1. Descripción del proceso de soldadura MIG/MAG. Tipos de transferencia.

La soldadura eléctrica por arco eléctrico con protección de gas (MIG/MAG) es un proceso en el cual el calor necesario para la soldadura es generado por un arco eléctrico que se establece entre un electrodo consumible y el metal que se va a soldar.

El electrodo es un alambre sólido desnudo que se alimenta de forma automática continuamente, y se convierte en metal depositado según se consume.

El electrodo, arco, metal fundido y zonas adyacentes del metal base quedan protegidas de la contaminación de los gases atmosféricos mediante un flujo de gas que se aporta por la boquilla del soplete.

El proceso de soldeo por arco con gas se denomina GMAW (Gas Metal Arc Welding), si se emplea un gas inerte es MIG (Metal Inert Gas), y si se emplea un gas activo es MAG (Metal Active Gas). Si se utiliza alambre tubular relleno de flux se denomina FCAW (Flux Cored Arc Welding).

Eligiendo el consumible y gas de protección adecuados puede soldarse con este proceso todos los metales y aleaciones utilizados comercialmente.

VENTAJAS DEL PROCESO:

• Es el único proceso con arco eléctrico y electrodo consumible que puede soldar todos los metales y aleaciones.
• La soldadura puede hacerse en todas las posiciones.
• Las velocidades de deposición son mucho más elevadas que las que se consiguen en los procesos de electrodo revestido.
• Puede adaptarse a la soldadura robotizada.
• Puede utilizarse en soldaduras de gran longitud sin paradas.
• Limpieza mínima después de la soldadura por falta de escoria.

LIMITACIONES DEL PROCESO:

• El equipo es más complejo que el utilizado en el electrodo revestido.
• Mayor dificultad que el electrodo revestido para acceder a zonas difíciles.
• La soldadura debe protegerse del viento y de las corrientes de aire que pueden arrastrar el gas.

Tipos de transferencia

La transferencia de metal desde el electrodo a la pieza puede realizarse de dos formas: Desprendiendo gotas del electrodo y moviéndose a través del arco hasta llegar a la pieza.

Los tipos de transferencia son:

• Arco corto o circuito
• Globular
• Arco largo o spray
• Arco pulsado
• Arco largo de elevada densidad de corriente

Los factores que influyen en los tipos de transferencia son:

• Intensidad de soldadura
• Diámetro y composición del electrodo
• Longitud del electrodo entre la punta de contacto y el arco
• Longitud del arco o voltaje
• La composición del gas de protección

2. Descripción del arco eléctrico. Fenómenos que genera. Tipos.

El arco eléctrico es una descarga de corriente en medio gaseoso. A efectos prácticos se puede considerar como un conductor gaseoso en el cual se transforma la energía eléctrica en calor.

El arco eléctrico es la fuente de calor que utilizan todos los procesos de soldadura por arco, siendo la energía de mayor utilización para el soldeo a nivel mundial.

El arco eléctrico puede dividirse en tres partes, el cátodo (el electrodo negativo) que está en el metal base, el plasma y el ánodo (electrodo positivo).

Desde el cátodo se liberan electrones que pasan a través del plasma para llegar al ánodo. Para conseguir este proceso se necesita que el electrodo tenga una temperatura muy alta en este foco y una composición adecuada para la emisión de electrones.

El área del ánodo es la parte de la superficie del electrodo positivo donde los electrones pasan del arco plasma a la superficie del electrodo. El área del ánodo no es tan importante para la utilidad del arco.

En cuanto al plasma, es la parte de aire o gas entre los electrodos, que es conductora de la intensidad y tiene una temperatura muy alta (3000°C – 20000°C).

PROPIEDADES DEL ARCO ELÉCTRICO

• Proporciona alta intensidad de calor: La temperatura puede ser de 3000°C hasta 20000°C. La densidad de energía puede ser del orden de 105????/????????2
• Se puede controlar con parámetros eléctricos: las propiedades del arco se ajustan con la intensidad de la corriente y el voltaje en la fuente de energía.
• Elimina óxidos superficiales: Según la polaridad del arco se puede eliminar la capa de laminación y la cascarilla de óxido.
• Existe en un medio conductor gaseoso (plasma): El plasma se origina con la formación o alimentación de los gases conductores, los que a su vez protegen el metal líquido en la fusión. La conductividad eléctrica de los gases influye directamente en la estabilidad del arco eléctrico.

