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Soldadura para el Mantenimiento

Unidad VI

SOLDADURA POR ARCO CON GAS Y ELECTRODO DE TUNGSTENO (GTAW)

1.

SOLDADURA POR ARCO CON GAS Y ELECTRODO DE TUNGSTENO (GTAW) La soldadura por arco con gas y electrodo de tungsteno, TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en porcentajes no superiores a un 2%. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 ºC), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos.

2.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS La gran ventaja de este método de soldadura es, básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos, ya que el gas protector impide el contacto entre el oxigeno de la atmósfera y el baño de fusión. Además, dicho gas simplifica notablemente el soldeo de metales ferrosos y no ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes, con las deformaciones o inclusiones de escoria que pueden implicar. Otra ventaja de la soldadura por arco en atmósfera inerte es la que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador ver claramente lo que está haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura. El cordón obtenido es por tanto de un buen acabado superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costes de producción. Además, la deformación que se produce en las inmediaciones del cordón de soldadura es menor. Como inconvenientes está la necesidad de proporcionar un flujo continuo de gas, con la subsiguiente instalación de tuberías, bombonas, etc., y el encarecimiento que supone. Además, este método de soldadura requiere una 35

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mano de obra muy especializada, lo que también aumenta los costes. Por tanto, no es uno de los métodos más utilizados sino que se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisión. 3.

EQUIPO Y ACCESORIOS El equipo fundamental que se requiere para el proceso de soldadura TIG es muy simple. Se compone de lo siguiente: • • • • • •

Unidad de Energía Eléctrica Soplete (ó porta electrodo) Gas inerte Electrodo de Tungsteno Regulador de Presión Fluómetro

3.1.

UNIDAD DE ENERGÍA Cualquier máquina soldadora común y corriente para CA o CD de las que se emplean para soldar con electrodo recubierto, se puede utilizar también para el proceso TIG. A la unidad común debe agregársele el gas inerte, un soplete TIG y el equipo para controlar el paso del gas al soplete (y el paso del agua si se emplea un soplete con enfriamiento por agua). Un estabilizador de alta frecuencia ó un convertidor de corriente directa es una pieza de equipo necesaria que deberá incluirse en un conjunto de TIG de CA. Si la instalación se va a utilizar en un trabajo grande ó de producción en serie, se aconseja el uso de una unidad de energía diseñada especialmente para el proceso TIG. Estas unidades generalmente están equipadas para producir fuerza para soldar-tanto con CA, como con CD, y tienen: • Control remoto de corriente (para poder cambiar desde lejos la corriente de la unidad de energía) • Acelerador ajustable para soltar el gas (para evitar que se oxide el electrodo de tungsteno mientras se encuentra al rojo vivo.) El acelerador permite que fluya el gas después de romper el arco, para enfriar el electrodo. • Estabilizador de alta frecuencia con control de intensidad.

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• Válvula de control de agua (para los sopletes tanto enfriamiento por agua) • Selector de corriente (si la unidad proporciona tanto LA como CD) • Interruptor de polaridades. • Control de corriente con ajuste exacto La selección de la unidad de energía para soldadura TIG deberá hacerse únicamente después de estudiar los tipos y espesores del metal que se trabajará, y la velocidad a la que va a soldarse el metal GUÍA PARA LA SELECCIÓN DE CORRIENTE PARA SOLDAR

* De buena a excelente con el uso de varillas de relleno recubiertas de fundente. 37

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3.1.1.

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CORRIENTE DIRECTA POLARIDAD DIRECTA (CDPD) La conexión de la máquina es negativa al electrodo y positiva al trabajo (los electrones fluyen del electrodo no consumible a los trabajos. Esto permite una concentración de calor del tamaño de la punta de un alfiler. Las soldaduras son profundas y angostas. El trabajo de soldadura se realiza con más rapidez y hay menos distorsión del metal base, menos concentración de esfuerzos y me nos rajaduras en caliente que cuando se utiliza CD polaridad inversa.

Figura 6.1

Al soldar con CD polaridad directa se genera mas calor en el charco de soldadura que en el otro extremo del electrodo. Esta concentración de calor en la unión produce el charco angosto y la penetración profunda. 3.1.2.

