UNIDAD 6 procedimientos operatorios

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Unidad # 6
PROCEDIMIENTOS OPERATORIOS DE SUELDA POR ARCO ELÉCTRICO REVESTIDO
El proceso de la soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido, conocido por sus siglas en inglés como SMAW (Shielded Metal Arc Welding), comienza con el establecimiento y mantenimiento del arco entre el extremo del electrodo y la pieza a soldar. Conseguida la estabilización del arco, el calor generado va fundiendo progresivamente tanto el revestimiento como la varilla metálica del electrodo, sirviendo a su vez la combustión del revestimiento para originar una atmósfera protectora que impide la contaminación del material fundido.
PROCEDIMIENTOS OPERATORIOS 
Parámetros a ajustar en soldadura
Para poder realizar correctamente una soldadura hay que considerar varios parámetros que se deben ajustar antes de su realización.
AMPERAJE
Los electrodos revestidos de un tamaño y una clasificación específicos funcionarán satisfactoriamente con varios amperajes dentro de un rango determinado. Este rango variará un poco con la formulación y el espesor del recubrimiento.
Las tasas de deposición aumentan a medida que aumenta el amperaje. Para un tamaño de electrodo dado, los rangos de amperaje y las tasas de deposición resultantes variarán de una clasificación de electrodo a otra.
La relación entre las tasas de deposición y el amperaje para varias clasificaciones de electrodos de acero al carbono de un tamaño se muestra en la Figura siguiente. Con un tipo y tamaño de electrodo específico, el amperaje óptimo depende de varios factores, como la posición de la soldadura y el tipo de unión. El amperaje debe ser suficiente para obtener una buena fusión y penetración, pero que permita un control adecuado del baño de soldadura.
AMPERAJE DEL ELECTRODO 
AMPERAJE DE ACORDE AL ESPESOR DEL MATERIAL 
Para poder realizar correctamente una soldadura hay que considerar varios parámetros que se deben ajustar antes de su realización.
Cuando trabajamos con materiales de distinto espesor también tenemos que tener en cuenta el amperaje de soldadura, esto nos ayudara a tener una mejor penetración y una mejor solidificación con respecto a estos tipos de espesores de los materiales.
Formula para calcular el amperaje de soldadura de acuerdo al espesor del material .
Espesor *30 =amperaje de acuerdo al espesor del material 
El espesor siempre trabajamos en milímetro 
No se debe utilizar un amperaje superior al máximo recomendado. Esto puede sobrecalentar el electrodo y causar Salpicaduras excesivas, soplo del arco, socavado y agrietamiento del metal de soldadura. La figura ilustra el efecto del amperaje, la longitud del arco y la velocidad de desplazamiento en la forma de la gota resultante
OJO TENER EN CUENTA 
La regulación de la máquina es de decisiva importancia para obtener buenas juntas de soldadura. A cada diámetro de los electrodos corresponde determinada escala de amperaje, desde un amperaje mínimo hasta un amperaje máximo. El soldador debe encontrar el amperaje adecuado para su trabajo, regulando la máquina entre amperaje mínimo y máximo señalado por el fabricante para cada tipo de electrodo.
Recuerda que 
Precalentamiento para soldar
El precalentamiento implica calentar el metal base, ya sea en su totalidad o solo en la región que rodea la unión, a una temperatura deseada específica, llamada temperatura de precalentamiento, antes de soldar.
El calentamiento puede continuar durante el proceso de soldadura, pero con frecuencia el calor de la soldadura es suficiente para mantener la temperatura deseada sin que continúe la fuente de calor externa.
La temperatura entre pasadas, definida como la temperatura del metal base entre la primera y la última pasada de soldadura, no puede caer por debajo de la temperatura de precalentamiento. La temperatura entre pasadas no se discutirá más aquí. 
El precalentamiento puede producir muchos efectos beneficiosos; sin embargo, sin un conocimiento práctico de los fundamentos involucrados, uno corre el riesgo de desperdiciar dinero o, peor aún, de degradar la integridad de la pieza soldada.
¿Por qué precalentar?