Fenómenos generados por el arco eléctrico:

• Ionización
• Disociación
• Flujo de cargas eléctricas
• Emisión de electrones
• Ionización por impacto

Efectos no deseables del arco eléctrico:

• Rayos luminosos: Deslumbramientos e irritaciones oculares
• Rayos infrarrojos: Quemaduras en la piel
• Rayos ultravioletas Se acumulan en el organismo y queman la piel y los ojos

3. Enumera los procesos en los que el electrodo es consumible.

• MIG/MAG: GMAW (Gas Metal Arc Welding), (Metal Inert Gas / Metal Active Gas)
• SMAW (Shielded Metal Arc Welding).
• FCAW (Flux Cored Arc Welding).
• SAW (Submerged Arc Welding).
• EGW (Soldadura por electrogas)
• ESW (Soldadura por electroescoria)

4. Diferencia oxicorte y plasma

• Los cortes por plasma producen menos escoria, menos pandeo y una ZAC menor.
• El corte por plasma consigue una mayor precisión y limpieza en la zona de corte que con el oxicorte convencional.
• Al dar velocidades de corte considerablemente mayores, el plasma supera al oxicorte, aún sin tener en cuenta el tiempo de precalentamiento y las operaciones colaterales del oxicorte.
• Al repartir el costo operativo entre más piezas por hora y consumir menos tiempo en operaciones auxiliares, el resultado es un menor costo por pieza en plasma. Por consiguiente, el menor costo operativo y la mayor productividad dan como resultado mayores ganancias.
• En el corte por plasma no hay gases que regular ni sustancias químicas inflamables que controlar además de que no hay que mantener ninguna separación.
• El plasma puede cortar el acero al carbono, aluminio, acero inoxidable, cobre y la mayoría de los demás metales. Puede cortar a mano, con un sistema de corte por riel de tubería o una mesa XY. Puede cortar placas de metal apiladas, rejillas de metal e incluso piezas oxidadas o pintadas.
• Plasma no necesita gases inflamables. Y en el oxicorte se utiliza principalmente el acetileno, un gas inestable y muy inflamable.
• El plasma está muy limitado al espesor del material a cortar hasta 3/4’’ y el oxicorte es capaz de cortar hasta 12’’ de espesor.

5. Tipos de arco SAW

• MIG/MAG (GMAW)
• MMA (SMAW)
• TIG (GTAW)
• LÁSER (LBW)

6. Ventajas de la soldadura Plasma vs TIG

• La intensidad más baja manejable en TIG es de 1A, y en plasma el arco excepcionalmente estable permite el uso de corriente hasta 0’1A.
• La robustez del arco es mayor, por lo que se puede operar a mayor distancia de la pieza, pudiendo extenderse el arco a 10-15mm de longitud.
• La zona de impacto del plasma es dos o tres veces inferior a la de la soldadura TIG.
• Con el plasma se tiene una deformación mínima de la pieza a soldar por la concentración de energía térmica.
• La forma cilíndrica del arco transferido evita los efectos negativos que aparecen al cambiar la distancia torcha-pieza a soldar.
• Posibilidad de trabajar con facilidad con aporte de material.

-Preguntas de Vicente Martínez:

1. Grietas en la soldadura: tipos de grietas, etiología, detección, propagación y consecuencias.

Las grietas se presentan de varias formas:

• Longitudinales: Las grietas en caliente se desarrollan a lo largo del eje central de la soldadura.
• Transversales: Las grietas en la ZAC se producen a lo largo del borde del cordón. Suelen ser finas y se necesita de una lupa para detectarlas.
• Radiales: Las grietas de crátera aparecen en los finales de los cordones y tienen forma de estrella. Siguiendo un orden de posibles causas, encontraremos:
• Soldadura con excesiva intensidad
• Enfriamiento rápido de la soldadura
• Embriadamiento excesivo
• Tensiones residuales existentes en el metal base debidos a procesos antes de la fabricación.
• Tensiones ocasionadas por mala secuencia de soldeo
• Inadecuado o insuficiente material de aportación
• Mala soldabilidad del material base
• Finalizar el cordón de soldadura retirando el electrodo de forma rápida y brusca

Para su detección se pueden utilizar los diferentes métodos de ensayos no destructivos según el caso:

• Inspección visual: Para grietas superficiales y apreciables a simple vista
• Líquidos penetrantes: Es posible detectar discontinuidades abiertas a la superficie, en materiales sólidos no porosos. Las indicaciones se pueden presentar de diferentes formas:
• Líneas continuas: Indicaciones procedentes de grietas provenientes de fatiga, contracción de piezas moldeadas o en uniones soldadas, detemple…
• Lineales intermitentes: Algunas grietas como las de corrosión bajo tensión
• Indicaciones redondeadas
• Indicaciones puntiformes
• Indicaciones difusas
• Partículas magnéticas: El método está limitado a discontinuidades superficiales, subsuperficiales a 3mm y materiales ferromagnéticos. Las grietas superficiales, cuyo plano sea perpendicular a las líneas de fuerza del campo magnético proporcionan indicaciones nítidas y claramente definidas. Las discontinuidades subsuperficiales generan indicaciones con sus bordes más difusos
• Inspección radiográfica: Para las grietas aparece una línea oscura más o menos perfilada y se usa para la detección de defectos internos, al igual que la radiación ultravioleta.