CORRIENTE DIRECTA POLARIDAD INVERSA (CDPI) Se usa en casos especiales. La conexión de la máquina es positiva al electrodo y negativa al trabajo (los electrones fluyen del trabajo al electrodo no consumibles). Las soldaduras son anchas y la penetración de poca profundidad.

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Figura 6.2

Al soldar con CD polaridad inversa, la mayor parte del calor se concentra en la punta del electrodo, tendiendo a derretirlo, lo cual hace necesario emplear un electrodo de mayor tamaño que cuando se usa CDPD. Esto produce soldaduras anchas y poco profundas debido al tamaño del electrodo y a que la corriente es menor de la que normalmente se aplica. La polaridad inversa proporciona una acción limpiadora sobre la superficie. Es conveniente para aquellos metales, tales como el aluminio y el magnesio que producen óxidos en su superficie que son difíciles de quitar y que deben romperse para poder efectuar depósitos sólidos de soldadura. Sin embargo, su uso se limita a calibres relativamente delgados y a que cada diámetro de electrodo de tungsteno puede recibir sólo cerca de un décimo de la corriente en polaridad inversa que podría recibir en polaridad directa. 3.1.3.

CORRIENTE ALTERNA Y ALTA FRECUENCIA Generalmente se emplea corriente alterna para soldar aluminio y magnesio. Cuando se emplea corriente alterna de o0 ciclos, la dirección de fluido cambie 120 veces por segundo para que el electrodo sea positivo (+) o0 veces por segundo y negativo (-) o 0 veces por segundo. El cambio de fluido de una dirección a La opuesta y luego de regreso a la original, se denomina ciclo.

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Figura 6.3

Cuando la dirección del fluido está cambiando, hay un momento en que no fluye corriente, después de lo cual el arco se volverá a prender ó se apagará. Las máquinas para soldar con CA comunes generalmente tienen un voltaje de circuito abierto de 70-80 V. Este voltaje no es suficiente para mantener encendido el arco en forma estable. El resultado es un arco errático muy inestable. El arco puede estabilizarse sobreponiendo una corriente de alta frecuencia o alto voltaje para soldar con CA. La corriente sobrepuesta actúa como puente entre el electrodo de tungsteno y la pieza de trabajo, creando un camino para el paso de la corriente para soldar. Al sobreponer una corriente de alta frecuencia se asegura un encendido fácil del arco (no es necesario tocar con el electrodo de tungsteno la pieza de trabajo) y mayor estabilidad de arco. La forma de la soldadura es diferente entre las de CDPD y CDPI. La concentración de calor es excelente.

3.2.

EL SOPLETE En el proceso TIC, el porta electrodo generalmente se le denomina soplete y ha sido diseñado especialmente para este proceso. Este está hecho para sujetar un electrodo de tungsteno en medio de una corriente de gas inerte, protector (generalmente argón o helio) . El electrodo se sujeta con una boquilla y cuerpo de boquilla que se atornilla al cuerpo del 40

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soplete. Se proporciona una variedad de tamaños de boquillas con el objeto de que se puedan utilizar electrodos de varios tamaños con el soplete. Todos los sopletes tienen un cono de cerámica para el gas ó casquillo de metal, que se atornilla en la cabeza del soplete para poder controlar la dirección y distribución de gas protector. Estos los hay en varios tamaños y diámetros internos de 1 /4” hasta 7/8” en la punta de salida del gas. El tamaño se determinará de acuerdo con el tipo de soldadura.

Figura 6.4

Generalmente se emplean conos de cerámica en los sopletes con enfriamiento por aire para amperajes menores de 200 amps. Los casquillos de metal se emplean generalmente en sopletes con enfriamiento por agua que pueden ser operados a más de 200 amps. También se recomiendan para trabajos de soldadura extremadamente difíciles. 3.3.