Hay cuatro razones principales para utilizar el precalentamiento:
1. reduce la velocidad de enfriamiento en el metal de soldadura y el metal base, produciendo una estructura metalúrgica más dúctil con mayor resistencia al agrietamiento.
2. la velocidad de enfriamiento más lenta brinda una oportunidad para cualquier hidrógeno que puede estar presente para difundirse inofensivamente sin causar grietas
3. reduce las tensiones de contracción en la soldadura y el metal base adyacente, lo cual es especialmente importante en uniones muy restringidas 
4. eleva algunos aceros por encima de la temperatura a la que se produciría una fractura ocurren en la fabricación. Además, el precalentamiento se puede utilizar para ayudar a garantizar propiedades mecánicas específicas, como la tenacidad de las muestras.
¿Cuándo se debe utilizar el precalentamiento?
Para determinar si se debe precalentar o no, se debe considerar la siguiente serie de factores:
requisitos del código, espesor de la sección, química del metal base, restricción, temperatura ambiente, contenido de hidrógeno del metal de aportación y problemas previos de agrietamiento. 
Si se debe seguir un código de soldadura, entonces el código generalmente especificará la temperatura mínima de precalentamiento para un metal base, proceso de soldadura y espesor de sección determinados. 
Este valor mínimo debe alcanzarse independientemente de la restricción o variación en la química del metal base; sin embargo, el valor mínimo puede aumentarse si es necesario.
Cuando no hay códigos que rijan la soldadura, se debe determinar si se requiere precalentamiento y, de ser así, qué temperatura de precalentamiento será la adecuada. En general, no se requiere precalentamiento en aceros con bajo contenido de carbono de menos de 1 pulgada (25 mm) de espesor. Sin embargo, a medida que aumenta la química, el nivel de hidrógeno difusible del metal de soldadura, la restricción o el espesor de la sección, también aumenta la demanda de precalentamiento. Existen varios métodos para determinar la temperatura de precalentamiento requerida para un metal base dado y un espesor de sección
¿Cuándo no tenemos código de soldadura?
¿Cómo se aplica el precalentamiento?
El grosor del material, el tamaño de la soldadura y el equipo de calefacción disponible se deben considerar al elegir un método para aplicar el precalentamiento. Por ejemplo, los conjuntos de producción pequeña se pueden calentar de manera más eficaz en un horno. Sin embargo, los componentes estructurales grandes a menudo requieren bancos de sopletes calefactores, calentadores de banda eléctrica o calentadores radiantes o de inducción.
Generalmente no se requiere un alto nivel de precisión para precalentar aceros al carbono. Aunque es importante que el trabajo se caliente a un mínimo de temperatura, es aceptable exceder esa temperatura en aproximadamente 100 ° F (40 ° C).
Recuerda 
Preparación y diseño de las juntas a unir: chaflán
DISEÑO DE JUNTAS
Se entiende por junta el espacio existente entre las superficies que van a ser unidas por soldadura. 
El proceso de soldadura, tipo de material, geometría de las piezas y el espesor, son los principales factores a tener en cuenta para el diseño de junta. 
La terminología utilizada se indica en la figura 
¿QUÉ ES UN CHAFLÁN Y CUÁL ES SU FUNCIÓN?
Los bordes de la chapa suelen tener que prepararse antes de la soldadura, dicha preparación es muy importante para la posterior operación de soldadura. En algunos casos, si el espesor de la chapa es inferior a 5 mm., puede prescindirse de la preparación del borde.
Preparación y diseño de las juntas a unir: chaflán, sin chaflán. 
mientras que las denominaciones de los tipos de juntas o uniones para soldaduras por fusión, quedan recogidas en la figura. Se exponen, a continuación, las preparaciones de bordes típicas de un fabricante de bienes de equipo, atendiendo alproceso de soldeo empleado y al espesor del material
El chaflán o bisel de una soldadura es la abertura entre las dos piezas a soldar que facilita el espacio para contener la soldadura. Este chaflán o bisel podrá tener diversas geometrías dependiendo de los espesores de las piezas, el proceso de soldeo y la aplicación de la soldadura, tal como se indica en la siguiente tabla 
CRITERIOS PARA LA PREPARACIÓN DE LAS UNIONES
UNION A TOPE O EMPALMADA Es la más utilizada y consiste en unir las chapas situadas en el mismo plano para chapas superiores a 6 mm o para soldar por ambos lados, hay que preparar los bordes
Preparación y diseño de las juntas a unir: sin chaflán. 
