Aws WJ Esp 201710

 

La revista de la Sociedad Americana de Soldadura

EN ESPAÑOL OCTUBRE 2017

• Soldadura para recipientes a presión  y caldera calderass •automatización Consejos para • Soldadura orbital • Cepillos para limpieza de soldadura  Ad  A demás:

Tuberías de plástico soldadas soldadas por fusión fusión • Preguntas y respuestas respuestas de aluminio aluminio • Proceso de transferencia de metal en frío • Nuevo transferencia Nuevoss productos • Agentes internacionales: internacionales: COMIMSA COMIMSA

 

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CONTENIDO

Octubre 2017 • Tomo 10 • Número 4

 ARTÍCULOS 26   ¿Qué hay de nuevo en la Sección IX del  

Código para recipientes a presión y calderas de la ASME?

   

Este resumen detalla los cambios a la edición 2017 W. J. Sperko

30

30   No es sólo un paseo más en el parque  

Las necesidades de infraestru infraestructura ctura de un nuevo parque se están cubriendo con tubería de plástico soldada por fusión — S. Riley

34   Reducción del riesgo al invertir en automatización para soldadura: cinco pasos al éxito    

Recomendaciones para maximizar resultados al Recomendaciones implementar implement ar la automatizaci automatización ón de la soldadura D. Schaefer

38   Soldadura orbital de intercambiadores de

34

calor de tubo    

Estos componentes presentan diseños complejos que requieren sofisticadas técnicas de unión

 J. Krüger

44   Seleccionando los mejores cepillos de alambre para limpieza de soldadura  

Cómo hacer que las tareas rutinarias de limpieza de soldadura sean fáciles y eficientes — I. Karetka

26

44

OCTUBRE 2017 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 3

 

SECCIONES 6 8 12 16 20

Editorial Agentes internacionales Preguntas y respuestas — aluminio Tecnología Nuevos productos y literatura

En la portada: en MCF Craft  Brewing Systems, Portland, Oregon, Matt Cartwright  suelda un fermentador de cerveza. Foto por nuestra editora de artículos Kristin Campbell.

50

Índice de anunciant anunciantes es

OFFICERS

 J. Stoll Stoll (Dist. 18), Voest Voestalpine alpine Bohler Welding Group Group K. Temme (Dist. 2), Matrix NAC NAC P. I. Temple (Dist. 11), Energy Wise Wise Consulting LLC  J. A. Willard Willard (Dist. 13), Kankakee Community College

President  John R. Bray  Affiliated Machinery Inc. Vice President Dale Flood  TRI TOOL Inc.

WELDING JOURNAL

Vice President Thomas J. Lienert  Los Alamos National Laboratory

Publisher/Editor Mary Ruth Johnsen Editorial

Vice President Robert Roth RoMan Manufacturing Inc.

Editor of Welding Journal en Español and Inspection Tre Trends nds Carlos Guzman Sr. Editor Cindy Weihl  Features Editor Kristin Campbell  Associate Editor Katie Pacheco Assistant Editor Roline Pascal  Peer Review Coord. Sonia Aleman Publisher Emeritus  Jeff Weber 

Treasurer Carey Chen Cincinnati Incorporated Executive Director Ray W. Shook  American Welding Society

DIRECTORS

Design and Production

T. Anderson (At Large), ITW Welding Welding North America U. Aschemeier (Dist. 7), Subsea Global Global Solutions T. Brosio (Dist. 14), Major Tool Tool & Machine Machine  J. Burgess Burgess (Dist. 8), General Electric D. A. Desrochers (Dist. 1), Old Colony Colony RVTHS D. L. Doench (At Large), Hobart Bros. Co. Co. D. K. Eck (At Large), Praxa Praxair ir Distribution Inc. K. Fogleman (Dist. 16), Consultant P. H. Gorman (Dist. 20), Sandia National National Laboratories S. A. Harris (Dist. 4), Altec Industries Industries R. L. Holdren (At Large), ARC Specialt Specialties ies  J Jones (Dist. 17), Harris Products Products Group M. Krupnicki (Dist. 6), Mahan Mahanyy Welding Supply Supply Co. Inc. D. J. Landon (Past President), Vermeer Corp. S. Lindsey (Dist. 21), City of San Diego D. E. Lynnes (Dist. 15), Lynnes Welding Welding Training Training Inc.  J. T. T. Mahoney Mahoney (Dist. 5), American Arc Inc. S. M. McDaniel (Dist. 19), Big Bend Community Community College D. L. McQuaid (Past President), D. L. McQuaid and Associates Inc. D. K. Miller (At Large), Large), Lincoln Electric D. J. Roland (Dist. 12), Airgas USA USA LLC M. Sebergandio (Dist. 3), CNH Industrial America America LLC K. E. Shatell (Dist. 22), Pacific Gas & Electric Electric Co. M. Sherman (Dist. 10), SW&E LLC M. Skiles (Dist. 9), Airgas Inc. W. J. Sperko (At Large), Sperko Engineering Engineering Services

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WELDING JOURNAL

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Production Manager  Zaida Chavez Assistant Production Manager Brenda Flores Manager of Electronic Media Carlos Guzman

Advertising Sr. Advertising Sales Exec. Sandra Jorgensen Sr. Advertising Sales Exec.  Annette Delagrange Manager of Sales Operations Lea Owen Sr.. Advertising Production Manager Frank Wilson Sr

Subscriptions Subscriptions Representa Representative tive Sonia Aleman [email protected]

MARKETING ADVISORY COUNCIL (MAC) D. Doench, Chair, Hobart Brothers Co. S. Bartholomew, Vice Chair, ESAB Cutting Systems M. Walsh, Secretary, American Welding Society D. Brown, AGONOW C. Coffey, The Lincoln Electric Co. D. DeCorte, RoMan Mfg. Inc. S. Fyffe, Astaras Inc. L. Kvidahl, Ingalls Shipbuilding D. Marquard, IBEDA Superflash Compressed S. Moran, American Hydro M. Muenzer, ORS Nasco E. Norman, EDCO Industries LLC R. Roth, RoMan Mfg. Inc.

/ OCTUBRE 2017

F. Saenger, Consultant M. Smickenbecker, Matheson S. Smith, Weld-Aid Products E. Stone, Weiler Corp.  A. Sepulveda, Sepulveda, Hypertherm D. Wilson, Wilson and Associates T. Lienert, Los Alamos National Laboratory  J. Bray, Bray, Ex Officio, Affiliated Machinery Inc. C. Chen, Ex Officio, Cincinnati Incorporated R. Shook, Ex Officio, American Welding Society

www.aws.org 8669 NW 36 St., # 130, Miami, Miami, FL 33166-6672 (305) 443-9353 or (800) 443-9353

Welding Journal en español (ISSN 2155-5559). Lectores del Welding Journal en español pueden hacer copias de artículos para uso personal, educacional, e investigación, perocrédito este contenido se puede vender. Favor indicar apropiadono a los autores de los artículos. No osbtante, los artículos marcados con asterisco (*) tienen derechos reservados y no se pueden copiar. Para más información, favor contactar a nuestro departamento editorial.

La AWS valora la diversidad, defiende prácticas equitativas e invita a sus miembros a establecer una cultura en la comunidad de soldadura para aprender y celebrar las diferencias entre las personas. La AWS reconoce que un compromiso de diversidad, igualdad e inclusión es esencial para alcanzar la excelencia en la Asociación, sus miembros y empleados.

 

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EDITORIAL

Uniéndose a la Familia AWS

Matt Miller 

Director Ejecutivo de la AWS

“La AWS ha visto un crecimiento sin precedente en los últimos 15 años, y debido a ese crecimiento, el trabajo y la inversión en nuestros sistemas internos deberán continuar a fin de que la AWS sirva a la industria de manera adecuada”.

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WELDING JOURNAL

  A medida que me acerco a mi quinto mes como Director Ejecutivo de la AWS, realmente puedo decir que mi experiencia ha sido casi increíble. El personal y los miembros nos han dado la bienvenida a mi esposa, Nikki, y a mí de forma tal que ya nos sentimos en casa, y la organización ha rebasado mis altas expectativas.

  Estas experiencias me han confirmado la sólida reputación de la AWS en la industria y me han demostrado que el éxito de la organización se relaciona directamente con tres componentes principales: procesos, productos, y el más importante, la gente, como se detalla a continuación:   1. Procesos. La AWS ha visto crecimiento

 Aunque algunos de ustedes ustedes quizá quizá ya me me conocen, déjenme comenzar por platicarles acerca de mi historial profesional. Muy recientemente era Director Ejecutivo en la Asociación Nacional de Ingenieros en Corrosión (NACE International) en Houston, Texas, donde trabajé con 170 empleados y tenía la responsabilidad de productos y operaciones para desarrollo de educación, programas de conferencias, membresía, análisis de mercado, gestión de proyectos, TI, finanzas y la Fundación NACE.   Antes de unirme a NACE, yo yo estuve con la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), localizada en Warrendale, Pensilvania por doce años. Fungí como director de la Fundación SAW y los programas preprofesionales. Mi experiencia previa como maestro de salón de clases me sirvió bastante para desarrollar los programas educativos básicos de SAE y para incrementar la participación de voluntarios STEM.  Además serví serví en la Armada Armada de los los Estados Estados UniUnidos de 1989 a 1992.   Durante mis primeros cuatro meses y medio con la AWS, he puesto todo de mi parte para sumergirme en la organización y en la industria de la soldadura. Como resultado, he tenido la oportunidad de hacer lo siguiente: • Asistir a la Reunión de Agentes Internacionales en la oficina central de la AWS; • Tener la experiencia de una ceremonia de transición ejecutiva; • Visitar unas Instalaciones Acreditadas de Pruebas de la AWS y presenciar un seminario para inspectores de soldadura; • Asistir una junta seccional local de la AWS; • Reunirme con nuestros socios de FABTECH y asistir a FABTECH México; • Participar en juntas tanto para los comités ejecutivos como financieros; • Asistir a la Junta Anual 2017 de WEMCO; • Visitar a nuestro Comité de Actividades Técnicas y al Comité D1 para Soldadura Estructural; • Incursionar en la soldadura tomando el curso de Soldadura para los No Soldadores, en el Instituto Hobart de Tecnología para Soldadura; • Asistir a la Conferencia de Gestión Primave-

sin precedente durante los últimos 15 años, y  debido a ese crecimiento, el trabajo y la inversión en nuestros sistemas internos deberán continuar a fin de que la AWS sirva a la industria de manera adecuada. La automatización y  el uso de la tecnología en la implementación de nuestros productos y servicios, así como responder a las necesidades de nuestros miembros y clientes, serán la clave para nuestro éxito continuo.   2. Productos. Las varias certificaciones de la AWS, programas educativos, estándares y la revista mensual Welding Journal son bien conocidos y respetados globalmente. Este éxito ha abierto la puerta a nuevos competidores. Debemos continuar protegiendo y apoyando nuestra marca moviéndonos hacia adelante.   3. Gente. El factor más importante para el éxito de cualquier organización es su gente, y la  AWS no es diferen diferente. te. Voy Voy bastante bastante avanzado avanzado en en mi proyecto de reunirme con cada uno de nuestros 142 miembros del personal. A través de esas juntas individuales me ha dado cuenta rápidamente de lo comprometidos, trabajadores y leales que son. Los miembros de la AWS también dedican miles de horas a los comités y consejos que vigilan la organización y desarrollan contenido técnico para la industria. Son esenciales para nuestra existencia y me impresiona su nivel de involucramiento y dedicación. Con el fin de avanzar, es importante que la Sociedad continúe apoyando a la gente detrás del éxito de la AWS mediante oportunidades adicionales de capacitación y acceso a las herramientas que ellos necesitan para alcanzar todo su potencial.   Hay una persona que no podría dejar de mencionar: Ray Shook. Solamente he trabajado con Ray durante algunos meses, pero en ese tiempo me ha enseñado acerca de la industria, ha sido mi mentor en las operaciones de la AWS y me ha demostrado lo que es ser un líder humilde. Gran parte del éxito de la AWS en los últimos 15 años se le atribuye a Ray. Quisiera agradecerle por moldear a la AWS para que sea una organización tan especial.   Finalmente, las palabras no pueden expresar lo afortunado que me siendo por tener la opor-

ra de la GAWDA; • 2017 Reunirme con más de 100 miembros del personal de la AWS; y  • Asistir a mi primer Semana Anual de Consejo.

tunidad de unirme a la AWS.yDeseo anhelo nuestro futuro como equipo comocon familia.

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/ OCTUBRE 2017

Matt Miller Director Ejecutivo de la AWS

 

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 AGENTES INTERNACIONALES

COMIMSA: un completo centro de investigación, servicio y capacitación en soldadura y mucho más La corporación, con sede matriz en Saltillo, es Agente Internacional, Instalación Instalación Acreditada de Pruebas (ATF), y Escuela SENSE de la AWS

  La Corporación Mexicana de Investigación en Materiales, COMIMSA, es un centro público de investigación perteneciente al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, CONACYT. Fundado en 1975, el centro ofrece servicios, como investigación, desarrollo tecnológico, capacitación y certificación, estudios de posgrado, y servicios de ingeniería. La sede matriz se encuentra en Saltillo, y cuentan con oficinas regionales en Monclova, Coahuila; Boca del Rio, Veracruz; Cunduacán, Tabasco; Ciudad del Carmen, Campeche; y la Ciudad de México.

Centro de Capacitación y Certificación   Desde hace más de 14 años, COMIMSA se ha dedicado a la formación, calificación y certificación de recursos humanos de alto nivel en las áreas de mantenimiento, soldadura, integridad mecánica, ensayos no destructivos, metalurgia, seguridad en instalaciones, corrosión, confiabilidad, y caracterización de materiales.   En colaboración con la AWS, COMIMSA es una Instalación Acreditada de Pruebas (Accredited Testing Facility, o ATF, ATF, por sus siglas en inglés), Escuela SENSE, y Agente Internacional.

El centro ofrece cursos de educación continua, y cursos de desarrollo tecnológico e innovación

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WELDING JOURNAL

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  La acreditación de la AWS como  ATF les permite realizar programas de certificación de soldadores (Certified Welder, o CW, CW, por sus siglas en inglés) y la designación adicional como Escuela SENSE quiere decir que la capacitación para el examen de certificación de soldador tiene un alto estándar de acuerdo a las reglas generales del programa SENSE de la AWS. Como Agente Internacional de la  AWS, COMIMSA ofrece las siguientes certificaciones:

 Certificación de Inspectores en Soldadura (Certified Welding Inspector, o CWI, por sus siglas en inglés), 

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 Certificación de Educadores en Sol-



dadura (Certified Weding Educator, o CWE, por sus siglas en inglés), y 

 Programa de Certificación de Instala-



ciones (Certified Welding Facility, Facility, o CWF,, por sus siglas CWF sig las en inglés).   Adicionalmente, COMIMSA se encuentra en el proceso de ser calificada como Centro Certificado de Soldadura Robótica por Arco (Certified Robotic  Arc Welding, o CRAW, CRAW , por sus siglas en inglés), lo que les permitirá enseñar un curso para la preparación del examen de certificación para operadores o técnicos.