GASES INERTES En la soldadura TIG los gases inertes que se emplean con mayor frecuencia son: argón y helio. El argón proporciona un arco de acoten mas suave y mas quieto, así como un arco de menor voltaje en cualquier corriente. Reduce al mínimo los efectos de las variaciones del tamaño de las variaciones del tamaño corriente baja, es más fácil del arco. Además, cuando so usa CA o entender el arco con gas argón. Al establecerse el arco, el argón es más pesado al fluido de gas que se recomienda y envuelve la superficie que se esté soldando, en contraste con el helio que tiende a levantarse con

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rapidez de la zona de la soldadura. Esta es una cualidad muy útil cuando se emplea la soldadura TIG en reparaciones de mantenimiento. El helio produce un arco de mayor voltaje (40% mayor) por unidad de longitud de arco. Y como consecuencia, un arco mas caliente, de mas profunda penetración, que permite una mayor velocidad en el soldado y reducción de los efectos del calor en la pieza de trabajo. Con CD polaridad directa, el helio es mas estable y produce un arco mas caliente que permite aplicar la soldadura con mayor rapidez. El gas helio es el más indicado para operaciones mecánicas automáticas. Durante varios años el argón y el helio se han empleado mezclados para producir un arco más estable. La mezcla es generalmente 25% argón y 75% helio. También se emplean otras mezclas de gas para tipos especiales de aplicaciones. Sin embargo, éstas deben emplearse únicamente según lo indique el proveedor de gas. Existe un problema importante al que hay que estar alerta: cilindros de gas contaminados. En ocasiones, los proveedores de gas no tienen el debido cuidado y los cilindros pueden contener un poco de agua. Esto ocasionará diversas dificultades. El vapor de agua se descompone en el arco y produce hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno ocasiona porosidades y el oxígeno forma una película sobre el metal, lo que da como resultado una mala fusión. Por lo general, este problema se hace notar cuan do la presión del cilindro baja a menos de 50 PSI. El 2% del gas que quede en el cilindro al irse agotando tendrá que desecharse a menos que se pueda quitar el agua pasando el gas a través de un agente secador, tal como el perclorato de magnesio. Si hay porosidades al poner un cilindro nuevo en servicio, notifíquelo al proveedor y reemplácelo inmediatamente. 3.4.

ELECTRODO DE TUNGSTENO Los electrodos que se emplean para la soldadura TIG pueden ser de tres tipos: de tungsteno puro, tungsteno tonado y tungsteno con zirconato. Se escogió el tungsteno para la soldadura TIG por tres muy buenas razones: • Tiene buena conductividad eléctrica, • Tiene el más alto punto de fusión que cualquier metal conocido, 6150° F. 42

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• Su resistencia a la tensión (aún en forma de alambre) es de aproximadamente 500,000 PSI. Como resultado, el tungsteno no es consumido por el calor del arco. 3.4.1.

ELECTRODOS DE TUNGSTENO PURO De los tres tipos, los electrodos de tungsteno puro (color de identificación: verde) son los más baratos. Tienen el más alto punto de fusión de los tres tipos. Los electrodos de tungsteno puro pueden utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones. Durante la operación de soldadura, la punta del electrodo de tungsteno puro se encuentra en un estado más liquido que cualquier electrodo aleado. Debe tenerse cierto cuidado en el uso de los electrodos de tungsteno puro. Estos no deben tocar el metal base é el charco de soldadura disuelta. El contacto del metal contamina el electrodo y provoca un arco errático. Esto requeriría limpiar el electrodo y volver a encender el arco. Generalmente, manteniendo el arco largo sobre un pedazo de cobre por unos momentos permitirá que se asiente el arco y éste sea parejo. De no ser así, la parte contaminada deberá limarse o deberá cortarse el pedazo del electrodo.

3.4.2.

ELECTRODOS DE TUNGSTENO TORIADOS Este tipo de electrodo TIG se produce en dos grados con un contenido del 1% de tono (color de identificación: amarillo) y con un contenido del 2% de torio (color de identificación: rojo). Aún cuando son más caros que los electrodos de tungsteno puro, poseen ciertas ventajas. La adición de torio aumenta la emisión electrónica del electrodo. La mayor emisividad permite: • Encender el arco con más facilidad, particularmente voltajes bajos de circuito abierto. • Mayor estabilidad del arco. • Operar con corrientes más altas con CAAF • Menor tendencia a pegarse al encendido con CD Los electrodos de tungsteno tarjado tienen una desventaja. Cuando se usan con corriente alterna y estabilización de alta frecuencia, existe la posibilidad de que partículas microscópicas 43

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de tungsteno se transmitan al depósito de soldadura. Estas partículas extrañas no se pueden admitir cuando se requieren soldaduras con calidad a prueba de rayos X. 3.4.3.