La principal causa de propagación de las grietas es por fatiga. La fatiga es la disminución de la resistencia de un material debido a esfuerzos repetitivos, que pueden ser mayores o menores que la resistencia de cedencia del material. Para que se dé la fatiga se tienen que dar tres condiciones:

• Un esfuerzo de tensión, suficientemente alto pero menor que la resistencia última del material.
• Una variación o fluctuación del esfuerzo mayor a un valor dado denominado límite de fatiga.
• Un número suficientes de carga.

La fatiga se puede ver afectada por diferentes factores como el ambiente, magnitud de las cargas, concentración de esfuerzos…

Las etapas de la propagación de las grietas por fatiga son:

·Nucleación degrietas

·Propagación degrietas

·Propagación inestable o fracturafinal

2.Elementos a tener en cuenta en un plan de inspección desoldadura.

Una inspección de soldadura tiene que abordar como mínimo las siguientestareas:

·Establecer las especificaciones y comprobar la calificación de losprocedimientos

·Comprobar la calificación de los soldadores y operadores demáquinas

·Comprobar los materiales base y deaportación

·Comprobar los equipos desoldadura

·Comprobar que las piezas y conjuntos soldados cumplen loespecificado

·Realizar y comprobar ensayos no destructivos

·Ejecutar la trazabilidad y comprobar el corte y mecanizado deprobetas

·Realizar y comprobar ensayos mecánicos

·Establecer criterios deaceptación

·Elaborar informes de inspecciónpertinentes

·Establecer y realizar las pruebas durante laconstrucción

3.Sintomatología de defectos en rayosradiográficos.

·Falta de penetración: En la radiografía se aprecia una línea oscura continua o intermitente en el centro del cordón desoldadura.

·Falta de fusión: Se aprecia una línea oscura delgada con bordes muy definidos. Esta línea puede ser ondulada o difusa según la orientación del defecto respecto a la dirección deradiación.

·Porosidad: Aparece representada por manchas negras muydefinidas.

·Inclusiones:Sepresentacomomanchasdecontornoirregular.Siestasmanchassonoscuras,las inclusiones son de óxidos, escorias, restos de flux…si son claras son de metalespesados.

·Exceso de penetración: Aparece una mancha blanca situada en el centro delcordón

·Mordedura: Es una mancha oscura sobre los bordes de la piezas. Cuanto más oscura más profundidad tiene eldefecto.

·Grietas: Aparece una línea oscura más o menosperfilada.

4.Aplicación de los distintos END en función del tipo de defectos en lasoldadura.

·Radiografía: Medir espesores, defectos en piezas y defectos en soldaduras, como porosidad, inclusiones, grietas,socavaduras…

·Partículasmagnéticas:Grietas,inclusionesodiscontinuidadessuperficialesysubsuperficialesno profundas.

·Líquidos penetrantes: Grietas y porosidades

·Ultrasonido: Defectos internos, inclusiones, porosidades y para determinarespesores

·Inspección visual: Se usa para observar defectossuperficiales.

5.Que esPQR

El PQR es el Registro de Cualificación del Procedimiento. Certificación donde se prueba de manera objetiva con ensayos mecánicos que la soldadura especificada en el WPS tiene las propiedades requeridas.

6.Inspección porultrasonidos

Los ultrasonidos son ondas de la misma naturaleza que las ondas acústicas, trasmitiéndose a la misma velocidadyenelmismosentido.Altenerunafrecuenciamayornoresultanaudibles.Seusanencampos:

·Sonar de lossubmarinos

·Medicinaecográfica

En lo que respecta al campo de los materiales se aplican en:

·Detección de defectosinternos

·Medida de espesores con granprecisión

·Identificación de diferentesmateriales

Según su utilización se usan diferentes frecuencias, en un rango de 0’2Mhz a 25Mhz.