 

Talleres para el programa de certificación de soldadores (CW).

Ing. Alberto Vadillo, Responsable del Laboratorio de Metalografía.

  Además de los cursos y certificaciones de la AWS, el centro ofrece una amplia variedad de otros programas, como la preparación para la certifica-

Para más información acerca de todos los cursos, favor visitar comimsa.com.

deyinspectores 510, 570, 653 yción 521, el programaAPI de preparación para la calificación y certificación de inspectores en ensayos no destructivos SNT-TC-1A SNT-TC -1A de la ASNT, entre otros. El centro también ofrece cursos de educación continua, y cursos de desarrollo tecnológico e innovación, como por ejemplo diseño de dispositivos, reparación de componentes, soldadura láser, soldadura para supervisores, control de calidad en soldadura, clínica de códigos, y ciencia de los materiales.

  A través de la Coordinación General de Posgrado, COMIMSA ofrece programas de estudio en los niveles de especialización, maestría y doctorado. El Posgrado en Tecnología de la Soldadura Industrial es un programa único en la línea de la soldadura, reconocido por el CONACYT en el padrón nacional de posgrados de calidad tanto en el nivel de especialidad como en el de maestría. Tiene amplia aceptación a nivel nacional e internacional. El Posgrado

Estudios de posgrado

Interinstitucional en Ciencia y Tecnología (PICYT) es un programa en el que participa COMIMSA con otros centros de investigación para ofrecer programas en los niveles también de maestría rado, reconocidos por yeldoctoPrograma Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC). Las opciones terminales del PICYT que se ofrecen en COMIMSA son Ingeniería Industrial y Manufactura Avanzada.

Servicios   COMIMSA presta una extensa variedad de servicios para la industria, como por ejemplo ingeniería de proyectos, ingeniería de manufactura, asesoría integral en propiedad intelectual, ingeniería ambiental, tecnologías de información y comunicaciones, metalmecánica, y laboratorios. Entre los servicios que ofrecen están análisis de fallas, evaluación de materiales, corrosión, análisis químico, lubricantes, calidad del aire y estrobos.

Logros

COMIMSA nos recibió gratamente en su sede de Saltillo. De izquierda a derecha: Ing. Julio Flores, Gerente de Desarrollo de Tecnología; Ing. Fernando Macías, Subgerente de Capacitación y Certificación; y Lic. Lourdes Ortiz, Subgerente de Capacitación y Certificación.

  El centro tiene muchas historias y  ejemplos de proyectos que se han llevado a cabo con éxito. Un pequeño ejemplo es el proyecto de certificar a 660 soldadores de PEMEX bajo la certificación CW de la AWS. La demanda para certificación de soldadores está creciendo mucho en México. Un soldador certificado tiene mayores conocimientos y habilidad para realizar un

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mejor trabajo, aumentado así la calidad del trabajo y la seguridad del trabajador. Estos factores se convierten en un ahorro de costos palpable, ya que hay menos retrabajos por errores de soldadura, el producto es mejor y  las primas de los seguros de la empresas disminuyen. En otro ejemplo, junto al gobierno y  las empresas privadas, COMIMSA ha desarrollado programas para ayudar a las personas desempleadas en varias ciudades. Por ejemplo, han hecho programas donde los individuos reciben un sueldo mínimo por parte del gobierno y de la empresa mientras asisten a clases por un mes, y aquellos que muestran interés y habilidades se le ofrece la calificación de soldador. Consecuentemente se les ofrece un trabajo fijo en operaciones sencillas que les da la oportunidad de avanzar y llegar a ser soldadores avanzados. Para muchos de ellos el siguiente paso ha sido hacerse inspectores certificados de soldadura.   Para más información acerca de COMIMSA, favor visitar comimsa.com. WJ

El Centro de Diseño y Manufactura Avanzada Avanzada es un área para desarrollo e investigación en el área de automatización industrial y sistemas de manufactura flexibles para industrias como la industria automotriz, por ejemplo. Cuenta con una celda de manufactura avanzada, estaciones robotizadas de soldadura, ensamblaje y almacén, centro de maquinado de 5 ejes, escaners, máquina de protipado, y una sala virtual para el análisis de productos y procesos.

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PREGUNTAS Y RESPUESTAS — ALUMINIO POR TONY ANDERSON

P: ¿Cuál es la situación actual en cuanto a nuevos avances con la especificación A5.10 de la AWS para metales de aporte de aluminio?

R: El título completo de la más reciente

edición de la especificación de metal de aporte de aluminio es AWS  A5.10/A5.10M:2017 (ISO 18273:2004 MOD), Clasificación de consumibles de soldadura — Electrodos de alambre, alambres y varillas para la soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio.   De hecho, ha habido algunos cambios significativos en los estándares  A5.10 en años recientes. La edición 2017 justo acaba de publicarse y tiene algunas enmiendas interesantes — Fig. 1. Sin embargo, probablemente deberíamos empezar por mirar la edición de 2012, ya que tiene algunos cambios significativos a la edición previa del documento.

Fig. 1 — AWS A5.10/ A5.10M:2017 (ISO 18273:2004 MOD), Consumibles de soldadura – Electrodos de alambre, alambres y varillas para la soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio — Clasificación.

Fig. 2 — AWS A5.10, Figura A.1 — Ensamble de ensayo de soldadura de ranura para  propiedades mecánicas. mecánicas. Nota: Nota: La Dimensión “a” deberá ser de 0.5 pulg. pulg. mínimo (12 mm) y deberá ser tal que una probeta redonda para tracción de no menos de 0.25 pulg. (6 mm) de diámetro nominal pueda ser extraída de conformidad con el AWS B4.0 o AWS B4.0 M, Métodos Estándar para Ensayos Mecánicos de Soldaduras.

  Esta adopción agregó 19 clasificaciones de aleaciones de aluminio a la edición 2012. Varias adiciones nuevas son variantes de clasificaciones de ale-

diseñado para proporcionar un estimado realista de las propiedades de maleabilidad de los metales de soldadura cuando se producen usando varios me-

aciones existentes que se identifican por medio de una letra de serie después de una nomenclatura numérica, v.g. 4043-4043A, 4047-4047A, 53565356A, y 5556-5556A, 5556B, y  5556C. Estas variantes son aleaciones que tienen muy poca diferencia en química con la aleación original. En algunos casos, la única diferencia entre aleaciones es 0.0003 máximo de Be (berilio) y 0.0005 máximo de Be, siendo el primero el límite en los Estados Unidos para este elemento y el segundo el límite establecido en Europa.   Otro cambio más a la edición 2012 del AWS A5.10 fue la adición de la clasificación de metales de aporte ER4943, la cual fue ingresada como una nueva clasificación por un fabricante de los Estados Unidos. El metal de aporte 4943 es una modificación de la Aleación 4043 que proporciona resistencia mejorada y es térmicamente tratable, a diferencia de la 4043.

tales de aporte mientras al mismo tiempo se reduce o elimina el efecto del diseño de junta, condiciones de soldadura, y la influencia de la dilución del metal base en la resistencia de la soldadura. (Nota: Ver la Fig. 2 para detalles del ensamble de ensayo).   En esta edición hay además una nueva Tabla, A.2, “Propiedades típicas históricas últimas de resistencia a la tracción de metales de soldadura de aluminio, (condición como se soldó)”.  Ver la Fig. 3.   Los máximos valores de resistencia a la tracción que se muestran en la Tabla A.2 están basados en datos publicados de naturaleza histórica no el método descrito en el programa de ensayo A5. Los datos en la Tabla A.2 están actualmente publicados en el Welding  Handbook de la AWS, Novena Edición,  Volumen 5, Parte Parte 2. Los valores en la Tabla A.2 pudieran estar sujetos a cambios a medida que se recolecten datos usando el método de ensayo especificado en el estándar.   Lo siguiente es parte del nuevo procedimiento de ensayo de AWS A5.10, Edición 2017. “ A10.2 Condiciones para para establecer establecer la resistencia de un metal de aporte: (1) La soldadura del ensamble de ensayo deberá conducirse usando el proceso de soldadura por arco metálico protegido con gas con técnicas y procedimientos especificados por el fabri-

AWS A5.10 – Edición 2017 AWS A5.10 – Edición 2012   Para la edición 2012, el cambio más significativo fue la adopción modificada del ISO 18273:2004, Clasificación de consumibles de soldadura — Electrodos de alambre, alambres y varillas para la soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio. 12 WELDING JOURNAL

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  El cambio más significativo a la edición 2017 de este estándar fue la introducción de la sección A10 — Propiedades mecánicas de metal de soldadura, al del Anexo A. de Lassoldadura propiedades mecánicas metal no son un requerimiento obligatorio para la clasificación. El programa de ensayos descrito en la última edición ha sido

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Fig. 3 — AWS A5.10 2017, Tabla A.2 Tensiones de rotura típicas históricas de metales de soldadura de aluminio (condición como se soldó)  

Tensión de

 

rotura de metal

 

de solo soldadura

Metal de soldadura

Ksi

MPa

1100 11 00

13.5 13. 5

93

2319 23 19

37.5 37. 5

258

4043 404 3

29

200

5183 518 3

41

283

5356 535 6

38

262

5554 555 4

33

230

5556 555 6

42

290

5654 565 4

32

221

metales de aporte en la condición con tratamiento térmico posterior a la soldadura. Se requiere a todos los datos nuevos de ensayo ser revisados para verificar su apego al método de ensayo prescrito, por los comités AWS A5 apropiados, antes de su inclusión en el documento A5.10.

Resumen   El ASW A5.10, edición 2012, fue el primero en usar la adopción modifica-

da del ISO 18273:2004. Tuvo la adición de un nuevo metal de aporte de los Estados Unidos de América (4943) y 19 aleaciones adicionales del ISO 18273.   El AWS A5.10, edición 2017, agregó la nueva sección A10 titulada “Propiedades mecánicas del metal de soldadura”, el cual es un programa de evaluación que ha sido agregado para proporcionar un estimado realista de las propiedades de tracción del metal de soldadura cuando se producen usando

cante para los factores que no se cubran en el presente.   (2) Las temperaturas de precalentamiento e interpaso no deberán exceder 150°F (66°C) con enfriamiento no asistido.   (3) Para metales de aporte no tratables térmicamente, los ensayos de probetas soldadas deberán hacerse en la condición como se soldó (sin tratamiento térmico posterior ni previo a la soldadura).   (4) Los metales de aporte térmicamente tratables pueden ponerse a prueba en la condición como se soldaron y/o en una condición con tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). Si se hacen ensayos en la condición PWHT, la PWHT deberá ser ya sea tratada térmicamente con solución y madurada artificialmente, o solamente madurada artificialmente; los tiempos y temperaturas de la PWHT deberán registrarse”.

Adquirir y publicar nuevos datos de ensayos   La Tabla A.3 del nuevo documento  A5.10, titulado “Resultados de ensayos de metal de soldadura (todo metal de soldadura — como se soldó)”, fue desarrollada mediante la metodología de la Cláusula A10 aquí incluida. Consultar la Fig. 4 en esta columna. Como su título lo indica, se incluye para el acomodo de nuevos datos de ensayos como se soldó que ha sido adquirido mediante el uso del procedimiento de ensayo descrito en la sección A10 del documento.   Además hay una tabla incluida en este nuevo documento para resultados de ensayos de metal de soldadura para

   x    e     d    n    i       d    a     /    g    r    o  .    s    w    a    e    t    i    s    i    v  ,    n     ó    i    c    a    m    r    o     f    n    i    s     á    m    a    r    a    P

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Fig. 4 — AWS Tabla A.3 Resultados de ensayos de metal de soldadura (solo metal de d e soldadura – como se soldó) – Desarrollada mediante la metodología de la Cláusula A10 aquí  incluida Metal de Aporte  

Tensión de rotura

Límite elástico (compensación de 0.2%)

Resistencia calculada al cizallamiento

Porcentaje de Porcentaje elongación

*

Notas: Las propiedades listadas en la Tabla A.3 tienen la intensión de servir como guía para la selección de la resistencia del metal de aporte más apropiada. Sin embargo, una cantidad  de otras características de metales de aporte necesitan considerarse al seleccionar el metal  de aporte más apropiado para un metal base y una aplicación en particular (ver Tabla A.1, Guía para la elección de metal de aporte para soldadura de propósito general). * Datos a ser añadidos a medida que se encuentren disponibles.

metales de aporte mientras se reduce al mínimo o se elimina el efecto del diseño de junta, las condiciones de soldadura, y la influencia de la dilución del metal base.   Nota importante: La clasificación de acuerdo con el A5.10 requiere ensayos de soldadura prescritos (ensayos radiográficos para soldaduras de ranura e inspección visual para ensayos de cordón en placa), lo cual no es un requerimiento del ISO 18273. Por ello, la clasificación de acuerdo al ISO 18273 no proporciona clasificación según el  A5.10 a menos que este ensayo de soldadura se conduzca exitosamente. WJ

   x    e     d    n    i       d    a     /    g    r    o  .    s    w    a    e    t    i    s    i    v  ,    n     ó    i    c    a

   x    e     d    n    i       d    a     /    g    r    o  .    s    w    a    e    t    i    s    i    v  ,    n     ó    i    c    a

   m    r    o     f    n    i    s     á    m    a    r    a    P

   m    r    o     f    n    i    s     á    m    a    r    a    P

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TONY ANDERSON es director de techología en aluminio, ITW Welding North America. Es miembro del Instituto Británico de Soldadura (TWI), Ingeniero Certificado Registrado con el Consejo Británico de Ingeniería, y funge en numerosos puestos en comités técnicos de  AWS. Es presidente del Comité de de Consejo Técnico de la Asociación de Aluminio para Soldadura y autor del libro Soldando Aluminio Preguntas y Respuestas actualmente disponible en AWS. Tus preguntas  pueden enviarse enviarse a Mr. Mr. Anderson atención atención Welding Journal,33166-6672; 8669 NW 36tony.anderSt. #130, Miami, Florida, [email protected].