Recuerda que 
El chaflán es el ángulo entre dos planos inclinados formados por los biseles de ambas chapas en la unión, debería ser de 60º a 70º. También podemos definirlo como el rebaje en la arista de las chapas o tubos que se utiliza en la preparación de uniones soldadas para aumentar la penetración del cordón de soldadura.
El achaflanado o biselado sirve para reforzar la resistencia a la carga de la unión de chapas o tubos. 
Limpieza en la preparación
Es fundamental eliminar todas las inclusiones y contaminantes cuando se prepara la superficie de un material para soldar y durante la limpieza inter paso y post soldadura. La extracción del menor material posible entre pases de soldadura ahorra tiempo y dinero ya que cualquier material eliminado, debe ser reemplazado a través del consumible más caro: el metal de relleno. Quitar demasiado material base durante la preparación de la superficie previa a la soldadura también puede afectar la penetración de la soldadura, impactando la fuerza e integridad de la soldadura terminada.
Por estas razones, es importante elegir la mejor herramienta para la preparación de superficie y limpieza. La solución correcta proporciona un rendimiento eficiente y efectivo, y permite gastar más tiempo de soldadura y menos tiempo de limpieza y haciendo reparaciones
Limpieza en la preparación
Que herramientas de Limpieza se utilizan? 
Se usan tres categorías comunes de herramientas para la preparación de la superficie y la limpieza en aplicaciones de soldadura
1. Abrasivos unidos / Discos de desbaste
2. Recubrimiento de abrasivo / Discos Flap
3. Cepillos y ruedas de alambre (Grata)
¿Qué es un cordón de soldadura?
El cordón de soldadura es una técnica que consiste en realizar una conexión entre componentes usualmente metálicos en una sola unión soldada. En la soldadura, generalmente, se combinan múltiples piezas calentándolas y ablandándolas.
Tipos principales de posiciones de soldadura
En el proceso de soldadura por arco eléctrico existen Cuatro posiciones de soldadura
Cada posición de soldadura requiere diferentes técnicas, preparación y parámetros. Al conocer las posiciones de soldadura, podrá elegir mejor el metal de relleno y el proceso de soldadura adecuados
La posición de soldadura es la técnica de unión de metales en la posición en la que se utilizará el componente
También conocida como posición de nivel, la posición plana es la más fácil de todas las posiciones de soldadura. Una posición plana es el tipo más común de soldadura. Es la primera soldadura que aprenden los principiantes. En esta posición, no se suelda contra la gravedad. Las piezas de trabajo que se van a soldar se colocan planas. Se pasa un arco eléctrico sobre las piezas de trabajo en dirección horizontal. La superficie superior de la unión se suelda permitiendo que el metal fundido fluya hacia abajo hasta la ranura o bordes de la junta. Una posición plana se puede soldar con cualquier proceso de soldadura. Asegúrese de seguir las técnicas recomendadas para el proceso
Posición de soldadura plana
Posición de soldadura horizontal
Una soldadura horizontal se considera una soldadura fuera de posición. Es más difícil de realizar que las posiciones verticales y sobre la cabeza y requiere una mayor habilidad. En la posición horizontal, el eje de soldadura es aproximadamente horizontal. La posición se ejecuta en función del tipo de soldadura. Para una soldadura de ranura, la cara de la soldadura se encuentra a lo largo de una línea vertical. En la soldadura de filete, el cordón de soldadura se realiza donde las superficies horizontal y vertical de los metales se encuentran, a 90°. La soldadura horizontal tiene muchas similitudes con la posición plana.