ELECTRODOS DE TUNGSTENO CON ZIRCONIO La adición del zirconio al tungsteno aumenta también la emisión electrónica tanto como el torio. Este tipo de electrodo (color de identificación: café) combina las cualidades de encendido, estabilidad y capacidad de corriente de electrodos de torio, con la ventaja adicional de eliminar la tendencia de que chisporrotee el tungsteno cuando se emplea con CA y alta frecuencia. Como resultado, los electrodos de tungsteno con zirconio ofrece la mejor combinación de ventajas de los tres tipos principales. El diámetro del electrodo y la fijación de la corriente dependerán principalmente del tipo y espesor del metal que va a unirse. Para uso general, mientras más grueso sea el metal y tenga mayor conductividad de calor, será mayor el diámetro del electrodo y requerirá mayor corriente. Si se emplea el diámetro correcto de electrodo de tungsteno para la corriente que se fije, el arco será muy estable y fácil de aplicar. Si se emplea un electrodo demasiado delgado, se derretirá la punta del electrodo. Si el electrodo es demasiado grueso, la trayectoria de la corriente punto focal del arco vagará sobre la punta del electrodo y será difícil manejar el arco. Para evitar esto, use siempre el tamaño correcto de electrodo para la corriente que se haya fijado, ó adapte la corriente de acuerdo con el tamaño del electrodo. Para realizar mejores operaciones de soldadura y conservación del electrodo, haga uso de cada electrodo de tungsteno fijando la corriente más alta de las que se recomiendan.

3.5.

REGULADORES REDUCTORES DE PRESIÓN Y FLUÓMETROS Tanto el helio como el argón se obtienen en cilindros de 240 a 300 pies cúbicos a presiones que varían de 2200 a 2o40 PSI. 44

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La presión a la que puede utilizarse el gas inerte en el soplete es considerablemente menor a la presión con que se saca el gas por la válvula del cilindro. Por lo tanto, deberán tomarse las medidas necesarias para reducir la presión relativamente alta de un cilindro, a la menor presión que se requiere para trabajar con el soplete. Además, con el objeto de asegurar una protección completa con gas inerte de la zona a soldar, no deberá variar el fluido del gas por el soplete. Para este prepósito se utilizan los reguladores y fluómetros. Estos se han diseñado para realizar cada una de estas importantes funciones. Estos pueden fijarse para reducir la presión del cilindro hasta cualquier grado y mantener el fluido constante sin prestarle mayor atención. El regulador es el mecanismo que se necesita primero. Reduce la presión del cilindro a una presión adecuada para trabajar, generalmente menor de 20 PSI. Después, el fluómetro se fija para que el fluido de gas hacia el soplete se ajuste a una velocidad exacta. El fluido variará de -(3 a 35 pies cúbicos por hora PQ-i) dependiendo: • El tipo de gas protector que se emplee (las velocidades de fluido del helio son cerca de tres veces mayores que las del argán) • Geometría de la unión a soldar. (Las soldaduras de filete re quieren un fluido menor que las uniones a tope). • Distancia entre la boquilla y el trabajo. (Mientras más chica, mejor. Al ser mayor se requieren fluidos más altos, y existe el peligro de atraer aire). • Tamaño del cono de cerámica ó casquillo. (El diámetro mayor permite ver mejor). • Tamaño del charco de soldadura. (Mientras más grande esta la soldadura, mayor será el diámetro del cono). • Cantidad de corriente para soldar. (Generalmente, mientras más alta es la corriente, más alta será la velocidad de fluido). • Presencia de corrientes de aire. (Los chiflones destruyen la protección Evitelos3. • Posición de la pieza del trabajo. (El argón es más pesado --que el aire. El helio es más ligero que el aire). - -

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Figura 6.5

Un regulador de presión de gas indicará correctamente sin importar la posición del regulador. Sin embargo, con el objeto de leer correctamente la cantidad de gas que pasa al soplete, el fluómetro (de tubo con bolita dentro) deberá estar en perfecta posición ver tical. Ambas funciones la de regular la presión y la de medir el fluido-pueden combinarse en una sola unidad denominada ‘monitor”. Un monitor hace ver exactamente la velocidad del fluido de gas al estar montado en cualquier posición.