 

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TECNOLOGÍA  TECHNOLOGY 

Proceso de transferencia de metal en frío En el contexto de soldadura, decir “frío” es un término relativo. En el proceso Cold Metal Transfer , o CMT, CMT, por sus siglas en en inglés (transferencia (transferencia de metal metal en frío), frío), las piezas piezas de trabajo a unir y sus zonas de soldadura permanecen considerablement considerablemente e más frías que en la soldadura GMAW convencional.   Una entrada térmica reducida conduce a ventajas tales como baja distorsión y mayor precisión. Sin embargo, esto es sólo una de las características distintivas de esta tecnología GMAW para aplicaciones automatizadas y asistida por robot. Los otros beneficios importantes incluyen la mayor calidad de las juntas soldadas, la ausencia de salpicaduras, la capacidad de soldar chapa de calibre ligero de 0,3 mm, y la facilidad para unir chapas galvanizadas y acero a aluminio.   Por “calidad superior”, lo que se expresa es mayor uniformidad y reproducibilidad, y por lo tanto, menos rechazos. Este proceso es también conveniente para el uso en soldadura fuerte.

El proceso   El proceso proceso CMT se basa en el arco de transferencia transferencia por cortocircuito, o más bien, en una discontinuidad deliberada y sistemática de este arco. El E l resultado es una transferencia de secuencia caliente/fría/caliente/fría intermitente. Este proceso frío/caliente reduce en gran medida la presión del arco. En un arco de transferencia de cortocircuito normal, el electrodo se deforma al ser sumergido en el charco de soldadura, y se funde abruptamente con una corriente de arco de transferencia por cortocircuito elevada. En contraste con esto, el proceso CMT se caracteriza por una amplia ventana de proceso y por la alta estabilidad resultante. Esto es importante cuando, por ejemplo, la antorcha de soldadura se reorienta abruptamente.   Los m ovimientos delelalambre se han integrado en Cada el proceso demovimientos soldadura y en control general del proceso. vez que se produce un cortocircuito, el control digital del proceso interrumpe la alimentación y controla la retracción del alambre. Este movimiento de avance y retracción tiene lugar a una frecuencia de hasta ciento treinta veces por segundo (130 Hz). El movimiento de retracción del alambre ayuda al desprendimiento de gotas durante el cortocircuito.   Al garantizar una transferencia de metal prácticamente libre de corriente, el proceso CMT reduce en gran medida la cantidad de calor generado. Además, la interrupción controlada del cortocircuito conduce a una baja corriente de cortocircuito. Debido a la interrupción en la fuente de alimentación, el arco sólo introduce calor en los materiales a unir durante un tiempo muy corto en el período de arco eléctrico.

Aplicaciones   La combinación de movimientos de alambres integrados, reducción de la entrada térmica y la ausencia de salpicadu16 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / OCTUBRE 2017

Debido a la interrupción en la fuente de alimentación, el arco sólo introduce calor en los materiales a unir durante un tiempo muy corto en el período de arco eléctrico. eléct rico.

ras, significa que la soldadura y la soldadura fuerte ahora pueden ser utilizadas para ciertas aplicaciones que solían estar fuera de los límites, además de ofrecer beneficios como mayor productividad, menor costo de rechazos y mecanizado postsoldadura. Estas ventajas se complementan con la alta capacidad de relleno de gaps, que conduce a una mejor manejabilidad de los procesos automatizados. Las chapas de calibre delgado pueden incluso ser soldadas a tope desde un espesor de tan sólo 0,3 mm, y las juntas de aluminio a acero se pueden hacer con el proceso CMT.   En principio, este proceso ofrece una alternativa a todos los procesos GMAW automatizados o asistidos por robot para unir láminas delgadas. Esto también es cierto con respecto a los metales de base y de aporte usados. El desarrollo de otros productos implementados por Fronius en este sector, como por ejemplo la soldadura de magnesio, permitirá ampliar su margen de utilización.

Descripcion del sistema de soldadura CMT   Fronius ha desarrollado algunos nuevos componentes del sistema para este proceso, todo basado en la familia de máquinas digitales de la empresa. Para empezar, hay dos alimentadores de alambre separados de control digital, el primero de los cuales mueve el alambre hacia adelante y hacia atrás hasta ciento treinta veces por segundo, mientras que el alimentador principal empuja el alambre hacia al frente. Con

 

 Al garantizar una transferencia transferencia de metal prácticamente prácticamente libre de corriente, el proceso CMT reduce en gran medida la cantidad de calor generado.

el fin de desacoplar las dos unidades entre sí, hay un buffer  de alambre colocado entre ellas. Este proceso logra mover el alambre sin aplicarle prácticamente ninguna fuerza. El sistema CMT en su conjunto comprende los componentes que se exponen a continuación: Continúa en la próxima página

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OCTUBRE 2017 OCTUBRE 2017 / WELDING JOURNAL 17

 

El sistema CMT consiste en componentes como la fuente de alimentación, alimentador de alambre, antorcha de soldadura de robot y buffer de alambre. Los tres criterios destacables del proceso de CMT son los movimientos de alambre que se incorporan en el control de  proceso, la entrada entrada térmica disminuida y la transferencia transferencia de metal sin salpicaduras. salpicaduras.

• Fuente de alimentación: Las máquinas de la serie TPS

2700/3200/4000/5000 CMT, con 270/320/400/500 A de potencia, respectivamente, tienen las mismas características básicas que las fuentes de alimentación de convertidor totalmente digitalizadas y controladas por microprocesador de los sistemas TPS correspondientes.

• Control remoto: La unidad de control remoto RCU 5000i tiene una pantalla de texto completo y supervisión de datos de soldadura con la función Q-Master.

• Unidad de enfriamiento: El enfriamiento de la antorcha de soldadura robótica está a cargo de la unidad de enfriamiento FK 4000 R refrigerada por agua.

• Interfaz de robot: La interfaz del robot es adecuada para

todos los robots habituales, independientemente de si se tratan digitalmente, en forma analógica o vía bus de campo. alambre: El VR 7000 CMT controlado di•  Alimentador de alambre:

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gitalmente proporciona una alimentación de alambre precisa y suave a todos los tipos comunes de alambre. soldadura de robot: robot: La característica espe•  Antorcha de soldadura

cial de la unidad compacta Robacta Drive CMT es el servo motor AC de control digital sin engranajes. Esto asegura una alimentación de alambre de precisión en ambas direcciones y  una presión de contacto constante.

• Buffer de alambre: Situado entre el alimentador de alambre y la unidad CMT de Robacta, el buffer de alambre desacopla sus dos hilos de transmisión entre sí y proporciona una capacidad de almacenamiento adicional para el hilo. Lo ideal sería montarlo en el equilibrador o en el tercer eje del robot. WJ

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vencional de superficies industriales implica usualmente un método abrasivo o el empleo de químicos. Gracias al haz focalizado del láser, así como la poca adherencia a las superficies geométricas, la profundidad de ablación se puede controlar con mucha precisión. El cleanLASER es especialmente adecuado para la limpieza de herramientas y moldes, para remover revestimientos como pintura y óxido, y para preparar superficies para el posterior acabado. Gü del-TSC del-TSC de México mx.gudel.com

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tubos carga hasta 26 toneladas

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blez. Los tapones inflables PetroChem TM se encuentran disponibles para operaciones petroquímicas. Además se presentan tapones de caucho, aluminio (de hasta 36 pulgadas de diámetro), y acero (de hasta 72 pulgadas de diámetro) adecuados para aplicaciones que requieren que se retengas fluidos dentro de los tubos. Se ofrecen tapones de nitrilo, silicón y goma de Viton para aplicaciones que involucran fluidos agresivos.

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Sistema de elevación para   El sistema de elevación PipeVac® usa SmartLift Technology® para cargar

 

de forma segura toneladas. Puede configurarse para26 levantar cualquier cosa tubular, incluyendo tubos de concreto, plástico o acero, así como múltiples tipos de materiales planos de construcción. El sistema es propulsado por la hidráulica de la máquina huésped, por lo que no se necesita ni un motor de diésel ni de gasolina. Su módulo GPS integrado además proporciona datos de diagnóstico y permite al personal ubicar equipo. Sharewell HDD LLC sharewellhdd.com

publicó su G217, Guía de monitoreo de la corrosión para estructuras de campo y equipo de planta y para estudios electroquímicos con métodos acoplados multielectrodos. Desarrollado por el Comité para la Corrosión de Metales de la  ASTM, el estándar tiene el objetivo de ayudar a las industrias del petróleo, química y del agua a monitorear mejor la corrosión del equipo. Señala formas de monitorear la corrosión en laboratorios y plantas que usan el método acoplado de sensores de en arreglo multielectrodo. Los operarios de equipo de metal tales como tuberías y contenedores serán los más beneficiados por la guía. También puede ser usada para monitorear estructuras con componentes de metal, incluyendo puentes, edificios y líneas de transmisión de energía. ASTM Internacional astm.org

Máquinas de soldadura útiles para fabricación de tubos y

Guía ASTM evita la corrosión

tuberías

  La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) Internacional

  Las máquinas de soldar Dynasty  400 y Maxstar 400 entregan 400 A de

   x    e     d    n    i       d    a     /    g    r    o  .    s    w    a    e    t    i    s    i    v  ,    n     ó    i    c    a

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salida para la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y soldadura soldad ura por arco metálico protegido con gas (SMAW) para aplicaciones de desempeño, incluyendo la fabricación de materiales exóticos, tubos y tuberías y de precisión. La fuente de energía Dynasty 400 AC/DC suelda aluminio y  acero hasta de 5 ⁄8  pulgadas de grosor, mientras que la Maxstar 400 DC suelda acero de hasta 5 ⁄8  pulgadas. Cada má-

OCTUBRE OCTU BRE 201 2017 7 / WELDING JOURNAL

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quina incluye las siguientes características: Cooler-On-Demand™, el cual opera el sistema auxiliar de enfriamiento solamente cuando se necesita para reducir el ruido, uso de energía y  contaminantes suspendidos en el aire; el Pro-Set™ para configurar parámetros de soldadura; y un puerto de datos para tarjeta de memoria de panel frontal para descargar actualizaciones de software y la compra de expansiones de características del producto.

mm. El TL Multi simultáneamente corta tubos múltiples con una resistencia a la tracción de 400-800 N/mm2. Kinkelder BV kinkelder.com

Miller Electric Mfg. Co. Millerwelds.com

Cuchillas para sierra de tubo presenta características actualizadas   La Champion TL y TL Multi revelan cuchillas de sierra de grado de carburo recubiertas con PVD, junto con un nuevo diseño de cuerpo y geometría de diente para mejor evacuación de las desportilladuras. El TL corta tubos con una resistencia a la tracción de hasta

Sistema de purgado de soldadura rápidamente retira oxígeno de tubos   El sistema de purgado de soldadura QuickPurge® reduce el tiempo de espera al retirar el oxígeno de tubos y tuberías en minutos. El producto se inserta en un tubo o tubería y se infla, restringiendo el área que se va a soldar y retirando el oxígeno sin el uso excesivo de gases inertes. El sistema ofrece una lí-

en combinación con las válvulas PurgeGate® inflan de forma segura el sistema con gas argón para sellar y purgar el espacio entre las represas donde la  junta de soldadura se localiza, eliminando el sobreinflado. Todos los sistemas proporcionan una manguera estándar para conectar un Monitor® de Purgado de Soldadura (Weld Purge Monitor®) que lee los niveles de oxígeno tan bajos como 1 ppm (con precisión hasta 10 ppm). Huntingdon Fusion Techniques HFT® huntingdonfusion.com

Boquilla miniatura de aire despeja tubos y mangueras

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850 N/mm en máquinas de corte estacionarias de alta salida. Sus cuchillas de sierra vienen en diámetros de 225560 mm con un paso de 9, 11 y 13

nea de entrada gasde para conseguir los niveles más de bajos oxígeno para tuberías de diámetros más grandes. El sistema de liberación de gas IntaCal®

  La boquilla de aire de contrasoplo M4 NPT Modelo 1004SS presenta un — continúa en la página 24

 

Capacitación y Certificación en Soldadura por AWS DALUS  es una empresa autorizada como por la American Welding Society.    x    e     d    n    i       d    a     /    g    r    o  .    s    w    a    e    t    i    s    i    v  ,    n     ó    i    c    a

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Certificaciones Certificacion es de AWS:  CW/ELW CWE CWI/SCWI CWS CWR CWF CWSR CWEng

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NUEVOS PRODUCTOS  Y LITERATURA  LITERATURA  — Continuación de la página 22

duras para proteger al operario de la basura expulsada también se encuentran disponibles. También se ofrecen tubos de extensión en 6, 12, 24 y 36 pulgadas para limpiar tubos y tuberías más largas. La tobera de aire tiene un

nivel de sonido bajo de 80 dBA y cumple con los requerimientos de ruido CFR 1910.95(a) de la OSHA. Exair Corp. Exair.com

Soporte para tubo proporciona varias configuraciones

perfil miniatura para sacar basura y líquidos del interior de pequeños tubos y mangueras, canales, orificios, hoyos, roscas y otras partes internas. Un arreglo de orificios proporciona un flujo de aire de 360 grados para despejar refrigerante, desportilladuras y aceites ligeros causados por procesos de mecanizado. Construida de acero inoxidable Tipo 316, la boquilla ajusta en aberturas tan pequeñas como ¼ de pulgada y  funciona en diámetros de hasta 1 pulgada. Guardas contra las desportilla-

  El soporte personalizable para tubo proporciona una plataforma estable para apoyar bobinas de tubo rotadas por un posicionador de soldadura o rotador de tubos. Su estructura del soporte superior tiene ensambles ajustables de descenso rueda. La configuración más común tiene ajuste de altura rudo y fino para permitir un amplio rango de espacios libres para el balanceo. El ajuste rudo se prepara con un ensamble de perno, y el ajuste fino se controla mediante dos tornillos independientes sobre el marco superior. Los dos tornillos además ayudan a nivelar el tubo en superficies disparejas. La base modular puede configurarse con ruedas con ranura en V, almohadillas de sujeción o ruedas pivotantes. El soporte puede tolerar diámetros de tuberías que van desde 3.5 a 48 pulgadas, y ofrece capacidades de hasta 3000, 5000 y 10,000 libras. IRCO Automation Ircoautomation.com

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¿Qué hay de nuevo en la Sección IX del Código para  recipientes a presión y calderas  de la ASME? Este resumen  detalla los  cambios a la  edición 2017  POR WALTER WALTER J. SPERKO

en los márgenes; aunque la mayoría de los cambios son fáciles de discernir cuando se lee un párrafo, en esta edición hay más de 100 ejemplos donde “aftectada térmicamente” (heat affected) fue cambiada a “afectada-térmicamente” (heat-affected), las diagonales invertidas (/) se volvieron “o” (or), y 

Un soldador usando  E6010 para colocar un  paso de raíz.

quí se presentan los cambios significativos que aparecen en la Sección IX del Código para reci pientes a presión presi ón y calderas de la ASME,

de enero de 2018 para las nuevas calificaciones.

