Nociones de electricidad arco eléctrico soldadura

El circuito eléctrico

Para comprender mejor la aplicación del arco eléctrico a la soldadura, es necesario conocer ciertos principios fundamentales relacionados con la electricidad.

El circuito de soldadura por arco eléctrico
La corriente eléctrica es un flujo de electrones que circula por un conductor en un circuito cerrado,denominado circuito eléctrico.
La corriente fluye a partir del borne de la máquina de soldar, donde se fija el cable del electrodo , y termina en el borne de la máquina, donde se fija el cable de tierra o de trabajo. A partir del punto la corriente fluye al porta-electrodo y por éste al electrodo; por el extremo del electrodo salta la electricidad a la pieza formando el arco eléctrico; sigue fluyendo la electricidad por el metal base al cable de tierra y vuelve a la máquina. El circuito está establecido sólo cuando el arco se encuentra encendido.

Voltaje y amperaje.
El agua circula a lo largo de un tubo, si existe una presión que lo impulse; en la misma forma, la corriente eléctrica fluye o circula a través de un circuito, si existe una «presión», que impulse el flujo de electrones dentro de un conductor (máquina en funcionamiento). Esta “presión”, que induce una corriente eléctrica, se llama diferencia de potencial,tensión o voltaje. El voltaje se expresa en voltios y se mide con el  voltímetro; algunas máquinas de soldar poseen voltímetro y un regulador de voltaje. La cantidad de agua, que pasa por un tubo, se mide por una magnitud en una unidad de tiempo(metros cúbicos por segundo).En igual forma se utiliza,para expresar la magnitud de corriente eléctrica, la cantidad de electricidad por segundo. La unidad utilizada es el Columbio por Segundo, lo que se expresa en Amperios, y se mide con un instrumento llamado amperímetro.
Todas las máquinas de soldar cuentan con reguladores, que permiten variar el amperaje o intensidad de corriente eléctrica necesaria para soldar.

Clases de corriente eléctrica:
Corriente alterna (AC).- El flujo de corriente varía de una dirección a la opuesta.  Este cambio de dirección se efectúa 100 a 120 veces por segundo. El tiempo comprendido entre los cambios de dirección positiva o negativa se conoce con los nombres de ciclo o período(50 a 60 ciclos). Esta corriente es transportada por redes eléctricas monofásicas que utilizan 2 cables, o bien es conducida por redes eléctricas trifásicas, que utilizan 3 cables de transportación. Las máquinas de soldar pueden utilizar tanto la corriente monofásica como la trifásica.

Corriente continua (CC).- El flujo de corriente conserva siempre una misma dirección: del polo negativo al positivo.
En la corriente continua es importante saber la dirección del flujo de corriente. La dirección del flujo de corriente en el circuito de soldadura es expresada en término de POLARIDAD. Si el cable del porta-electrodo es conectado al polo negativo (-) de la fuente de poder y el cable de tierra al polo positivo (+), el circuito es denominado POLARIDAD DIRECTA o NORMAL.

Cuando el cable del porta-electrodo es conectado al polo positivo (+) de la fuente de poder y el cable de tierra al polo negativo, el circuito es denominado POLARIDAD INVERSA o INDIRECTA.
En algunas máquinas no es necesario cambiar los cables en los bornes, porque poseen una manija o llave de conmutación que permite cambiar de polaridad con facilidad.

Estaño (Sn)

Peso atómico = 118

Metalurgia.

El único mineral de estaño que se explota es el bióxido de estaño, la casiterita, que se encuentra en gran cantidad en Inglaterra, en Sajonia y en la India.

Para obtener el estaño se machaca el mineral y se somete a un lavado, luego se criba y se le da un segundo lavado para quitarle los óxidos extraños que, por ser más ligeros, son arrastrados por el agua. El bióxido, ya purificado, se mezcla con carbón de madera y se calienta en un horno de cuba con toberas donde queda reducido por el óxido de carbono. El estaño fundido va a parar a un depósito exterior desde donde se hace pasar a un segundo depósito para separarlo de las escorias. Continuar leyendo “Estaño (Sn)”

Acciones correctoras en el proceso de soldadura

Eliminación parcial de rechupes y fisuras de contracción.

Las grietas o fisuras por soldadura traen como consecuencia un fallo rápido de la unión cuando la solicitación es dinámica. Tratándose de cargas estáticas, perpendicularmente al plano de la grieta, éstas pueden ser la causa de rotura en solicitaciones por debajo de la tensión admisible calculada.

Las fisuras se originan como consecuencia de obstaculizarse la contracción del material, cuando las tensiones de contracción no se pueden eliminar con la fluencia del material o cuando la modificación en la longitud, en algún dominio de la unión soldada, es mayor que el alargamiento de rotura.
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Aleaciones de aluminio para forja – soldadura

Aleaciones de aluminio para forja

Las aleaciones de aluminio para uso comercial se especifican como productos forjados y materiales fundidos. Los productos forjados incluyen estampaciones, extrusiones, placa, chapa, banda, barra, alambre, tubo y lámina o papel, mientras que las aleaciones para colada pueden conseguirse en formas fundidas en arena, por gravedad y a presión. Las aleaciones pueden clasificarse en las que se pueden tratar térmicamente ocasionando un endurecimiento por precipitación y las que no. Las aleaciones de aluminio pueden ser forjadas en una gran variedad de formas y tipos de forjado . Continuar leyendo “Aleaciones de aluminio para forja – soldadura”

Tratamientos termicos de la soldadura – 2 Tratamiento térmico integral

Tratamiento térmico integral.Tratamiento en horno

Hay dos (2) tipos de horno:

.- Horno Fijo o Estacionario.