Posición de soldadura vertical
La soldadura y la chapa se encuentran verticalmente en la posición de soldadura vertical. Las soldaduras verticales se pueden realizar de dos maneras:
Vertical ascendente (durante la soldadura moviéndose de abajo hacia arriba en la unión de soldadura)
Vertical descendente (durante la soldadura moviéndose de arriba hacia abajo en la unión de soldadura)
Vertical ascendente se utiliza principalmente en materiales más gruesos y en soldaduras grandes donde es difícil moverse a una posición plana u horizontal.
Uno de los principales desafíos de la posición de soldadura vertical es que la fuerza de la gravedad tira del metal fundido hacia abajo y el metal forma una pila. La soldadura en una posición vertical descendente o ascendente puede ayudar a prevenir este problema.
Posición de soldadura sobre la cabeza
La posición de soldadura sobre la cabeza se realiza desde la parte inferior de la junta. Es la posición más difícil y complicada, por lo que requiere un alto nivel de habilidad. En esta posición, la soldadura se realiza con las piezas metálicas que se encuentran por encima del soldador. Por lo tanto, los soldadores, en su mayoría, se encuentran acostados en el suelo para llevar a cabo la soldadura sobre la cabeza. Asegúrese de encontrar la posición más cómoda para acceder fácilmente a la unión que se va soldar
distribución de cordones
Los cordones de soldadura son la columna vertebral de una unión soldada. Son la porción de metal depositado durante el proceso de soldadura que une dos piezas de metal, creando una unión sólida y continua. La calidad y resistencia de esta unión dependen en gran medida de la calidad del cordón de soldadura.
Tipos de cordones de soldadura y sus características
Existen varios tipos de cordones de soldadura, cada uno con características específicas que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones. Algunas de las tipologías más comunes son:
Cordón de raíz: Es el primer cordón de soldadura depositado en la unión, y es crucial para garantizar una unión sólida desde el interior hacia afuera. Debe tener una buena penetración en las piezas de trabajo para asegurar una unión resistente.
Cordón de relleno: Se deposita después del cordón de raíz y se utiliza para llenar el espacio restante en la unión. Debe ser compatible con el cordón de raíz y mantener una buena continuidad para lograr una unión sólida y resistente.
Cordón de tapa: Se aplica en la parte superior de la unión soldada y tiene como objetivo proteger y sellar la unión. Debe tener una apariencia estética y proporcionar una protección efectiva contra la corrosión.
Cordón de filete: Se utiliza en las uniones de filete y tiene una forma triangular o redondeada. Es común en aplicaciones de soldadura en ángulo y se utiliza para crear uniones sólidas y resistentes en esquinas y bordes.
Técnicas y posiciones de soldadura que afectan la formación de los cordones
La formación de cordones de soldadura de alta calidad no solo depende del tipo de cordón utilizado, sino también de las técnicas de soldadura y las posiciones en las que se realiza el proceso.
Técnica de soldeo
La técnica de soldadura utilizada juega un papel crucial en la formación de los cordones de soldadura. Algunas técnicas comunes incluyen la soldadura por arco eléctrico, la soldadura por gas, la soldadura por resistencia y la soldadura por fricción. Cada una de estas técnicas tiene sus propias ventajas y desventajas en términos de calidad y eficiencia.
Cordón continuo
Un cordón continuo se deposita en una sola pasada
un cordón discontinuose forma en varias pasadas, lo que puede ser necesario en aplicaciones de alta demanda de resistencia. 
cordón discontinuo 
Soldadura por penetración
Para efectuar la soldadura por penetración se necesitan unas densidades de potencia muy elevadas, aproximadamente, de 1 megavatio por centímetro cuadrado
Penetración 
La penetración en la soldadura es la profundidad de la zona fundida desde la superficie de la parte
Depende de los parámetros del arco como polaridad e intensidad de corriente. 
Limpieza de soldadura
Existen infinidad de tipos de soldadura. En casi la totalidad de las mismas es necesario cepillar después de soldar para suavizar las superficies soldadas.
Para pequeñas soldaduras el cepillo
Práctica herramienta que ayuda a eliminar la escoria de la superficie de la soldadura
máquinas eléctricas portátiles que se utilizan para cortar, desbastar y pulir
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