Edición 2017. Todos los cambios den identificarse fácilmente en elpue“Resumen de cambios” que se encuentra al frente de la Sección IX. Estos cambios serán obligatorios a partir del 1

globales

 A 

Revisiones editoriales   Cambios a párrafos o figuras en esta edición de la Sección IX pueden identificarse rápidamente por el “17”

26 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / OCTUBRE 2017

“arco metálico protegido” (shielded metal arc) se convirtió en “arco metálico-protegido” (shielded-metal arc).  Además, debido a que existen métodos para medir la tenacidad distintos al de Charpy (v.g. dejar caer un peso y desplazamiento de apertura de punta de agrietamiento [CTOD]), las palabras “prueba de impacto” (impact testing) y  “resistencia a la muesca” (notch toughness) fueron globalmente cambiadas simplemente a “pruebas de tenacidad” (toughness testing).

Parte QG, requeri requerimientos mientos generales   Códigos, estándares y especificacio nes que incorporan la Sección IX por referencia algunas veces tienen requerimientos que son diferentes a los de la

 

Sección IX; el QG-100 dice que los documentos que hacen referencia a la Sección IX toman precedencia sobre los requerimientos de la Sección IX. Los dos últimos párrafos del QG-101 fueron eliminados ya que tenían esto a la inversa. Ellos incorrectamente establecían que la Sección IX pudiera usarse con otras secciones del Código para calderas y el ASME B31, Código para tubería de presión, y ellos apenas sugerían que uno debería tomar en cuenta toda regla en esos estándares con respecto a la calificación de soldaduras.   Para aquellos involucrados con la cualificación simultánea de soldadores, el QG-106.3 fue editorialmente editado para hacerlo más sencillo de leer; no se hicieron cambios significativos.   Se agregó una definición para gas de arrastre (trailing gas) al QG-109:   Gas de Arrastre: un gas usado para producir una atmósfera protectora que se extiende más allá del charco de soldadura en la dirección opuesta del desplazamiento.

gada de grosor para soportar un WPS que permite que ambos procesos se usen para metales base de soldadura de grosores desde 3 ⁄161 6 hasta 8 pulgadas. El QW-200.4(b) además ha sido mal interpretado al tomarse como un requerimiento sobre y por encima de los requerimientos del QW-451. Para aclarar que el QW-200.4(b) es una excepción a los requerimientos del QW-451, el siguiente enunciado se movió de la parte media del QW-200.4(a) al principio del QW-200.4(b): “Alternativ “Alternativamenamente, la calificación de WPS’s para depósitos de raíz pueden hacerse apegándose a (b)”.   Hay ocasiones cuando el recubrimiento de metal de soldadura resistente a la corrosión ha sido añadido a una parte y la construcción requiere la soldadura de otra parte a esa capa siguiendo una WPS diferente. Debido a que el recubrimiento no tiene un Número P asignado, se agregó un nuevo párrafo al QW-211 permitiendo que el recubrimiento de metal de soldadura se considere con el mismo Número P

ordinaria por haz láser (LBW), en la LLBW el haz no desarrolla un ojo de cerradura ni penetra profundamente en el material. En lugar de ello, el haz es de baja energía y se comporta más como la soldadura por arco de tungsteno protegido con gas que como la soldadura por haz láser. Las soldaduras se realizan agregando metal de aporte calentado por resistencia; el proceso será usado en la construcción de naves con una ranura profunda y muy angosta, reduciendo la distorsión así como también la cantidad de metal de soldadura requerido para hacer la junta.   Para aquellos que realizan soldadura de cordón revenido, se ha agregado una cuarta columna “C2” a las variables de cordón revenido en la Tabla QW-290.4 para usarse donde un código de construcción no especifique ni ensayos de dureza ni de tenacidad. Cuando se agregaron las reglas del cordón revenido a la Sección IX en 2001, se anticipaba que los comités de la Sección I y B31.1 especificarían requerimientos de dureza cuando se usara la

  Este agregado tuvo como resultado algunas modificaciones editoriales menores en algunas de las variables del QW-408.   En el último enunciado del QG105.5, la edición de 2015 indicaba que la recalificación se requería si se hacía un cambió en las variables para los procesos especiales de soldadura de revestimientos o revestimientos resistentes a la corrosión. Éste incorrectamente señalaba que tanto las variables esenciales como las no esenciales tenían que recalificarse si eran cambiadas. Debido a que el QW-251.4 ya indica correctamente que solamente los cam-

del metal base que tuviera un análisis nominalmente equivalente que el recubrimiento.   Aunque hay muchos cambios editoriales a las tablas en el QW-250, se agregó la variable no esencial QW409.9 a las tablas de procesos especiales para la soldadura de recubrimientos. Esta variable requiere que se manejen el tipo de corriente y la polaridad en la WPS.   Aquellos que sueldan fundiciones de reparación y aquellos que sueldan sobre otros componentes gruesos se regocijarán al saber que la variable QW-407.4 ha sido eliminada. Esta va-

soldadura cordónLos revenido, pero eso nunca de ocurrió. requerimientos para medir la temperatura de interpaso y precalentamiento para casa paso como se requería en el QW-406.8 y  QW-406.9 fueron eliminados. El comité decidió que estos requerimientos eran excesivos.   Los requerimientos en la QW290.5(d) han sido eliminados para los cupones de cordón revenido de ensayo cuando se especifique la evaluación de impacto. La revisión ahora dirige al que califica a las reglas de ensayos de impacto en el código de construcción o la especificación de diseño.

bios en variables esenciales requieren recalificación, el último enunciado del QG-105.5 fue eliminado.

  El QW-200.4(b) proporciona un poco de alivio a los requerimientos en el QW-200.4(a) para cumplir con el rango de grosor de metal base y los límites de grosor de metal de soldadura del QW-451. Ese párrafo permite que uno escriba, por ejemplo, una WPS de proceso combinado apoyado por una PQR calificada para el metal base de

riable limitaba grosor del metal base calificado a 1.1 el veces el grosor del cupón de prueba si la soldadura es tratada térmicamente por encima de la temperatura superior de transformación (v.g., (v.g., normalizada). La QW-407.1 ya requiere que todo tratamiento térmico por encima de la temperatura superior de transformación sea calificada, así que no hay bases racionales para limitar el grosor a 1.1 veces el grosor del cupón de ensayo.   Un nuevo proceso de soldadura, la soldadura por haz láser de densidad de baja energía (LLBW) se agregó como QW-264.2, y se añadieron detalles en

  La QW-403.6 esque unalimita variable esencial suplementaria el grosor mínimo del metal base calificado al grosor del cupón de ensayo o 5 ⁄8  de pulgada, el que resulte menor. Para grosores menores de ¼ de pulgada (6 mm), el grosor mínimo calificado es la mitad del grosor del metal base (v.g. 1 ⁄2  T). El cupón de ensayo tenía que ser menor de ¼ de pulgada (6mm) para aprovechar la regla 1 ⁄2 T; por ende, las organizaciones recurrirían a comprar material de ¼ de pulgada (6mm)de grosor y retirar mediante el mecanizado o pulido 0.010 pulgadas (0.25 mm) o algo así de una superficie para hacer que el cupón

unión delgrosor, primeryproceso de 3 ⁄16  aPQR  8 pulgadas en una segunda para un segundo proceso calificado en un cupón de prueba de al menos 1 ⁄2  pul-

varios párrafos más incluyendo una definición del proceso y un nuevo método para medir la entrada de calor al usarlo. Aunque similar a la soldadura

de ensayo(5.75 tuviera un Para grosor de 0.24la pulgadas mm). eliminar necesidad de ese sinsentido, se revisó la QW-403.6 para que dijera “1 ⁄4  de pul-

Cambios a procedimiento de soldadura (QW(QW-200) 200)

OCTUBR OCT UBRE E 2017 2017 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 27

 

gada (6 mm) o menos”.   Al realizar un ensayo de tensión usando una probeta rectangular, el acho de la probeta de ensayo en la Sección IX se especifica como aproximadamente ¾ de pulgada (16 mm); esto es diferente a muchos otros estándares como el AWSD1.1 y el ISO 15614-1, los cuales especifican que el ancho de una probeta tenga de 1 pulgada (25 mm) de ancho en la sección reducida. Si una organización quisiera calificar para cumplir con los requerimientos de la Sección IX y también algunos requerimientos de otros estándares en un mismo cupón de ensayo, pudieran usarse probetas de ensayo de tensión que cumplan con los requerimientos dimensionales de cualquiera de los siguientes estándares; sin embargo, el estándar de aceptación de la Sección IX  aplica de todas formas:   a) AWS B2.1   b) AWS D1.1   c) AWS D1.2   d) AWS D1.3   e) AWS D1.6

ultrasónica de los cupones de ensayo de soldador a la Sección IX en 2010, existía la preocupación de que los técnicos ordinarios no pudieran identificar de manera confiable fallas si el cupón de ensayo era demasiado delgado. Con la guía del Comité de la Sección V, V, la Sección IX limitó el uso de la examinación ultrasónica a cupones de ensayo de ½ pulgada de grosor y mayores. Debido a los avances en los equipos de examinación ultrasónica y con la guía actualizada de los expertos del comité de la Sección V, el comité decidió permitir a los soldadores y operarios de soldadura ser calificados usando cupones de ensayo de hasta ¼ de pulgada de grosor.   A pesar de que los últimos dos párrafos de la QW-191.2.2 que imponían el ASNT SNT-TC-1A y otros requerimientos de certificación y calificación de personal hayan sido eliminados, esos requerimientos no se fueron ya que la QW191.2.2(b) se revisó y ahora hace referencia al ASME Sección V,  Artículo 1, el cual impone esos requeri-

ra depositado por cada soldador, por cada proceso, y por cada Número F de metal de aporte. La QW-306 siempre ha sido más amplia; requiere que uno considere individualmente a cada soldador u operario de soldadura, cada proceso de soldadura, y siempre que haya un cambio en una variable esencial. La nota al calce 1 se revisó para estar de acuerdo con la QW-306. Esto significa que uno debe considerar no solamente un cambio en el soldador, proceso y Número F del metal de aporte de manera individual al determinar el grosor calificado, sino que se habría de considerar, de aplicar, un cambio en la progresión, posición, modo de transferencia GMAW, GMAW, y tipo de corriente GTAW al determinar el grosor calificado.   Hubo un esfuerzo muy importante por desarrollar reglas para que los soldadores calificaran para hacer solamente soldaduras por puntos. Ese esfuerzo fracasó, pero se han revisado varios párrafos para indicar que los soldadores calificados para hacer sol-

   f) 4136 g) EN-ISO JIS Z 3121   h) GB/T 2651   i) NAVSEA S9074 AQ GIB 010/248.   Encontrarás que la QW-402.30, QW-403.31, y QW-404.54 han sido eliminados y tendrás dificultades para averiguar qué proceso fue afectado.  Ver la edición 2015 no responderá esa pregunta debido a que eran variables que formaban parte de la tabla QW-268, la cual era por el híbrido LBW/GMAW.. Esa tabla y la tabla LBW/GMAW QW-269 fueron eliminadas en 2015 y  se remplazaron con reglas genéricas en QW-220 que aplican cuando se usan

mientos.   La nota al calce 1 de la Tabla QW452(b) ha sido revisada para alinearla con las reglas existentes en la QW-306. La nota previa decía que el grosor del metal de soldadura “t” que se usa para determinar el grosor de un metal de soldadura calificado se basaba en el grosor individual del metal de soldadu-

daduras filete o de ranura están también en calificados para hacer soldaduras por puntos. Así también, se agregó una nota al QW-461.9, la tabla que amarra la posición de ensayo con las posiciones de soldadura calificadas para que se lea:   “Las soldaduras por puntos no están limitadas por diámetros de tubos y 

más de charco un proceso de soldadura en el mismo de soldadura.

Cambios en la calificación del soldador (QW-300)   Al radiografiar una soldadura, la QW-191 decía que la demostración de la densidad aceptable y la calidad de imagen en las radiografías de técnica o producción deberían considerarse evidencia satisfactoria del apego a la Sección v, Artículo 2. El término “densidad” se retiró de este párrafo, no porque la densidad correcta ya no sea requerida, sino porque era redundante – la densidad es una parte integral de los requerimientos de calidad de imagen de la Sección V.   Cuando se introdujo la examinación

Una probeta de ensayo de doblado que falló.

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tuberías cuando su longitud agregada no exceda 25% de la circunferencia de la soldadura”.   Esto permite que un soldador calificado en placa suelde por puntos en tubos en las posiciones para las que él o ella estén calificados.   Para las conexiones de ramales, la relación del diseño de ranura para los límites de diámetro de calificación de soldador se ha clarificado en el QW-403.16:   “(a) Para una soldadura de ranura uniendo una tobera o rama fija (con la preparación de la soldadura en la tobera o la rama), el rango calificado a partir de la Tabla QW-452.3 deberá basarse en el diámetro externo del tubo de la rama o tobera.   “(b) Para una soldadura de ranura uniendo una tobera o rama fija (con la preparación de soldadura en el soporte, cabeza o tubo de suministro), el rango calificado a partir de la Tabla QW-452.3 deberá basarse en el diámetro externo del soporte, cabeza o tubería de suministro”.

Mientras tanto, los fabricantes de electrodos identificarán sus productos con ambos sistemas de clasificación de forma que puedas acostumbrarte al nuevo sistema de clasificación. Cuando tengas la Parce C de la Sección II del  ASME en tus manos, lee la introducción a la SFA-5.36 para que tengas una explicación a profundidad del nuevo sistema de clasificación.

  la El calificación QW-322 acerca la continuidad de (v.g.de la regla de los seis meses) se ha hecho más fácil de leer, pero no hay cambio en los requerimientos: los soldadores y operarios de soldadura todavía tienen que usar un proceso y la organización tiene que documentarlo cada seis meses, o todas las calificaciones de él o ella para ese proceso vencen.

dadura mayor que ±25°F (±14°C) o un cambio en el tiempo del tratamiento térmico posterior a la soldadura fuerte del mayor de 15 minutos o 10% del tiempo de tratamiento térmico posterior a la soldadura térmica registrado en el PQR.

Metales de aporte y metales base

  El párrafo QF-143 y la Figura QF463 fueron cambiados para corregir el ángulo de doblado para probetas de doblado lateral. Este ángulo se cambió de un ángulo máximo incluido de 60 ± 10 grados a 90 ± 10 grados para ser consistente con la recientemente publicada especificación F3183 del  ASTM, Práctica estándar para la evaluación guiada del doblado lateral de juntas  por fusión a tope de tubos de polietileno .