Figura 6.6

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Además, la velocidad del fluido se lee directamente en una carátula, lo cual simplifica el trabajo de escoger la velocidad correcta. Algunos tipos de fluómetros antiguos están calibrados en ligros por minuto (LPM). Para hacer la conversión, multiplique los LPM por 2.1 ó divida los PCH entre 2.1 (PCH= PIES CUBICOS POR HORA).

4.

SELECCIÓN DE LA ALEACIÓN Gracias a los grandes esfuerzos de investigación y desarrollo que se han realizado en el campo de la soldadura, el proceso de soldadura TIG ha progresada rápidamente en lo que se refiere a la variedad de trabajos que pueden realizarse. Una fase muy importante del proceso de soldadura TIG es el tipo y calidad de las varillas de aporte que existen, especialmente para soldadura de mantenimiento y reparaciones. Los miembros del Departamento de Investigación y Desarrollo han venido trabajando, y siguen haciéndolo, concentrando sus esfuerzo en ciertos tipos de varillas de aporte formuladas especialmente para emplearse con el proceso TIG. Los materiales de aporte TIG son con frecuencia similares en composición, pero no contienen las mismas cantidades de cada aleación que los metales base que van a unir. Los componentes de aleación, tales como el zinc y cadmio que humean profusamente al sujetarse al intenso calor del arco TIG (cerca de 9,000 a 12,000° F) no pueden utilizar se en las varillas de aporte. Por lo tanto, para obtenerse las óptimas propiedades en el depósito de la soldadura, es necesario modificar la composición del metal de aporte en el depósito de soldadura es necesario modificar la composición del metal de aporte agregando-desoxidantes y elementos refinadores del grano que favorezcan la fusión del arco. Con el proceso TIG, lo mismo que con otros procesos de soldadura, la elección del metal de aporte para cada aplicación depende de diversos factores; composición adecuada, resistencia mecánica, tenacidad, resistencia a la corrosión, conductividad eléctrica, transmisión de calor, costo, etc. La limpieza de la varilla de aporte es muy importante. Las varillas deben mantenerse cubiertas y almacenadas en su lugar tibio y seco antes de usarlas. Si se encuentran aceitosos o sucias, deberán desgrasarse y limpiarse debidamente. La continua investigación sobre las varillas de aporte TIG abrirá nuevos y mas valiosos campos de aplicación.

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1/16” 1/8” 3/16” 1/4” 3/8” 1/2”

48

60 115 190 220 250 290

– – – – – –

90 135 220 260 300 350

VERTICAL

60 120 180 210 250 250

– – – – – –

90 160 210 250 300 375

1/16” 3/32” 1/8” 3/16” 3/16, 1/4” 3/16, 1/4”

1/16” 3/32” 1/8” 1/8”, 3/16” 3/16, 1/4” 3/16, 1/4”

1/4”, 5/16, 3/8 3/8, 7/16 7/16, 1/2” 1/2, 5/8, 3/4

15 17 21 25 29 31

DIÁMETRO MEDIDA FE TAMAÑO DEL FLUIDO DE DEL LA VARRILLA CONO GAS PIES TUNGSTENO DE APORTE CÚBICOS POR HORA

Nota: Las mejores condiciones para cada aplicación deberán determinarse mediante pruebas.

60 – 90 125 – 160 190 – 240 260 – 340 330 – 400 400 - 470

PLANA

DE FRENTE HACIA ARRIBA

ESPESOR DEL CORRIENTE PARA SOLDAR AMPERES TRABAJO

5.

GUÍA DE OPERACIÓN - ALUMINIO CORRIENTE ALTERNA (Estabilizada) – GAS ARGÓN

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GUÍAS

1/16” 3/32” 1/8” 3/16” 1/4” 1/2”

80 – 100 100 – 130 120 – 150 200 – 275 275 – 375 350 - 475

70 – 100 90 – 120 110 – 135 150 – 225 200 – 275 225 – 280

70 – 100 90 – 120 105 – 140 150 – 225 200 – 275 225 – 280

1/16” 1/16” 1/16”, 3/32” 3/32”. 1/8” 1/8” 1/8”, 3/16”

1/16” 3/32” 3/32” 1/8” 3/16” 1/4”

ESPESOR CORRIENTE PARA SOLDAR AMPERES DIÁMETRO MEDIDA FE LA DEL DEL VARRILLA DE TRABAJO TUNGSTENO APORTE PLANA VERTICAL

1/4, 1/4, 1/4, 3/8,

5/16, 5/16, 5/16, 7/16,

3/8” 3/8” 3/8” 1/2”

