

- Insuficiente protección debida a una alta velocidad.

- Pistola demasiado separada de la pieza.

- Gas contaminado

Medidas a tomar

- Aumentar el caudal de gas de protección y retirar las proyecciones de la tobera.

- Disminuir el caudal para eliminar la turbulencia.

- Proteger la zona de soldeo del viento.

- Extremar la limpieza del material base

- Utilizar exclusivamente alambres limpios y secos.

- Reducir la velocidad.

- Acercar la pistola a la pieza.

- Utilizar gases de protección de calidad. Purgar las mangueras



Defecto: Falta de fusión o de penetración

Causas

- Situación de la pistola asimétrica respecto a los lados del bisel.

- Realizar el soldeo sobre cordones con sobreespesor excesivo

- Superficies del chaflán sucias u oxidadas.

- Cordones excesivamente anchos sin llegar a fundir el chaflán.

- Ángulo de desplazamiento demasiado grande.

Medidas a tomar

- Aumentar la tensión y la velocidad de alimentación del alambre.

- Reducir la velocidad de desplazamiento.

- Disminuir la extensión.

- Distribuir el calor del arco en forma simétrica.

- Cambiar el diseño de la unión o colocar una boquilla menor.

- aumentar la separación en la raíz.

- Aumentar el ángulo del chaflán.

- Limpiar y decapar las superficies del chaflán.



Defecto: Grietas

Causas

- Embridamiento excesivo.

- Electrodo inadecuado.

- Penetración excesiva respecto a la anchura del cordón.

- Tensiones residuales elevadas por enfriamiento rápido.

Medidas a tomar

- Reducir el embridamiento.

- Precalentar.

- Utilizar un metal de aportación más dúctil.

- Realizar un martillado.

- Precalentar para reducir el nivel de las tensiones residuales.



Defecto: Mordeduras

Causas

- Tensión excesiva.

- Intensidad excesiva.

- Movimiento lateral muy rápido.

- Velocidad de desplazamiento excesiva.

- Pistola con inclinación excesiva.

Medidas a tomar

- Disminuir a tensión.

- Reducir la velocidad de alimentación del alambre

- Dar un movimiento lateral más lento.

- Disminuir la velocidad de desplazamiento.



Defecto: Proyecciones

Causa

- Humedad en el gas.

- Arco demasiado largo.

- Intensidad demasiado elevada.

- Tensión muy elevada.

- Extremo libre del alambre excesivo.

- Velocidad de soldadura alta.

Medidas a tomar

- Emplear gas de protección bien seco.

- El arco debe tener una longitud de unos 3 mm.

- Disminuir la tensión para disminuir las proyecciones.

- Disminuir la extensión libre.

- Seleccionar a velocidad adecuada.



Defecto: Agujeros

Causas

- Intensidad muy elevada

- Movimiento de desplazamiento muy lento

- Bordes de las chapas muy separa

- Metal base muy caliente

Medidas a tomar

- Aumentar la tensión y disminuirá la penetración.

- Aumentar la velocidad de desplazamiento.

- Disminuir la separación entre los bordes.

- Dejar enfriar antes de depositar un nuevo cordón.




Defecto: Falta de espesor

Causa

- Velocidad excesiva.

Medidas a tomar

- Disminuir a velocidad de desplazamiento.



Defecto: Exceso de metal aportado

Causa

- Diámetro de alambre demasiado grueso.

- Velocidad de desplazamiento muy lenta.

Medidas a tomar

- Utilizar alambre de menor diámetro.

- Aumentar la velocidad de desplazamiento.



Defecto: Cordón irregular

Causa

- Intensidad excesiva.

- Tensión muy baja.

- Movimiento de avance irregular.

Medidas a tomar

- Disminuir la intensidad.

- Aumentar la tensión.

- Dar a la pistola un movimiento de avance uniforme.