  Aproximadamente a 26 especificaciones nuevas y a 82 nuevos grados de materiales se les asignó Números P. P. Una nueva especificación de metal de aporte fue agregada: SFA-5.36, Electrodos de carbón y acero de baja aleación para soldadura por arco con núcleo de fundente y electrodos con alma de metal para la soldadura por arco metálico protegido con gas. Este estándar estará substituyendo al SFA 5.20 y  5.29, y contiene un sistema totalmente nuevo y más informativo para asignar las clasificaciones AWS. Ni la SFA5.20 ni la SFA-5.29 serán retiradas en cinco años ya que muchos fabricantes y proveedores tienen materiales hechos para esas especificaciones en stock y para darle a la industria una oportunidad de familiarizarse con el nuevo sistema de clasificación e incorporarla a los WPSs ya existentes.

Cambios en soldadura fuerte (QB)   El único cambio técnico en la soldadura fuerte fue una revisión a variable QB-409.1 sobre el tratamiento térmico posterior a la soldadura fuerte (PBHT). En lugar de enunciarse igual que las reglas de soldadura como se ha hecho durante décadas, solamente aplicarán dos condiciones:   1) La adición o eliminación de un tratamiento térmico posterior a la soldadura fuerte.   2) Un cambio en la temperatura del tratamiento térmico posterior a la sol-

Cambios en la fusión plástica (QF)

LECD se usa para unir cables termopares a la tubería para documentar las temperaturas de tratamiento térmico posterior y previo a la soldadura. Las reglas requieren que se prepara un WPS, pero no se requiere la calificación del WPS, ni tampoco los operarios tendrán que ser calificados.   Existe un movimiento en proceso para agregar requerimientos de examinación visual más detallados para los cupones de ensayo de soldadores. Los requerimientos actuales son que la fusión incompleta, penetración incompleta y fisuras no son permitidas. La Sección IX no tiene requerimientos adicionales debido a que las organizaciones trabajan para diferentes códigos de construcción, y los criterios de aceptación visual varían significativamente entre códigos. Esto deja la puerta abierta para que las organizaciones impongan criterios de aceptación a sus soldadores que sean consistentes con lo que los soldadores tendrán que lograr cuando trabajen bajo esos otros códigos. El motor para este cambio es que algunas nopor consideran ningúnorganizaciones criterio excepto lo que se encuentra en la Sección IX, lo cual resulta en soldadores calificados, pero con no muchas habilidades. Existe resistencia significativa hacia esta propuesta.   Se les avisa a los lectores que las reuniones del Comité del Código  ASME están abiertas al público; la calendarización está disponible en el sitio web del autor y en asme.org. Las erratas y correcciones editoriales se postean en asme.org/kb/standards/   publicaciones/bpvc-resources para que los usuarios de los códigos puedan ver fácilmente las revisiones y correcciones.  WJ

Consultas   Las interpretaciones ya no están siendo publicadas como parte de la edición; Estas se pueden encontrar en http://cstools.asme.org/ Interpretations.cfm.

WALTER J. SPERKO, WALTER SPE RKO, P.E. ([email protected]), es presidente de, Sperko Engineering Services Inc. (sperkoengineering.com) , , Greensboro, N.C. Además es consejal general de la   AWS.

Posibles atracciones futuras

Se advierte a los lectores que las 

  La soldadura por descarga de capacitancia de baja energía (LECD) se va añadir a la Sección IX. La soldadura

opiniones expresadas en este artículo  son las del Sr. Sperko, y no la opinión  oficial del Comité IX de Estándares  para Calderas y Recipientes bajo Pre-  sión de ASME.

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No sólo un paseo más en el parque Las necesidades de infraestructura de un nuevo parque se  están cubriendo con tubería de plástico soldada por fusión 

ulsa, Oklahoma, está en la cúspide de algo increíblemente especial en su ribera del Rio Arkansas. La Fundación de la Familia George Káiser está desarrollando un parque de $400 millones de dólares, resultado de una sociedad público/privada que ha logrado el récord como el regalo más grande a un parque público en la historia de los Estados Unidos.   Cien acres de terrenos urbanos se están transformando en un escenario natural para que el público disfrute de numerosas amenidades que incluyen un campo de juegos de cinco acres, cobertizo para lanchas, veredas naturales, canchas deportivas, parques para bicicletas y patines y muchas más. Programado para abrir al final de la primavera o verano de 2018, el parque, llamado Un Lugar de Reunión, fue di-

T

señado por la renombrada firma arquitectónica en landscaping de Michael  Van Valkenburgh Valkenburgh Asociados, la cual también desarrolló el galardonado Parque del Puente Brooklyn.   Existen necesidades significativas de infraestructura para servir a los millones de visitantes que se espera lleguen cada año, especialmente en las áreas de agua, agua pluvial, líneas de drenaje sanitario y riego. Se están plantando más de 5700 árboles, representando a más de 118 especies diferentes de todas partes de los Estados Unidos. Más de un millón de matas, arbustos y flores se plantarán y los visitantes al parque podrán recrearse con las hermosas y extensas áreas verdes.   Para entregar una fuente confiable de agua a esta enorme e importante

POR SUSAN RILEY 

inversión, se seleccionó un sistema de tuberías de polietileno de alta densidad (high-density polyethylene, o HDPE, por sus siglas en inglés).

¿Por qué tubería fusible de HDPE?   La tubería de HDPE está ganando aceptación en la industria de transmisión y distribución de agua. El hecho de que no se corroa ni se oxide extiende ampliamente su tiempo de vida hasta a 100 años. Además es también un material flexible que soporta acomodamientos del suelo, aumentos de presión y fluctuaciones extremas de temperatura.   Igualmente importante es la manera en la que la HDPE se une mediante

Fig. 1 — Un operario coloca el careador en una máquina manual de fusión para fusionar tubo IPS SDR 13. HDPE de 3 pulgadas.

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fusión térmica libre de fugas, a la que comúnmente se le refiere como fusión a tope (butt fusion). En este proceso, los extremos del tubo se calientan y se unen con presión. Esto permite el flujo y mezcla de materiales fundidos, lo cual cambia la estructura molecular de un estado cristalino a uno amorfo. Una vez que la tubería se enfría, las moléculas regresan a su estado original para crear un sistema de tubería monolítico.   Mientras que otros métodos de unión tienen una tasa permisible de fuga de 10 a 30% o aún más, los sistemas de tubería fusibles se consideran en estado de no conformidad si fugan en absoluto. Esto impulsa los esfuerzos de conservación de agua y disminuye los costos que se asociarían con el mantenimiento permanente de la tubería metálica para evitar la corrosión. En adición, la HDPE puede prevenir la polución del agua debido a que las juntas con fuga pueden contaminar las líneas de agua potable.

de pared, lo cual puede determinarse dividiendo la medida del diámetro externo por la proporción dimensional. La presión teórica de fusión para usarse en máquinas de fusión McElroy, por ejemplo, se suma usando una calculadora en-línea o móvil de fusión. Ver mcelroy.com/mccalc.   Mientras tanto, existen algunos pasos clave en el proceso de fusión para crear una junta de calidad.

comendable para lograrlo. Una vez que se han preparado las caras de los extremos, es crítico para el operario retirar todas las rebabas del tubo y limpiar el polvo o cualquier otra contaminación en las superficies del extremo del tubo con una tela limpia no sintética libre de pelusa.

Fijando el tubo

Máquinas de fusión

de cara

  Las máquinas de fusión a tope están diseñadas para una tubería tan pequeña como una de tubo de cobre de ½ pulgada hasta un diámetro externo de 2000 mm. Las máquinas manuales más pequeñas usualmente pueden llevarse de junta en junta con componentes de revestimiento y calentamiento por separado. Los carros de las máquinas más grandes pueden montarse en vehículos sobre rieles auto propulsados. Las máquinas de fusión sobre rieles son autocontenidos con todo lo que se necesita a bordo incluyendo el generador. Tanto Tanto las máquinas manuales como las montadas sobre rieles se usaron en Un Lugar de Reunión para fundir tubos con 3 a 14 pulgadas de diámetro — Fig. 1.   Aunque la presión se aplica a mano con máquinas manuales, las máquinas hidráulicas más grandes entregan una presión de calibre específico según una fórmula matemática que toma en consideración el tipo de máquina, especificaciones, medida del tubo, grosor de pared, presión de interfaz y presión de arrastre, la cual es la resistencia a la fricción que ocurre cuando el carro se está moviendo.   Los operarios deberán revisar las recomendaciones específicas del fabricante del tubo para presión interfacial según el diámetro del tubo y el grosor

  Antes de que los extremos del tubo se puedan fusionar, se cortan con poderosas cuchillas eléctricas para preparar la cara para una cara recta perpendicular a la línea central de cada tubo. Esto expone material fresco del tubo, lo cual es necesario para una fusión exitosa. Una revolución completa alrededor de cada extremo del tubo es re-

  Un calentador con doble lado se coloca entre los extremos del tubo a medida que se acercan a cada lado del calentador para el proceso de fundición. Los extremos del tubo formarán un cordón fundido en cada lado del calentador. Dependiendo de la medida del tubo, los parámetros de fusión y la configuración del sitio de trabajo, el tiempo de calentamiento tarda aproxiap roximadamente 1 ½ a 2 minutos por pulgada de diámetro de tubo. El operario deberá siempre verificar las recomendaciones del fabricante del tubo en cuanto al tiempo de calentamiento así como en cuanto a la temperatura correcta. La temperatura deberá medirse periódicamente con un pirómetro o dispositivo de registro de datos.

  Los extremos del tubo se colocan a cada lado de la máquina y se sostienen en su lugar mediante pinzas aserradas que fijan al tubo. Un sistema de fuerza balanceada coloca la línea central de las pinzas aserradas del tubo en el mismo plano que la línea central del tubo. Esto permite la distribución igual de la fuerza alrededor del diámetro del tubo para formar una junta de calidad.

Alineación y preparación

Calentamiento

Fusión y enfriamient enfriamiento o   Una vez que el calentador se ha retirado, los patrones de fundición de los extremos del tubo se unen y se sostienen inmóviles bajo una cantidad espe-

Fig. 2 — Una junta de tubo HDPE de 14 pulgadas apropiadamente fusionada.

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Fig. 3 — Una línea de tubería HDPE de 14 pulgadas siendo instalada.

cífica de fuerza suficiente para mezclar el material del tubo entre sí y formar una junta homogénea. A medida que se enfría durante la cantidad de tiempo adecuada con las abrazaderas aún colocadas, el material derretido forma un cordón o junta fuerte o más fuerte que el tubo mismo — Figs. 2, 3.

Operarios capacitados   Los operarios capacitados de soldadura por fusión que entienden su máquina y saben cómo operarla son cruciales para producir juntas confiables libres de fugas y sistemas de tubería exitosas. El conocimiento y la capacitación adecuados sobre y la adherencia a los estándares de fusión ASTM e ISO ayudan a que los operarios sobresalgan entre la multitud con un mayor nivel de experticia y profesionalismo. Los operarios capacitados saben cómo montar de manera efectiva sus sitios de trabajo y pueden operar máquinas de fusión con seguridad y eficiencia.   McElroy McElroy,, un fabricante de máquinas de fusión, ha ofrecido entrenamiento avanzado y certificado en sus instalaciones en Tulsa, Oklahoma durante más de 35 años. Además imparte sesiones de capacitación in-situ en las ubicaciones de los clientes. A los estudiantes se les da la oportunidad de aprender acerca de máquinas específicas que ellos estarán operando ya sea

para tubo de diámetros pequeños, medianos o grandes. Las clases incluyen calificación del operario, resolución de problemas y restauración, y entrenamiento para inspectores. Cada clase combina tiempo en el salón de clases con actividades prácticas seguidas por la respectiva evaluación después de cada clase para asegurar que los estudiantes han entendido los procesos y  conceptos adecuadamente.

Mantenimiento   La longevidad de las máquinas de fusión se incrementa con el mantenimiento preventivo y técnicas de restauración que mantienen a los sistemas hidráulico y eléctrico, entre otros, funcionando apropiadamente. Algunas veces lo que parece ser un malfuncionamiento de la máquina pudiera simplemente ser el resultado de errores del operario, así es que tú querrás emplear operarios competentes que posean las habilidad de identificar problemas potenciales para que tus máquinas pasen más tiempo en el campo que en el taller de reparación. El buen mantenimiento es la mejor manera de ayudar a proteger tu inversión.

Resultados   El parque ha estado en construcción desde septiembre de 2014. Aunque las

inclemencias del clima han algunas veces hecho más lento el trabajo, los líderes dicen que el parque valdrá la pena de la espera. La belleza y la operación del parque no serían posibles sin un buen sistema de infraestructura subyacente, lo cual toma tiempo.   El sitio se encuentra rebosante con actividades de construcción. El contratista principal, Crossland Construction Co. tiene múltiples subcontratistas trabajando mano con mano. Aproximadamente 300 hombres y mujeres se encuentran trabajando largas horas todos los días desempeñando una variedad de actividades.   La significativo distribución del agua un papel entre las juega muchas necesidades de infraestructura en el parque, lo cual incluye la construcción de nuevos caminos, puentes, iluminación, construcción de estanques y mucho más. Una vez que el parque abra con agua potable, un sistema de agua pluvial y drenaje y jardines irrigados, uno pudiera no pensar en el tipo de sistema de tubería que lo hizo posible.  Aunque la tubería sirve su importante impor tante propósito en silencio bajo el suelo durante décadas, los visitantes al parque sencillamente disfrutarán la calidad de vida que se les ofrece.  WJ SUSAN RILEY ([email protected]) es especialista en relaciones públicas, McElroy, Tulsa, Okla.

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Reducción del riesgo al inv invertir ertir en automatización para soldadura: cinco pasos al éxito Recomendaciones para maximizar resultados al implementar  la automatización de la soldadura  POR DAVID SCHAEFER

E

 xisten muchas razones para que las empresas consideren invertir en la automatización de la soldadura, desde un deseo por mejorar la productividad y calidad hasta el impulso por volverse más rentables y competitivos.   En años recientes, un creciente número de compañías han volteado a ver la automatización de la soldadura por

primera vez debido a su lucha por encontrar operarios de soldadura con experiencia. La edad promedio del operario de soldadura de hoy es 55 y menos  jóvenes persiguen una carrera en la soldadura, lo cual conduce a una deficiencia de operarios de soldadura a nivel nacional. Las compañías además están encontrando, en algunos casos,

que los operarios de soldadura más jóvenes quizá carezcan de las habilidades necesarias para producir soldaduras consistentes de calidad.   Como resultado, las empresas que buscan expandir sus capacidades y  atraer nuevos negocios y/o producir partes nuevas se enfrentan con la situación de elegir entre contratar más

Fig. 1 — Aunque la idea de implementar la automatización de la soldadur soldadura a podría ser intimidante, hay pasos que las compañías  pueden dar para reducir el riesgo de esta inversión y maximizar los resultados.