TAMAÑO DEL CONO

GUÍA DE OPERACIÓN ; ACERO INOXIDABLE CORRIENTE DIRECTA POLARIDAD DIRECTA – GAS ARGÓN

11 11 11 13 13 15

FLUIDO DE GAS PIES CÚBICOS POR HORA

TECSUP – PFR Soldadura para el Mantenimiento

49

50

100 100 – 125 100 – 140 140 – 170 150 – 200

.035” .049” .060” .089” .125”

1/16” 1/16” 1/16” 3/32”

DIÁMETRO DEL TUNGSTENO

1/16” 1/16” 1/16” 3/32” 1/8”

Nota: Las mejores condiciones para cada aplicación deberán determinarse mediante pruebas.

CORRIENTE PARA SOLDAR

ESPESOR DEL TRABAJO

10 10 10 10 10 10

FLUIDO DE DIÁMETRO DEL GAS PIES TUNGSTENO CÚBICOS POR HORA

GUÍA DE OPERACIÓN : ACERO DE BAJA ALEACIÓN CORRIENTE DIRECTA POLARIDAD DIRECTA – GAS ARGÓN

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51

160 150* 150* 300 – 350

1/4” 1/4” 1/4” 1” Plana Vertical Hacia Arriba Plana

POSICIÓN

500° 500° 500° 500°

F F F F

3/32” 3/32” 3/32” 1/8”

3/16 , 1/4” 3/16” 3/16” 3/16 , 1/4”

16 16 16 24

TEMPERATURA DE DIÁMETRO DEL TAMAÑO DE LA FLUIDO GAS VARILLA DE PIES CÚBICOS PRECALENTATUNGSTENO APORTE POR HORA MIENTO

* Corriente alterna, estabilizada. • Nota : Las mejores condiciones para cada aplicación deberán determinarse mediante pruebas.

CORRIENTE PARA SOLDAR

ESPESOR DEL TRABAJO

GUÍA DE OPERACIÓN: HIERRO FUNDIDO GRIS CORRIENTE DIRECTA POLARIDAD DIRECTA – GAS ARGÓN

TECSUP – PFR Soldadura para el Mantenimiento

1/16” 1/8” 3/16” 1/4” 3/8” 1/2”

ESPESOR DEL TRABAJO

52

– – – – – –

90 125 175 175 200 250 55 – 75 80 – 110 100 – 140 100 – 140 110 – 160 160 – 250

VERTICAL

1/16” 3/32” 3/32” 3/32” 3/32” 1/8”

DIÁMETRO DEL TUNGSTENO

1/16”, 3/32” 3/32” 3/32” 1/8” 1/8” 5/32”

MEDIDA FE LA VARRILLA DE APORTE

Nota: Las mejores condiciones para cada aplicación deberán determinarse mediante pruebas.

60 100 130 130 140 200

PLANA

CORRIENTE PARA SOLDAR AMPERES

GUÍA DE OPERACIÓN: ALEACIONES HASTELLOY CORRIENTE DIRECTA POLARIDAD DIRECTA – GAS ARGÓN

20 25 30 35 40 40

FLUIDO DE GAS PIES CÚBICOS POR HORA

Soldadura para el Mantenimiento TECSUP – PFR

53

200 250 260

1/4” 3/8” 1/2”

1/8” 5/32” 5/32”

DIÁMETRO DEL TUNGSTENO 1/8” 5/32” 5/32”

TAMAÑO DE LA VARILLA DE APORTE 2 3 4

17 17 17

FLUIDO GAS NÚMERO DE PIES CÚBICOS PASES POR HORA

Nota : Las mejores condiciones para cada aplicación deberán determinarse mediante pruebas.