Como su nombre lo indica son hornos fijos, construidos dentro de una planta y los equipos deben ser llevados al mismo e introducidos generalmente con puentes grúas. El piso de estos hornos suele ser móvil para facilitar la carga y descarga. En el caso de hornos antiguos la aislación térmica esta realizada con ladrillos refractarios. En los modernos la aislación es de fibra cerámica, que posee una inercia térmica menor disminuyendo los tiempos de tratamiento y el gasto de combustible. Continuar leyendo “Tratamientos termicos de la soldadura – 2 Tratamiento térmico integral”

Aleaciones de aluminio – soldadura

Como se ha comentado con anterioridad, el aluminio es un metal con una baja resistencia mecánica. Por ejemplo, el límite elástico de un aluminio recocido puede alcanzar un valor de 10 MPa. Por tanto, uno de los objetivos a la hora de diseñar aleaciones de aluminio es mejorar su resistencia mecánica aleándolo con diferentes metales como el Cu, Mg, Mn, Zn, Fe o bien el Si. Continuar leyendo “Aleaciones de aluminio – soldadura”

Afilado electrodos de soldadura TIG

La punta del electrodo juega un papel importante sobre la estabilidad del arco y la penetración de la soldadura.

En corriente alterna, el extremo de un electrodo debe ser hemisférico; en el caso de que se forme una gota, es porque la densidad de corriente límite ha sido sobrepasada. Empleando tungsteno toriado, raramente se llega a obtener una forma hemisférica, y si la densidad de corriente es excesiva, el extremo se convierte en irregular. Continuar leyendo “Afilado electrodos de soldadura TIG”

Tratamientos térmicos por calefaccionado interno

Es el caso típico de Tratamiento Térmico de Esferas de Gas licuado aunque puede realizarse con mayor o menor dificultad en otros tipos de configuraciones.

Lo original de este método consiste en utilizar el mismo equipo como horno. Esto se logra revistiendo el equipo con dos capas de aislacion. La capa primera debe ser refractaria, se usa fibra cerámica ya que la misma debe resistir las altas temperaturas de la piel caliente del equipo (» 600 °C). La segunda capa puede ser un material aislante, menos refractario y menos costoso, por ejemplo Lana Mineral. Continuar leyendo “Tratamientos térmicos por calefaccionado interno”

Tratamientos térmicos de la soldadura – Metodos de tratamientos localizados

Ver AWS D10.10 “Recommended Practices for local Heating of Welds in piping and tubing”
Durante la fabricación en taller, las soldaduras son tratadas como vimos anteriormente, en horno. Si el tamaño excede las dimensiones del horno o no hay uno disponible, la Unión Soldada y el material base adyacente pueden ser calentados localmente por uno de los métodos descriptos a continuación.
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Tratamientos termicos de la soldadura – 1

Hoy hablaremos sobre los tratamientos térmicos en la soldadura, la gran duda que surge cuando estudiamos este tema es la diferencia entre estos tratamientos térmicos y unos de elementos de máquinas.

LosTratamientos termicos de la soldadura 1 tratamientos térmicos de la soldadura se aplican normalmente a equipos de gran tamaño o dificil movilidad, también pueden ser utilizados a equipos en los que sería imposible separarlos fisicamente. Los ejemplos más claros, son los depositos fijos, las tuberias …

Lo más común es el calentamiento del los equipos completos, siempre que el tamaño del equipo lo permita,  utilizaremos un horno destinado para este fin. Normalmente se nos presenta el problema de que no hay hornos que permitan la calefacción de todo el equipo debido a los grandes tamaños que presentan o que este se encuentre alejado del lugar de fabricación y la movilización de este sería demasiado costosa para realizarla.

En estos casos los tratamientos térmicos de soldadura, se realizan en el lugar y al equipo entero,  esto se realiza por ejemplo en los tanques esfericos a los que se los aísla completamente y se los calienta desde la parte interior. También claro está, se pueden realizar tratamientos térmicos de forma localizada, ya sea en cordones de soldadura o en cualquier zona donde sean necesarios.

 

Tratamientos termicos de la soldadura

.- Los aceros soldables tienen un contenido de Carbono limitado a valores de alrededor de 0,2 % con el objeto de limitar la Templabilidad (que implica dureza) de los mismos ya que esta última es inversamente proporcional a la Soldabilidad.

.- Los Aceros Soldables se especifican generalmente con orientación hacia las propiedades mecánicas (Normas ASTM) con una considerable amplitud en la composición Química. Por ejemplo los casos de ASTM 514 y 517 son especificaciones para chapas de alta resistencia y para recipientes a presión respectivamente. Cada una contiene varias composiciones que pueden proveer las Propiedades Mecánicas requeridas.

.- En cambio los Aceros de construcción de máquinas se especifican con límites estrictos de Composición Química (Especificaciones SAE) dejando las propiedades mecánicas libradas a los diferentes Tratamientos Térmicos que el fabricante de la pieza estipule durante el proceso de fabricación. La Composición Química es por lejos el criterio más utilizado para la designación de los Aceros seguido por las Especificaciones basadas en las Propiedades Mecánicas.

.- La mayoría de los Tratamientos Térmicos de Soldadura son Subcríticos y no de Recristalizacion Alotrópica (Austenización) como ocurre en los aceros de construcción de elementos de máquinas (ejes, engranajes, etc.)