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operarios de soldadura o considerar la automatización de la soldadura, o ambas. Es importante notar que siempre habrá la necesidad de emplear y capacitar operarios de soldadura que puedan supervisar la operación de los sistemas robóticos de soldadura.   A pesar de que la idea de implementar la automatización de la soldadura podría ser intimidante, hay pasos que las compañías pueden dar para reducir el riesgo de esta inversión y maximizar los resultados — Fig. 1. Considera estas cinco recomendaciones.

Paso 1: Comienza en pequeño   Uno de los más grandes peligros de invertir en la automatización por primera vez es tratar de empezar con una parte muy grande que, por ello, requiera de un gran y complejo sistema robótico de soldadura.   Las empresas deberían iniciar con un sistema más manejable que suelde partes más sencillas. ¿Por qué? Hay  dos problemas principales al invertir demasiado como usuario primerizo de la automatización de la soldadura:   1) Los sistemas robóticos de soldadura más avanzados (los que usan dos robots que sueldan en conjunto, por ejemplo) son más complicados de programar y operar, lo cual incrementa exponencialmente el riesgo de la inversión.   2) Las partes más grandes y más complejas son más difíciles de soldar robóticamente. Si las partes no se puntean apropiadamente, el robot pudiera pasar por alto las discontinuidades que un operario humano de soldadura no-

Fig. 2 — Con partes más sencillas, es más fácil controlar la reproducibilidad de la  ubicación de la junta de soldadura centro de una mitad del diámetro del alambre, la  posición ideal para resultados de calidad, sin el uso de sensores adicionales.

antes de correr” resulta muy adecuado para los usuarios primerizos de la soldadura robótica.

Paso 2: Empieza con partes y   juntas de soldadura soldadura sencillas sencillas   Para obtener los mejores resultados, las empresas deberían empezar con juntas de soldadura sencillas cuando usen la automatización de la soldadura por primera vez. Las soldaduras en filete y juntas a traslape básicas son

en filete en la cual las dos partes se tocan, existe una buena probabilidad de que el robot logre una mejor soldadura. Una regla básica con las condiciones de apertura de raíz para soldar acero mediante soldadura por arco metálico y gas (GMAW) es la mitad del grosor del miembro más delgado de las dos piezas a unirse. Para la soldadura de aluminio, la apertura de raíz deberá ser aún menor.   A medida que la compañía madure en sus conocimientos y uso de la automatización de la soldadura, tales

taría haciendo ajustes en pertinentes. Debido a que lalos variación las tolerancias se acumulan en una parte grande, la discontinuidad pudiera magnificarse y causar problemas significativos de calidad. En este caso, el costo del retrabajo en una parte grande sería mucho mayor que el retrabajo en una parte más pequeña. También hay costos adicionales de programación y sistemas de fijación a considerar al rectificar inconsistencias, además del uso improductivo de esta gran inversión de capital.   Finalmente pueden suceder errores, así que lo mejor es empezar con siste-

ambas buena de soldar con opción, éxito. ya que son fáciles   Con partes más sencillas, es también más sencillo controlar la reproducibilidad de la ubicación de la junta de soldadura dentro de la mitad del diámetro del alambre, la posición ideal para resultados de calidad, sin el uso de sensores adicionales. Si la junta de soldadura se encuentra fuera de centro de donde el robot está soldando, puede resultar en defectos de soldadura, tales como la fusión incompleta — Fig. 2.   Cuando se implementa la automatización en soldadura por primera vez, las compañías deben además poner

condiciones de abertura de raíz deberán ser cuestión de consideración permanente.

mas menos complejos y partes más pequeñas que inherentemente conducirán a reparaciones menos costosas. El viejo adagio que reza “hay que caminar

mucha atención a las condiciones de abertura de raíz (la distancia entre las dos partes que componen la junta de soldadura). En una soldadura sencilla

Recuerda, un robot no puede ajustarse en consecuencia como un soldador humano (al menos no sin el costoso y tardado agregado de sensores), así

Paso 3: Asegura la fabricación precisa y fluida en procesos en línea ascendente   Una de las claves del éxito al usar la automatización en la soldadura, tanto para usuarios primerizos como para los experimentados, es un proceso de fabricación en línea ascendente reproducible.

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Fig. 3 — Parte de la inversión en la automatización de la soldadura incluye tener o contratar empleados para vigilar el proceso. Emplear a la gente correcta y proporcionar la capacitación correcta ayudará a asegurar su éxito y rentabilidad.

es que las empresas no pueden cargar partes no reproducibles en el aditamento de fijación y esperar a que resulten partes de calidad. En lugar de ello, la meta final es tener un flujo estable de partes consistentes que entren a la celda de soldadura para que el robot pueda ejecutar soldaduras precisas, cada vez. Cuando sea posible, las compañías deberán considerar el corte de partes con láser para maximizar la precisión de éstas. Este proceso permite a las compañías lograr “oro entra, oro sale” en lugar de “basura entra, basura sale”.   En términos de flujo de trabajo en general, es importante no producir más partes en procesos anteriores de lo que el robot puede manejar. Es igualmente importante que el robot no se quede parado mientras espera las partes. Llevar a cabo una evaluación o prueba de tiempo del flujo de trabajo puede asegurar que a las empresas están optimizando sus eficiencias.   Finalmente, para maximizar el retorno en esta gran inversión de capital, un sistema robótico de soldadura de-

berá producir una ganancia de cerca de 3 a 1 por encima de lo que un operario humano puede lograr. El flujo de partes hacia la celda de soldadura robótica deberá respaldar esta meta.

Paso 4: Desacelera el proceso   Usuarios primerizos de la automatización de la soldadura nunca deberán esperar que el sistema robótico de soldadura funcione a la perfección o a toda velocidad el primer día. Puede tomar tiempo para que el sistema funcione a su desempeño pico.   Un error que las compañías cometen es correr el sistema robótico de soldadura a toda velocidad en la primera parte del primer día, lo cual puede causar una infinidad de problemas. Por ejemplo, si hay aberturas en las partes o partes a largo del sistema de fijación que estén mal alineadas, las compañías corren el riesgo de colisionar el robot a una velocidad alta. Esto puede dañar la pistola y/o el brazo del robot: un error costoso que se puede evitar con facili-

dad desacelerando el proceso al principio y luego poco a poco aumentar la velocidad.   Es una práctica común iniciar al 25% de la velocidad para asegurar que no haya colisiones. Después de la terminación exitosa de tres o cuatro partes, las compañías pueden incrementar la velocidad al 50% y, de nuevo, asegurarse de que no haya pequeñas colisiones o inconsistencias en la parte terminada. Una vez que el sistema esté indisputablemente funcionando apropiadamente, las compañías pueden aumentar gradualmente la velocidad del robot y el número de partes que sueldan hasta que el sistema se encuentre funcionando al 100% de su capacidad.   Esta práctica sugerida es verdadera aun cuando se coloca una parte nueva con un nuevo sistema de fijación en un sistema robótica de soldadura con bastante uso. Siempre empieza lentamente y aumenta poco a poco hasta llegar al 100% de la velocidad para evitar colisiones y el costoso retrabajo.   Aunque todos los sistemas robóticos de soldadura tienen ya sea softwa-

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re para la detección de colisiones o un embrague externo que protege la pistola y el brazo del robot en el caso de una colisión, eventualmente algún componente en el sistema sufrirá del impacto si el sistema colisiona repetidamente. Adicionalmente, las compañías incurren en tiempo muerto o de inactividad para reprogramar el punto central de la herramienta cada vez que ocurre una colisión. Paso 5: Maximiza la inversión

  Las compañías necesitan recordar que parte de la inversión en la automatización de la soldadura incluye tener o contratar empleados que vigilen el proceso. Emplear a la gente correcta y  proporcionar la capacitación correcta para que puedan operar el sistema apropiadamente asegurará su éxito y  rentabilidad — Fig. 3.   Más allá de la capacitación en el aula, las compañías deberán explorar programas de entrenamiento en campo que muchos fabricantes de equipo de esta razón, las soldadura compañíasofrecen. puedenPor beneficiarse de

la compra de su sistema de automatización de soldadura a un fabricante que ofrezca soporte posterior a la venta y experticia en soldadura robótica. Estos fabricantes pueden ayudar a programar el robot para hacer frente a cualquier discrepancia de las partes específicas a soldar mediante el nuevo sistema, y pueden ayudar a resolver cualquier problema que pudiera surgir.   La soldadura robótica tiene su propio conjunto de sutilezas, y las compañías que no se especializan en soldadura robótica pudieran pasar por alto o ignorarlas para su propio perjuicio.   Tener los recursos correctos, tanto empleados que operen el sistema robótico y el fabricante del equipo que esté proporcionando soporte técnico y de capacitación, es crítico. Puede maximizar la inversión, ayudando a las empresas a asegurar el éxito de su sistema automatizado de soldadura desde el inicia hasta el fin. DAVID SCHAEFER ([email protected]) es especialista en productos de automatiza-  ción, Miller Electric Mfg. Co.

   x    e     d    n    i       d    a     /    g    r    o  .    s    w    a    e    t    i    s    i    v  ,    n     ó    i    c    a

   x    e     d    n    i       d    a     /    g    r    o  .    s    w    a    e    t    i    s    i    v  ,    n     ó    i    c    a

   m    r    o     f    n    i    s     á    m    a    r    a    P

   m    r    o     f    n    i    s     á    m    a    r    a    P

OCTUBRE OCTU BRE 201 2017 7 / WELDING JOURNAL

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Soldadura orbital de intercambiad inter cambiador ores es de calor de tubo Estos componentes presentan diseños  complejos que requieren sofisticadas  técnicas de unión 

POR JÜRGEN KRÜGER

os intercambiadores de calor son importantes componentes para plantas e industrias de procesamiento — Fig. 1. Ya sea en la farma-

L

tables son las paredes de una caldera calentada o un reactor nuclear, así como los sistemas regenerativos o recuperativos para el calentamiento de

tir de placas o diseñados como sistemas de tubos o tuberías. Como construcciones soldadas o atornilladas entre sí, los intercambiadores de calor de

céutica, preparación de alimentos y bebidas, química, petroquímica, tratamiento de agua, o producción de energía (en reactores nucleares o mediante la combustión de combustibles fósiles), los líquidos y/o gases deben ser calentados, evaporados, enfriados o condensados.   Dependiendo del área individual de operación, el diseño de un intercambiador de calor tiene que cumplir con numerosos requerimientos diferentes. Por ejemplo, en la industria farmacéutica, durante la producción de agua purificada o aun agua con propósitos de inyección, cualquier contaminación de

aire o la recuperación de calor del de gas de escape para conducirlo al agua alimentación.

placa usados con éxito durante máshan de sido un siglo, particularmente en las industrias químicas y en la de procesamiento de alimentos. Sin embargo, si se trata de presión más elevada, se prefieren los intercambiadores de calor de tubo. Los tipos más reconocidos son los intercambiadores de calor de haz de tubos con tubos en U y los intercambiadores de calor de haz de tubos con placas portamangas.

fluidos limpios debe evitarse. Restos diminutos de corrosión pueden echar a perder toda la remesa de un producto terminado. En la preparación de alimentos y bebidas, la presencia de microorganismos está estrictamente limitada. El crecimiento de moho puede ocurrir en fisuras o en áreas con superficies ásperas. Procesos químicos, como la producción de ácido úrico, a menudo se basan en agentes agresivos, en combinación con temperaturas elevadas y presión alta dentro del aparato. Por ello, las paredes y juntas de los intercambiadores de calor deben tolerar continuamente severos ataques y  fuerzas substanciales.   Una amplia variedad de intercambiadores de calor pueden encontrase en estaciones de energía. Las más no-

Diseños particulares par ticulares de intercambiadores de calor   Generalmente, los intercambiadores de calor pueden ensamblarse a par-

Fig. 1 — Un ejemplo de intercambiador de calor con un diseño complejo.

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Intercambiadores de calor de haz de tubos

positivo de sujeción permite el ajuste individual al diámetro particular del tubo. Cada cabeza abierta de soldadura orbital se ajusta a un cierto rango de

cripciones detalladas detalladas para cada paso individual durante el flujo de trabajo – incluyendo la instalación del equipo, la nomenclatura exacta de consumibles y partes de repuesto, preparación de la pieza de trabajo, y la realización de la soldadura. Los parámetros de soldadura se determinan por adelantado, y después de la aprobación, los distintos ciclos de soldadura se almacenan como programas en la memoria de la fuente de energía y se les hace referencia en la WPS. Generalmente, todos los parámetros programables de soldadura pueden modificarse mediante un control colgante, pero para asegurar que el operario no hace caso omiso de los límites especificados, el software puede prevenir el acceso a ciertos parámetros o establecer valores límite.   A diferencia de otros procesos la GTAW no libera ningún humo o chisporroteo. El principio y el fin de una costura de soldadura están libres de cráteres y otros defectos, y un ciclo de GTAW puede interrumpirse y conti-

  Los tubos dentro deseeste tipo de intercambiador de calor encuentran unidos entre sí por codos o dobleces de retorno y conectados por juntas soldadas. Generalmente, la soldadura de  junta a tope de conexiones de tubo a doblez de retorno, tubo a tubo, o tubo a codo es una tarea común en la prefabricación o en sitio. Sin embargo, ya que los tubos de tal intercambiador de calor están situados extremadamente cerca entre sí, la soldadura manual con frecuencia queda excluida debido al acceso restringido al área de trabajo. Así también, la mayoría de los métodos de examinación no destructivos no pue-

diferentes diámetros de tubo.un elec  La antorcha GTA sostiene trodo de tungsteno no consumible, el cual se centra en un lente de gas y se encuentra rodeado por una tobera de cerámica. Un arco eléctrico se inicia entre el electrodo y la pieza de trabajo; el calor liberado provoca la creación de un charco de metal fundido. Para proteger al electrodo caliente, el charco de soldadura, y la zona calentada de la pieza de trabajo del oxígeno del aire ambiental, un flujo laminar de chorros de gas de protección a través del lente de gas. La placa rotativa soporta la antorcha y varios deslizamientos de ajus-

nuarse necesario. Si sealimentar necesita materialdedeser aporte, se puede alambre adicionar al charco de soldadura fundida. Los tubos con un grosor de pared importante requieren que sus extremos se maquinen antes de la unión. Se prefiere una preparación en J para la GTAW mecanizada. La soldadura multipasos puede llevarse a cabo sin interrupción, ya que no hay necesidad de operaciones de pulido ni de limpieza entre las capas. Para mantener constante la distancia entre el electrodo y la pieza de trabajo, se puede montar un deslizable motorizado sobre la cabeza de soldadura orbital. Controla-

den aplicarse en estas soldaduras.   Para obtener resultados óptimos, la soldadura mecanizada podría ser una opción apropiada. Los accesorios se colocan manualmente y se fijan mediante soldadura manual por puntos. Una cabeza de soldadura orbital luego se sujeta al tubo, lo cual permite que la soldadura se lleve a cabo automáticamente. Las intervenciones del operario no son necesarias.   Una cabeza abierta de soldadura por arco de tungsteno y gas (GTAW) consiste de una carcasa en forma de U, un dispositivo de sujeción, y una placa rotativa con la antorcha fijada a ella. Con la placa rotativa en su “posición de inicio”, la ranura de la carcasa está abierta y puede deslizarse cobre el tubo para conectarse — Fig. 2. El dis-

te, permitiendo el posicionamiento exacto del electrodo de tungsteno por encima de la abertura de raíz de soldadura y el ajuste correcto de la distancia entre el electrodo y la pieza de trabajo. Durante la rotación de la placa, la antorcha se mueve sobre la circunferencia de un círculo alrededor de los tubos a soldar. La distancia entre el electrodo y la pieza de trabajo (y por ende la longitud de arco) se mantiene constante ya sea mediante un sensor mecánico o deslizador motorizado.   Para lograr cualidad de soldadura consistente, el operario debe seguir al pie de la letra las instrucciones de la Especificación de Procedimiento de Soldadura (Welding Procedure Specification, o WPS por sus siglas en inglés). En el WPS se proporcionan des-

da por el control de voltaje del arco (AVC), el dispositivo adapta la posición de la antorcha sucesivamente después de cada revolución alrededor de la pieza de trabajo a medida que el diámetro incrementa. Por ello, la soldadura multicapas puede llevarse a cabo de forma continua in un solo paso.   In la configuración recomendada de una cabeza orbital para la soldadura multicapas, un deslizable en cruz genera el movimiento del dispositivo  AVC y un movimiento reciprocante u oscilatorio de la antorcha perpendicular a la dirección de la soldadura. Esta característica se llama oscilación de antorcha (también conocida como tejido), y permite que el ancho de la costura de soldadura se adapte de acuerdo a las necesidades respectivas.