CORRIENTE PARA SOLDAR

ESPESOR DEL TRABAJO

GUÍA DE OPERACIÓN BRONCE AL ALUMINIO CORRIENTE ALTERNA (ESTABILIZADA) – GAS ARGÓN

TECSUP – PFR Soldadura para el Mantenimiento

54

100 150 150 150 230 250

– – – – – –

130 160 225 300 300 325

PLANA

90 – 120 120 – 150

VERTICAL

90 – 120 120 – 150

DE FRENTE HACIA ARRIBA

CORRIENTE PARA SOLDAR AMPERES

1/16” 1/16 , 3/32” 3/32” 3/32” , 1/8” 1/8” 1/8”

DIÁMETRO DEL TUNGSTENO 1/16” 3/32” 1/8” 1/8” , 3/16” 1/8 , 3/16” 1/8 , 3/16”

MEDIDA FE LA VARRILLA DE APORTE

Nota: Las mejores condiciones para cada aplicación deberán determinarse mediante pruebas.

1/16” 1/8” 3/16” 1/4” 3/8” 1/2”

ESPESOR DEL TRABAJO

¼, 5/16, 3/32” 3/8, 7!6, 1/2” 8/8, 7/16, 1/2” 7/6” , 1/2, 3/8” 1/2 , 5/8, 3/4” 1/2 , 5/8, 3/4”

13 15 17 19 19 19

FLUIDO DE GAS TAMAÑO DEL PIES CÚBICOS CONO POR HORA

GUÍA DE OPERACIÓN : ALEACIONES HASTELLOY CORRIENTE DIRECTA POLARIDAD DIRECTA – GAS ARGÓN

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6.

Soldadura para el Mantenimiento

TABLA DE CONSULTA SOBRE PROBLEMAS PROBLEMA: Consumo excesivo de electrodo RAZONES: • Operar con polaridad equivocada • Contacto inadecuado de la boquilla • Electrodo contaminado por el contacto con el charco de soldadura derretida. Limpie el electrodo. • Corriente fijada demasiado alta ó baja para el tamaño del electrodo. • Protección de gas insuficiente. Verifique lo que indica el fluómetro. PROBLEMA: ARCO ERRADO RAZONES: • • • • • • •

Metal base recubierto con contaminantes ú óxidos. Ángulo del bisel de la unión demasiado angosto Electrodo contaminado Arco demasiado grande Electrodo demasiado grande para la corriente fijada Conexiones eléctricas defectuosas Empleo de plancha de carbón puro para encender.

PROBLEMA: POROSIDAD RAZONES: • Cilindros de gas contaminados, Contenido excesivo de humedad. • Superficies del metal base sucias debido a la limpieza deficiente. • Formación de óxidos en la varilla de aporte caliente debido a que se retiró de la protección de gas. • Falta de, o mala limpieza entre cada pase. • Corrientes de aire en la zona para soldar, que rompe la protección de gas. • Insuficiente protección de gas • Humedad en el alambre de aporte. • Solidificación demasiado rápido del charco de soldadura • Presiones de gas excesivas (soportes) • Cono de gas de tamaño incorrecto. • Mala conexión a tierra. • Varillas de aporte contaminadas al almacenarse en forma inadecuada. • Fugas en la manguera de gas o conexiones • Exceso de protección de gas.

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PROBLEMA: SALTEADURAS Y DEFECTOS RAZONES: • Preparación inadecuada de la orilla • Agregar el metal de aporte antes de que se forme el charco de soldadura en el metal base. • Corriente para soldar demasiado baja • Velocidad demasiado rápida de aplicación. • Descuido del operador al no observar el charco de soldadura • Manejo inadecuado del soplete. • Puntos de soldadura demasiado grandes • Mal ajuste de la pieza de trabajo.

PROBLEMA: EXCESIVA CAIDA O HUNDIMIENTO RAZONES: • • • • •

7.

Desconocimiento del operador de cómo “observar” el charco de soldadura. La pieza de trabajo requiere el uso de aparejo con barra de soporte Velocidad de soldado demasiado lenta. Soplete operado a un ángulo incorrecto Corriente para soldar demasiado alta.