El fundamento de la inspección por ultrasonidos consiste en emitir un sonido a través de un cuerpo y recibirlo una vez que lo ha atravesado. Se deben interpretar las variaciones que las ondas hayan podido sufrir, por medio de los ecos que se producen en la pantalla.

Se evaluarán las discontinuidades o defectos que se encuentren según las formas y dimensiones de los mencionados ecos. La inspección de un cuerpo se puede realizar emitiendo el sonido desde unas de las caras y recibiéndolo desde la cara opuesta. También se pueden emitir y recibir el sonido desde la misma cara aprovechando las propiedades de las ondas ultrasónicas.

Estaspropiedadeshacenposiblequepartedelasondasrebotenenlasuperficiequeseparaadoscuerpos con propiedades elásticas diferentes. La zona donde se produce el encuentro de los dos medios es la “superficie límite”. Se necesita de un emisor y un receptor (palpadores) según las características de los materialespiezoeléctricos.

El efecto piezoeléctrico consiste en que cuando a un material se le aplica una presión mecánica su superficie se deforma y aparece una carga eléctrica produciéndose una diferencia de potencial entre sus caras. De forma inversa, si se le aplica una diferencia de potencia se producen ondas de presión.

7.Preparación de bordes ventajas y to esas mierdas (DUDO: PÁG 70 – TEMASMAW)

En la fabricación de componentes y estructuras metálicas, existe la necesidad de preparar los bordes y terminaciones que van a ser soldadas para obtener unos resultados óptimos de funcionamiento de la unión soldada.

Los sistemas de soldadura de hoy en día permiten que las preparaciones de bordes sean cada vez más sencillas, e incluso en pequeños espesores (por debajo de 6 milímetros) puede no ser necesario hacer ningún tipo de preparación.

Porlogeneral,apartirde6mmdeespesorconvieneprepararelbordeasoldarpero,porencimadeeste espesor, la preparación se convierte envital.

Como norma general, la preparación de bordes para soldar se realizará mediante mecanizado siempre que sea posible. El oxicorte es aceptable en algunos casos, por ejemplo, para soldar piezas de acero al carbono, o piezas de acero de baja aleación. En este último caso es imprescindible precalentar las piezas a soldar y una vez cortado, eliminar alrededor de 1,5 mm de material de la pieza mediante mecanizado.

Los bordes a unir mediante soldadura se limpiarán cuidadosamente eliminando toda la herrumbre o suciedad,yenespeciallasmanchasdegrasaypintura.Setomaránlasdebidasprecaucionesparaproteger los trabajos de soldeo contra el viento y en especial contra el frío, no realizándose ninguna soldadura cuando la temperatura ambiente descienda de cero grados (0ºC).

Estará totalmente prohibido el uso de oxicorte para aceros inoxidables, aceros resistentes al calor y materiales no férricos.

Los puntos de soldadura que a veces se practica para alinear tuberías o piezas que se pretenden soldar, deberán ser eliminados de manera que no lleguen a formar parte del cordón de soldadura final.

Eltipodelacorrienteeléctricaquesevayaaemplearyelvalordelamperajetienenqueestardeacuerdo con las recomendaciones del fabricante de los electrodos y la clasificación AWS, adaptándose en todo caso a los parámetros utilizados en el proceso de homologación del procedimiento desoldadura.

·Bisel o chaflán a fondo: Este tipo de bisel tiene una sola superficie y va con la misma inclinación desde la superficiesuperiordelachapahastalainferiordeuna sola pasada, también se denomina de tipo ‘V a cuchillo’. Los ángulos más frecuentes en este tipo de biselsuelenestarentrelos20ylos50º,normalmente. Se suele emplear frecuentemente para la soldadura en chapas de espesores pequeños medianos. Es casi obligado utilizar este tipo de bisel cuando sólo se puede soldar la pieza por unlado.

·Bisel o chaflán y talón: Este tipo se denomina comúnmente de tipo ‘Y’. Se emplea en chapas defino

y mediano espesor, hasta 18 milímetros normalmente. Con este tipo de preparación, podremos llevarmásintensidaddecorrientecuandoaplicamosloscordonesdesoldadura.Esteeselmejor sistema para asegurar los resultados finales de la soldadura en cuanto a precisión y acabado del borde.

·Doble bisel o chaflán tipo doble “V”: También se le denomina bisel en ‘X a cuchillo’. Cuando los espesoressonmásgruesos,convieneprepararlosbordesporambascarasparapoderaplicarlos cordones. Suele ser de la misma altura la profundidad de soldadura por las doscaras.

·Doble bisel o chaflán con talón o tipo “K”: Los espesores más comunes van desde 25 hasta 120 milímetros.