Fig. 2 — Para conexiones confiables entre tubos, codos, y dobleces de retorno en un  intercambiador de calor de haz de tubos, se aplica a plica la GTAW GTAW orbital.

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Intercambiadores de calor de haz de tubos con placas portamangas   Este tipo de intercambiador de calor usualmente se diseña como un cilindro con una o dos placas portamangas fijas dentro de él. Se instalan numerosos tubos con sus extremos insertados en los orificios correspondientes de estas placas portamangas. Las juntas entre los tubos y la placa portamangas se sueldan por el lado frontal; la hermeticidad absoluta durante largos períodos de tiempo de servicio es importante. Para mayor seguridad, no es poco común aplicar dos métodos independientes de unión: la operación de soldadura es precedida o seguida por expansión hidráulica o rodillo.   Las cabezas de soldadura orbital para la soldadura de tubo a portamangas se equipan con un mandril de centrado introducido en el tubo que será unido. El tubo puede ser sostenido en posición manualmente por el operario o forma automática un sistema dede sujeción neumática. por El sistema auto sostenido permite que un operario manejar un par de cabezas de soldadura al mismo tiempo. En caso donde varias miles de juntas deban realizarse en un solo intercambiador de calor, esta característica puede ser una solución rentable para obtener reproducibilidad, tiempo y dinero.   Un acumulador dentro de la cabeza de soldadura orbital tubo a portamangas es usado para llevar corriente de soldadura, gas de protecció protección n y líquido para enfriamiento a la antorcha. La rotación interminable, sin mayor necesi-

Fig. 3 — Una cabeza de soldadura  orbital cerrada con una cámara de  gas particular en posición para  conectar tubos al ras a la placa de tubo. La termocoloración de  materiales aleados con titanio puede evitarse efectivamente.

particularmente peligran en la atmósfera (v.g., (v.g., titanio o circonio); en algunos casos, la cara frontal del portamangas es protegido por un recubrimiento similar. Durante todo el ciclo de soldadura, cabezas específicas de soldadura orbital “cerrada” con una cámara particular de gas proporcionan el 100% de protección contra la termocoloración — Fig. 3. Estas cabezas están

Fig. 4 — Intercambiadores de calor  asépticos requieren mayor cualidad  de superficie.

exclusivamente diseñadas para la soldadura autógena y son operadas sin equipo de alimentación de alambre.   Estas soldaduras de sello de aparato de baja presión comúnmente se llevan a cabo sin la adición de alambre de soldadura. Para intercambiadores asépticos de calor, las características de la superficie lisa puede refinarse aún más mediante electropulido — Fig. 4.

dad de embobinar el cable antes de cada ciclo de soldadura, contribuye a la eficiencia máxima. Un sistema de alimentación de alambre para minibobinas de 4 pulgadas puede también montarse en la cabeza de soldadura. Con los alimentadores alimentador es de alambre externos con rollos de 15 Kg prometen periodos extendidos de servicio ininterrumpidos.

Portamangas con tubos de descarga   La unión de tubos que se ajustan al ras con la cara frontal del portamangas puede llevarse a cabo mediante soldadura orbital. Tubos de pared delgada para aplicaciones de intercambiadores (grosor de pared menor a 1mm) a menudo son hechos de materiales que

Fig. 5 — Extremo intacto de tubo saliente conectado al portamangas mediante un  paso ajustado y soldadura por resistencia con la adición de metal de aporte.

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Fig. 6 — A, B, y C – Preparaciones de soldadura del portamangas para tubos salientes.

  Perfiles de soldadura más grandes se pueden obtener fusionando una proyección de tubo de 1-1.5 mm o preparaciones del portamangas de soldadura específicamente maquinadas.

Portamangas con tubos salientes o integrados   En casos de alta presión de trabajo y  temperaturas elevadas de procesamiento, las conexiones tubo a portamangas deben cumplir con estrictos requerimientos. Su hermeticidad absoluta debe permanecer intacta durante toda la vida de servicio del dispositivo, a pesar de las cargas mecánicas severas debido a la expansión térmica suprimida y los cambios periódicos de las condiciones de operación — Fig. 5. Si se hace necesaria la resistencia mecánica mejorada de la conexión tubo a portamangas, se emplean tubos salientes o integrados — Fig. 6A-C.   Para excluir el incipiente derretimiento de los extremos de los tubos salientes por el proceso de unión, éstos se deben extender al menos 3-4 mm más allá del portamangas, típicamente 5.5 mm. La soldadura en filete se compone de un paso ajustado sin alambre; aquí, una penetración completa de junta de la pared del tubo no es permitida. Para sostener el esfuerzo mecánico que ocurre, se lleva a cabo la siguiente soldadura por resistencia con alambre de soldadura. Mediante una cabeza de GTAW de tubo a portamangas con un  AVC y alimentador de alambre, alambre, ambos pasos pueden realizar dentro del curso de un solo ciclo de soldadura. Interrupciones para reajuste, limpieza u otras intervenciones manuales no son necesarias. El efecto de templado de la entrada continua de calor da soporte a la formación de una estructura de grano fino en la soldadura.   Si las proyecciones de los tubos más

allá de la superficie del portamangas interfieren con la función del intercambiador de calor, se pueden instalar tubos integrados. En contraste con el enfoque previamente descrito, donde los extremos de los tubos salientes permanecen sin afección debido a la  junta, las extremidades de los tubos integrados se vuelven una parte integral de la soldadura. Debido a un paso ajustado sin alambre y en seguida un paso por resistencia con metal de aporte, se obtiene una transición perfecta entre el tubo y el portamangas. Los tubos integrados califican muy  bien para la GTAW orbital tubo a portamangas. Durante el periodo de tiempo más corto posible, una gran cantidad de juntas idénticas se pueden producir de una manera económica. Para incrementar la productividad, se pueden usar varias cabezas de soldadura al mismo tiempo — Fig. 7.

Soldadura con cero abertura de raíz tubo a portamangas   Las juntas soldadas en la cara frontal del portamangas regularmente conllevan una abertura de raíz anular entre el tubo y orificio en el lado opuesto. Siempre que la corrosión dentro de esta abertura de raíz se vuelve una preocupación, la penetración completa de  junta de la soldadura tiene que lograrse en el lado de atrás del portamangas. Debido a la poca separación de los tubos, es imposible llevar a cabo operaciones de soldadura de ese lado, de ahí que la soldadura tubo a portamangas con abertura de raíz cero sea sinónimo de soldadura en orificio.   Para la soldadura tubo a portamangas con abertura de raíz cero, se monta una lanza de soldar sobre la cabeza or-

Fig. 7 — Barias cabezas de GTAW orbital en acción. Un gran número de tubos inte-  grados tienen que unirse al portamangas.

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bital — Fig. 8. La lanza se introduce en el orificio del portamangas. El electrodo de tungsteno o, si el diámetro del tubo es más grande, la antorcha, debe colocarse con precisión sobre la junta a soldarse. El curso del ciclo de soldadura debe ser completamente controlado por el equipo de soldadura ya que la falta de visibilidad excluye toda intervención por parte del operario.   Las juntas de pequeños tubos tienen que soldarse sin alambre de soldadura, representando una tarea bastante delicada debido a la distribución disímil de calor sobre un portamangas comparativamente grueso y la delgada pared del tubo. La preparación adecuada de la junta mediante la realización de ranuras correspondientes en el lado trasero del portamangas puede ayudar a mejorar los resultados. En cada caso, piezas maquinadas y colocadas con precisión con tolerancias extremadamente reducidas son claves esenciales para el éxito.   Los diámetros de tubos más grandes permiten el uso de una lanza de soldadura un dispositivo de alimentacióncon de alambre. La adición de metal de aporte limita el riesgo de sobrecalentamiento de la pared del tubo. La formación de una estructura de grano áspero puede evitarse mediante la soldadura continua de todas las capas sin interrupción.

Fig. 8 — Sección longitudinal de un portamangas y tubo. La cabeza de GTAW GTAW orbital  se coloca en el lado frontal. La lanza de soldadura se introduce en el orificio del  portamangas y parcialmente en el tubo correspondiente.

también hay casos donde se deben conectar tubos integrados.

Conclusión

  Una tarea desafiante en el campo de la soldadura mecanizada es realizar

  Los inercambiadores de calor tienen que lidiar con distintos requerimientos de campos de aplicación. Por ello, pueden diferir considerablemente en medida, material, diseño y tipo. La disponibilidad es por lo regular una preocupación, ya que son una parte importante de una planta o unidad de procesamiento, y en caso de una falta, toda la producción tiene que interrumpirse, resultando en pérdidas financieras sig-

soldaduras de tubo a portamangas en la cabecera cerrada de un intercambiador de calor enfriado por aire. Por ejemplo, tales dispositivos se usan para enfriar gas natural, el cual viene de un pozo antes de que se pase a una unidad compresora.   La pared trasera de la cabecera sirve como un portamangas, donde los extremos del tubo se insertan en los orificios designados. La cabeza de soldadura orbital tubo a portamangas está equipada con un adaptador, el cual se pasa a través de un hoyo correspondiente en la pared frontal de la cabecera. Con el mandril de centrado introducido en el tubo, la soldadura puede llevarse a cabo. Usualmente, los tubos en este tipo de intercambiador de calor están al ras del portamangas, pero

nificativas. Para garantizar la calidad esperada, la construcción de los intercambiadores de calor deberá ser realizada exclusivamente por experimentados fabricantes aprobados.   Un estándar de excelencia de las  juntas soldadas entre tubos, codos, dobleces de retorno y portamangas contribuye considerablemente a la confiabilidad y duración de la vida de servicio de cada intercambiador de calor. La GTAW orbital mecanizada permite la calidad consistente de junta al nivel deseado. De hecho, el proceso a menudo se recomienda o se estipula in las especificaciones. En comparación con la soldadura manual, la realización de una junta no depende de las habilidades individuales del soldador, y un número ilimitado de ciclos de soldadura

Soldadura de cabecera de placa doble tubo a portamangas

pueden repetirse de exactamente la misma manera. En consecuencia, el tardado y costoso trabajo de reparación puede reducirse a un mínimo o incluso puede ser eliminado.   Las cabezas de soldadura orbital para soldadura tubo a portamangas se desarrollan con respecto a los requerimientos de objetivos particulares que tienen que lograrse: al operario se le evita la cansada tarea de enrollar el cable antes de cada ciclo de soldadura mediante un acumulador integrado; las soldaduras se pueden llevar a cabo con o sin la adición de metal de aporte: un dispositivo AVC permite la soldadura multicapas sin lograr interrupción para en ajustes; se puede el aumento la productividad si varias cabezas de soldadura con un sistema de sujeción auto sostenido se usan el mismo tiempo; y los materiales sensibles al oxígeno pueden protegerse de manera confiable contra la termocoloración, solo por nombrar unas cuantas de las características más importantes.   Cuando los intercambiadores de calor tienen que fabricarse, la GTAW orbital es un proceso de unión confiable y da soporte en el ensamblado rápido, eficiente y económico durante la prefabricación y en sitio.  WJ  JÜRGEN KRÜGER colabora con  Polysoude S.A.S. (polysoude.com), Francia.

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Seleccionando los mejores cepillos de alambre para limpieza de soldadura Cómo hacer que las tareas de limpieza de soldadura seanrutinarias fáciles y eficientes

POR IMRE KARETKA

L

os soldadores experimentados aprecian la naturaleza utilitaria de un cepillo de alambre de calidad para usarlo en sus operaciones de soldadura cotidianas. Cuando se trata de limpieza de soldadura, los cepillos se usan en todo tipo de aleaciones y materiales. Para no contaminar o dañar la soldadura, es importante que se emplee el tipo y filamento. Por apropiado esta razón,de loscepillo fabricantes de cepillos ofrecen cepillos con varios tipos de filamentos incluyendo acero al carbón, acero inoxidable, aluminio, latón, bronce, cobre, níquel y bronce fosforoso.   Los filamentos para cepillo más comunes que se usan en la limpieza de soldadura son alambre de acero al carbón y alambre de acero inoxidable. Estos son los materiales más comúnmente soldados. Ejemplos de aplicaciones de soldadura en acero incluyen vigas estructurales usadas en la construcción de rascacielos, construcción de oleoductos y la manufactura de maquinaria.

Tipos de cepillos Cepillos de alambre trenzado

Fig. 1 — Una rueda de nudo de alambre trenzado preparando una soldadura de tubo.