MEDIDAS DE SEGURIDAD Al soldar con el proceso TIG deben tomarse las mismas medidas de seguridad que se toman al emplear cualquier otro proceso para soldar. Aún cuando los rayos ultravioletas e infrarrojos, son invisibles, éstos son muy activos y muy poderosos. Se encuentran presentes en los casos en que hay alta radiación de calor. La soldadura TIG despide estos rayos; el metal derretido emite rayos infrarrojos en su mayoría, y el arco eléctrico genera una cantidad considerable de luz ultravioleta. Los rayos ultravioletas de muy alta intensidad son emitidos durante la operación de soldado con arco protegido con gas cuando se emplea gas inerte, helio ó argón. La radiación es 10 veces mayor que la de la soldadura manual con electrodo. Los operadores deben protegerse de estos rayas por las siguientes razones: La acción de los rayos ultravioletas es fotoquímica y puede ocasionar irritaciones en los ojos muy dolorosas en exposiciones leves algunas veces aún a cierta distancia de donde provienen. Pueden pasar varias horas después de haberse

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expuesto el arco de la soldadura para que se presenten los efectos de la radiación ultravioleta. Una queja muy común es sentir los ojos terrosos. La cornea (capa exterior del globo del ojo) y la conjuntiva (la membrana que delinea él párpado y cubre el globo del ojo) los ojos se inflaman, y en casos de una exposición excesiva ó repetida durante el día, generalmente se inflama la conjuntiva. De no atenderse, el dolor y la inflamación de la conjuntiva puede durar varias horas. Hasta donde se sabe, el ex ponerse a la luz ultravioleta no ocasiona lesiones permanentes en los ojos. La luz ultravioleta de alta intensidad destruye también la ropa, especialmente la de algodón. Debe evitarse también la excesiva radiación visible durante la soldadura. El brillo produce dolor de cabeza, fatigas en los ojos y pérdida de la eficiencia visual. El dolor que resulta de la radiación invisible puede calmarse mediante la aplicación de compresas de hielo sobre los ojos. Descansando en un cuarto oscuro también ayuda a aliviar los síntomas. Si el caso es grave, deberá consultarse al doctor, quien a su vez recomendará el medicamento adecuado para calmar el dolor. Afortunadamente, se pueden proteger los ojos contra la radiación dañina. El operador del proceso TIG no debe dejar de usar los anteojos protectores, o cascos dependiendo del tipo de operación de soldadura que se realice con los cristales filtradores adecua dos hechos de vidrio que no permita el paso de los rayos ultravioletas o infrarrojos, pero que permitirá el paso de suficiente luz para que el operador tenga una visión clara y exacta con la menor distorsión posible. Las gafas son un diseño óptico que se usa como anteojos sobre los ojos. Su función principal es proteger únicamente los ojos El escudo es un artefacto que se sostiene con la mano del operador ó que se adhiere a su cuerpo para proteger sus ojos y su cara. El casco es un artefacto rígido que se pone el operador. Es te protege los ojos, cara cuello y parte de toda la cabeza. Al comprarse los cristales no es necesario probarlos, al comprar el equipo protector para soldar, pero debería insistirse en que los cristales llenen todas las especificaciones del Código de Seguridad Americano. Muchos comerciantes honestos pueden proveer el equipo Standard pero el comprador debe especificar siempre el tipo de soldadura-en el que se va a emplear el equipo para poder asegurar una completa protección al operador. Algunas compañías ópticas fabrican lentes absorbentes que eliminan los tres 57

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tipos de radiación dañina. Para estar seguro de una protección completa en todo momento, escoja el tono correcto de lentes de la siguiente tabla:

El calor que se produce durante las operaciones de soldadura puede ocasionar serios daños si no se controla en forma adecuada. A continuación se listan las precauciones básicas que deben tomarse para evitar incendios. • No suelde cerca de materiales combustibles. Si la pieza de trabajo no se puede alejar de los materiales combustibles, lleve los materiales a un lugar más seguro. • En condiciones ideales, el trabajo de soldadura debe hacerse en un área con piso de concreto. Si es necesario soldar en un lugar donde haya piso de madera, tenga cuidado de cubrirlo con una franela refractaria, No emplee planchas de acero o arena húmeda. Con estos materiales existe el peligro de choques eléctricos. • No suelde dentro de áreas donde haya vapores combustibles o partículas de polvo. En tales casos, es mejor consultar a una persona responsable quien podrá indicarle se existe o no el peligro de incendio. Debe proporcionarse una ventilación adecuada siempre que se realice una soldadura con TIG. No siempre proporciona suficiente ventilación el extractor de la pared del edificio. Este sistema de ventilación elimina el polvo y los humas después que han cruzado la zona de respiración del operador. Se ha demostrado mediante pruebas que es más efectivo un sistema de extracción de aire empleando un ducto cuya entrada se coloque a una distancia de cerca de seis pulgadas del arco.

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