  Ejemplos comunes de aplicaciones de soldadura de acero inoxidable incluyen cualquier y todo equipo usado para manejar artículos farmacéuticos y alimenticios, tales como tanques y líneas transportadoras. El versátil cepillo con nudos de alambre trenzado, por ejemplo, pueden encontrarse montados en

dad adecuada de fuerza inquebrantable para retirar óxido y otros contaminantes de superficies antes de las operaciones de soldadura. Adicionalmente, puede facilitar la remoción de escoria y decoloración después de la operación de soldadura.

bre trenzado es 0.020 pulgadas. Este diámetro de nudo se logra al torcer uniformemente múltiples hebras de alambre entre sí en todo lo largo del nudo. Aunque el cepillo más ampliamente usado para la preparación de soldadura es un cepillo de alambre

un angular en casi los si-a tiospulidor de trabajo y talleres detodos soldadura lo largo y ancho del país — Fig. 1. La rigidez de los nudos de alambre torcido en este cepillo proporciona la canti-

  Los cepillos alambre trenzado caracterizan pordetener diámetros de se nudo de de entre entre 3⁄󰀱󰀶 y 󰀵⁄󰀱󰀶 pulga pulgadas. das. La medida más común de alambre usada en la construcción de cepillos de alam-

trenzado un diámetro externo (OD) de 4con pulgadas, también son populares los cepillos de alambre trenzado con OD de 4.5, 4.5, 6 y 6 ⅞ pulga pulgadas. das. La medida de la herramienta eléctrica dis-

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ponible, en la mayoría de los casos un pulidor angular eléctrico, es lo que dicta la medida del cepillo usado para la aplicación de limpieza de soldadura. Es vital mantener las guardas en la máquina cuando se usan cepillos de alambre para la preparación de soldadura. Aunque las hebras de alambre eventualmente se quebrarán debido a la fatiga,ylas descamaciones retiradas, el óxido otra basura generada en el proceso de limpieza puede causar lesiones al operario o al personal en los alrededores. Por esta razón, la guarda de la herramienta eléctrica así como también el equipo de protección personal como la protección ocular, deben estar en su lugar para asegurar un ambiente seguro de trabajo.

Cepillos de copa Fig. 2 — Cepillo de pincel SINGLETWIST® limpiando una junta de soldadura de difícil acceso.

  Así como hay muchos tipos diferentes de piezas de trabajo y aleaciones que requieren soldadura, existe una amplia variedad de medidas, tipos y  estilos de cepillos que se usan para preparar soldaduras. Esto se basa la mayoría de las veces en preferencia y  disponibilidad de la herramienta. Dependiendo de la cantidad y severidad de los contaminantes, los cepillos de copa pueden usarse también para limpiar un área antes de la soldadura. El beneficio de los cepillos de copa es que tienen una superficie de contacto más grande en comparación con los cepillos de rueda, y por ende, tienen una tendencia a ser más eficientes al limpiar grandes superficies planas.   Los cepillos de copa más populares son los de diámetro externo de 2 ¾ pulgadas. Esta medida de cepillo se encuentra ampliamente disponible tanto en estilo de nudos como rizados. Debido a que estos cepillos son usados comúnmente en pulidores angulares, típicamente vienen equipados con una tuerca roscada unificada de ⅝-11 para facilidad de montaje. El tipo y medida de la rosca no influye en el desempeño del cepillo. cepillo. Otras medidas como como ⅜ — 24 UNC y medidas métricas de roscado también se ofrecen comúnmente.   Debido al estilo de nudo usado en la construcción de cepillos de copa, los cepillos copa no tande agresivos como losdecepillos deson rueda alambre trenzado. Si se requiere un cepillo de copa muy agresivo para retirar contaminantes pesados, la recomendación

es usar cepillos de copa encapsulados.

alambre más pequeños. Los cepillos

  Los cepillos son herramientas queencapsulados presentan relleno de uretano entre las hebras de alambre, reduciendo la flexibilidad de los nudos/hebras de alambre. Los capillos encapsulados se encuentran también disponibles en configuración de cepillo de rueda. Además del beneficio agregado de una acción limpiadora más agresiva, los cepillos encapsulados también tienden a no liberar alambre. Por esta razón, son herramientas atractivas desde la perspectiva de seguridad y salud.

con nudodede0.006 pincelpulgadas con unason medida de alambre populares tanto en aplicaciones de limpieza de soldadura de acero inoxidable como de acero al carbón, mientras los cepillos de alambre trenzado y los cepillos de copa tiende a tener un diámetro de alambre mínimo de 0.014 pulgadas.

Seleccionando el tipo apropiado de alambre

  Para la limpieza de soldadura donde los cepillos de copa o de rueda no son adecuados debido a la medida o forma de la pieza de trabajo, los cepillos de pincel son una buena alternativa. La mayoría de los cepillos de pincel presentan un vástago redondo de ¼ de pulgada y pueden montarse en esmeriladores rectos, taladros y collets o boquillas. Aplicaciones ideales incluyen alcanzar dentro de rincones y otros lugares de acceso difícil — Fig. 2.   El mismo tipo de alambre y estilo de nudo se ofrece en el formato de ce-

  Aunque el estilo de un cepillo es una consideración importante, quizá los criterios más importantes para la selección es usar el tipo apropiado de alambre para la aplicación específica. La soldadura de láminas o tubos de acero inoxidable requiere el uso de cepillos de alambre de acero inoxidable para preparar el área soldadura y limpiar la soldadura terminada. Aunque el filamento más común en cepillos de alambre de acero inoxidable es grado 302, hay además otros grados solicitados de acero inoxidable como el 316 y  el 316L. Las aplicaciones donde se solicita alambre de acero inoxidable grado 316 llega a sitios de trabajo donde se sueldan partes para aplicaciones far-

pillo pincel así como de cepillo de copa de y de alambre trenzado. Sin embargo, una de las ventajas de los cepillos de pincel sobre otros estilos de cepillo es que se ofrecen en diámetros de

macéuticas o nucleares.   La solicitud del 316L es considerablemente menor, pero algunas aplicaciones en el campo médico requieren alambre de acero inoxidable grado

Cepillos de pincel

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316L. Un malentendido común es que los cepillos de acero inoxidable presentan todos los componentes de acero inoxidable. Este no es el caso en la mayoría de las situaciones. Para los cepillos de alambre de acero inoxidable, típicamente solamente el alambre mismo es acero inoxidable, mientras que las placas de la cara y la rosca retén están hechas de acerodeallos carbón — Fig. 3. La contaminación componentes no alámbricos de un cepillo pueden y  causan problemas de calidad si el operario no es ni cuidadoso ni consciente de este hecho. Una forma de asegurarse de que se use el tipo apropiado de alambre en el cepillo para una pieza es la conciencia del hecho de que algunos fabricantes de cepillos marcan con códigos de color la placa de la cara o copa de los cepillos. Algunos fabricantes de cepillos distinguen un cepillo de alambre de acero inoxidable de un cepillo de alambre de acero al carbón poniendo una placa de cara o copa negra. De

antiestética en la pieza de trabajo. Si la

cepillos está allí para indicar la veloci-

esta manera un operario sabe que un cepillo que presenta una placa de cara negra no debe usarse en partes de acero al carbón. La pieza de trabajo de acero al carbón no se va a contaminar al ser cepillada con alambre de acero inoxidable, pero los alambres recogerán material del acero al carbón durante el uso. Si ese cepillo es usado después en una parte de acero inoxidable, puede ocurrir la contaminación cruzada, y la cualidad e integridad de la soldadura de la pieza de trabajo de acero inoxidable se verán comprometidas. Este tipo de contaminación cruzada es la causa más común de soldaduras comprometidas.   Hay algunos fabricantes de cepillos, tales como PFERD Inc., que ofrecen cepillos de 100% acero inoxidable. Estas herramientas no tienen componentes de acero al carbón, y son procesados y  desengrasados cuidadosamente para asegurar que no puede ocurrir contaminación alguna. Durante el proceso de manufactura del cepillo, se usan lubricantes para construir y recortar los cepillos. Estos lubricantes pueden quedar atrapados entre las hebras de alambre. Durante el uso del cepillo, las fuerzas centrífugas expulsan los lubricantes restantes hacia la pieza de trabajo. A medida que estos contaminantes golpean la superficie de trabajo, las hebras de alambre del cepillo tienden a rayarla y se desarrolla una marca gris

limpieza de la soldadura es seguida de un proceso de pintura, la adhesión de la pintura no será confiable a menos que estas marcas grises sean retiradas. Los cepillos desengrasados están disponibles en estilos y medidas limitadas y, en algunos casos, son construidos específicamente a solicitud del usuario final.   Para extender la vida del cepillo y  mejorar la productividad, es importante usar cepillos de la manera correcta. El único punto con filo en un cepillo de alambre está en las puntas del alambre. Por ende, es también importante asegurarse de que sean principalmente las puntas de alambre las que entren en contacto con la pieza de trabajo.  Aplicar presión excesiva sobre un cepillo no lo hará funcionar ni mejor ni más rápido, en lugar de ello hace que se quiebre más rápidamente y que suelte alambre. Si un cepillo no desempeña la limpieza de la soldadura como se esperaba (no lo suficientemente agresivo), considera cambiar a un cepillo de alambre con diámetro diferente (incrementando el diámetro del alambre).   La velocidad a la que el cepillo se usa es también importante. Aunque la mayoría de los cepillos tienen la cantidad de revoluciones por minuto (RPM) impresas en ellos, eso no significa que sea la RPM recomendada. El valor impreso de RPM que se encuentra en los

dad máxima segura (MSFS) y no la RPM recomendada de operación. Independiente del estilo y tipo del cepillo usado, la RPM recomendada es siempre más lenta que lo que está impreso en el cepillo. En muchos casos, la RPM recomendada es la mitad de la MSFS o menos. Correr el cepillo más lentamente no solamente incrementará la vida del cepillo, sino que además incrementará el control y comodidad del operador, y reduce la vibración durante la operación.

Fig. 3 — Un cepillo limpiando una soldadura en material de acero inoxidable.

Conclusión   Los cepillos de alambre son una solución efectiva y versátil para una variedad de aplicaciones y materiales desde el desbastado fino en acero inoxidable hasta la remoción de descamaciones pesadas en acero al carbón. Para cualquier soldador, un cepillo eléctrico de alambre es algo que se debe tener para hacer que las tareas de limpieza y preparación de soldadura de rutina sean eficientes y sencillas. WJ

IMRE KARETKA  KARETKA (sales@pferdusa. ([email protected]) com) es gerente de productos de cepillos en PFERD Inc. Cleveland, Ohio.

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 Maquinaría, excluyendo las eléc tricas  Maquinarías eléctricas, electrodos  Equipo de transporte — aéreo, aeroespacial  Equipo de transporte — automotor  Equipo de transporte — barcos, botes  Equipo de transporte — f errocarril  Agua, electricidad, alcantarillado  Distribuidor de productos de soldadura  Servicios de reparación  Educación—colegios, institutos, universidades  Servicios de ingeniería y ar quitectura  Laboratorios  Gobierno  Otro

Su cargo (marque sólo uno) 01    Presidente, dueño, socio, o󿬁cial 02    Gerente, director 03    Ventas 04    Compras

05 20 21 06 10 12 13 22 07 08 14 09 11 15 17 16 18 19

   Ingeniero — soldadura    Ingeniero — diseño    Ingeniero — fabricación    Ingeniero — otro    Arquitecto diseñador    Metalúrgico    Investigación y desarollo    Control de c alidad    Inspector    Supervisor   

cnico

   Soldador, cor

ador, u operador

 Consultor    Prof esor    Bibliotequista    Estudiante    Apoyo al cliente   O

ro

Sus intereses técnicos (marque todos los necesarios)

P  ck et H andbook Selec  tions:  PHB-1 (Arc Welding   Steel)  PHB-2 ( Visual Inspec   tion)  PHB-4 (GMAW / FCAW)

B) Opcional: copias impresas del

Tipo de industria en que trabaja (marque sólo uno) A  Construcción B  Químicos y productos relacionados C  Industria del petróleo y c arbón D  Industrias de metales primarios E  Fabricación de productos de metal

Check #:_______________________________ Account #____________________________________

A B C D E F G H I J   L M N O P Q R S T U V W X Y Z 1

 Metales  Aluminio

osos

 Metales no f errosos menos el aluminio  Materials avanzados / intermetálicos C

rámica

 Procesos con rayos de alta intensidad S

ldadura por arco ciado y soldadura  S ldadura por resistencia  R ciado térmico r tado  NDT - Inspección no destruc tiva  S guridad y salud  D blados y manipulación  Formación de rollos  Estampado y enchapado  A roespacial  Automotor  Maquinaria R



Marino uberías  nques de presión  Planchas de metal  Estructuras  O ro  Automatización  R bots 

Source Code: W JESP

Date:_________________________________ Amount:_____________________________________

1 2

R C

bots mputarización de soldaduras

REV. 12/16

 

ÍNDICE DE ANUNCIANTES ABB Group abb.com/robotics

43 01 800 5222 365

Kobelco Welding of America, Inc. kobelcowelding.com

25 (281) 240-5600 20 (419) 727-5599

Abicor Binzel binzel.com.mx

Portada trasera interior +52 (449) 973-0133

KUKA Robotics kuka.com

Arcos Industries, LLC arcos.us

Portada frontal interior (570) 339-5200

Lincoln Electric lincolnelectric.com.mx

48 (305) 443-9353, ext. 480

Mercer Industries mercerindustries.com

19 (787) 460-0466

AWS Member Services aws.org/membership/

11 52 55 5063 0030

Bradford Derustit derustit.com

17 (714) 695-0899

Messer Cutting Systems messer-cs.com/mx/us/

22 (262) 255-5520

Camfil Air Pollution Control camfilapc.com

7 (870) 933-8048

Okila okila.com.mx

33 (55)5747-6600

23 52-81-10970923

OTC Daihen, Inc. daihen-usa.com

15 (81) 1933 4010

14 (800) 848-2719

Postle Industries postle.com

13 (216) 265-9000

Select Arc select-arc.com

Portada trasera (937) 295-5215

Stäubli staubli.com

24 (864) 433-1980

CM Industries, S. de R.L. de C.V. cmindustries.com Cor-Met cor-met.com Dalus, S.A .de C.V. dalus.com Dengensha America dengensha.com Electrodos INFRA, S.A. de C.V. electrodosinfra.com.mx FABTECH Trade Shows fabtechexpo.com Fischer Mexico fischer-technology.com F flleexxoovviittabrasives.com Fronius Mexico fronius.com

22 01 (81) 8386-1717 37 (477) 717-8827 17 01 800 712 25 25 47 (800) 443-9353, ext. 297 21 +52 (442) 260-9295 (81) 83-27-98-10/11/12/3 17 3 10 +52 (81) 8882-8200

Instituto de Soldadura Y Tecnologías de Unión (ISTUC) 18 istuc.com (52)-442-2201486 y 2201699

Thermacut Advanced Consumables thermacut.com.mx

14 +52-449-158-1765

Trumpf, Inc. us.trumpf.com

5 Visite sitio Web

Universal Robots universal-robots.com

50 (844) 462-6268

U weelldd.cPoro unniiw mducts, Inc.

(800) 323-212 11 1

USA Borescopes usaborescopes.com

24 (912) 480-4960

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50 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / OCTUBRE 2017  

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