informe de soldadura smaw de acero inoxidable.docx

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1.- TEMA: SOLDADURA DE ACERO INOXIDABLE INOXIDABLE POR PROCESO SMAW

“

”

2.- OBJETIVOS: 2.1. Objetivos Generales. 

Realizar un cordón cordón de soldadura mediante el proceso SMAW en placas de acero inoxidable.

2.2. Objetivos Específicos. 

Determinar el tipo de electrodo que se va a utilizar de acuerdo al tipo de acero inoxidable.



Identificar los parámetros necesarios para realizar un proceso de soldadura SMAW como elvoltaje, amperaje.



Determinar la separación mínima de la junta a soldar de acuerdo al espesor de la  placa.



Realizar el diagrama de Schaeffier para cada una de la junta soldada.

3.- DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERILES: 3.1 Equipos:



Soldadora SMAW



Pie de rey o Calibrador 0 1 de 29

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

Placa de acero inoxidable 310de 1 mm de espesor



Placa de acero inoxidable 304 de 2 mm de espesor



Placa de acero inoxidable 304 de 3 mm de espesor



Placa de acero inoxidable 304 de 4 mm de espesor

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

Placa de acero inoxidable 304 de 5 mm de espesor



Cepillo de alambre

4.-MARCO TEÓRICO: 4.1. Soldadora eléctrica 1

Fig. 1http://www.maquinas.prevencionlaboral.com/contenido/quees74.asp El sistema de soldadura eléctrica con electrodo recubierto se caracteriza, por la creación y mantenimiento de un arco eléctrico entre una varilla metálica llamada electrodo, y la pieza a soldar. El electrodo recubierto está constituido por una varilla metálica a la que se le da el nombre de alma o núcleo, generalmente de forma cilíndrica, recubierta de un revestimiento

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de sustancias no metálicas, cuya composición química puede ser muy variada, según las características que se requieran en el uso. El revestimiento puede ser básico, rutílico y celulósico. Para realizar una soldadura por arco eléctrico se induce una diferencia de  potencial entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire entre ellos y  pasa a ser conductor, de modo que se cierra el circuito. El calor del arco funde  parcialmente el material de base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el cordón de soldadura. 1 La soldadura por arco eléctrico es utilizada comúnmente debido a la facilidad de transporte y a la economía de dicho proceso. 1 Fue el primer método aplicado con grandes resultados, no solo de orden técnico, sino también de orden económico, ya que este proceso permitió el desarrollo de procesos de fabricación mucho más eficaces, y que hasta hoy en día solamente han sido superados por modernas aplicaciones, pero que siguen basándose en el concepto básico de la soldadura al arco con electrodo auto protegido.

Fig. 2 (Universidad de Tarapacá, Departamento de Mecánica, Facultad de Ingeniería, Arica  –  Chile, [email protected])

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4.2. El Cordón de Soldadura

Fig. 3 http://www.slideshare.net/danie87leal/cordonsoldadura) a).

Zona de soldadura : Es la zona central, que está formada fundamentalmente por el

metal de aportación.  b). Zona de penetración . Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los electrodos. La mayor o menor profundidad de esta zona define la penetración de la soldadura. Una soldadura de poca penetración es una soldadura generalmente defectuosa. c). Zona de transición . Es la más próxima a la zona de penetración. Esta zona, aunque no ha sufrido la fusión, sí ha soportado altas temperaturas, que la han  proporcionado un tratamiento térmico con posibles consecuencias desfavorables,  provocando tensiones internas.2 Las dimensiones fundamentales que sirven para determinar un cordón de soldadura son la garganta y la longitud. La

garganta es la altura del máximo triángulo isósceles cuyos lados iguales están

contenidos en las caras de las dos piezas a unir y es inscribible en la sección transversal de la soldadura.2

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4.3. Soldaduras a Tope 

Deben ser continuas en toda la longitud y de penetración completa.



Debe sanearse la raíz antes de depositar el primer cordón de la cara posterior o el cordón de cierre.



Cuando no sea posible el acceso por la cara posterior debe conseguirse penetración completa.



Cuando se unan piezas de distinta sección debe adelgazarse la mayor con  pendientes inferiores al 25%.3

Fig. 4 (http://es.wikipedia.org/wiki/tiposdejuntas)

4.4 Clasificación De Los Aceros Inoxidables Los aceros inoxidables se dividen de acuerdo con su Microestructura en cinco grupos: 1. Ferríticos 2. Martensiticos 3. Austeniticos 4. Dúplex 5. Endurecidos por precipitación 2. Aceros inoxidables al cromo. Serie 400 ferríticos y martensiticos.4

Esta familia de Aceros Inoxidables debe su existencia a la adición solo de Cr y son llamados Aceros Inoxidables al Cromo o serie 400. Por tener menos elementos de aleación que los Austeníticos su costo es de aproximadamente el 70% del costo de un acero Austenítico. Metalúrgicamente el Cr es un formador de Ferrita (Ferrita es la estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo del Hierro / Acero al C, a temperatura ambiente) y composiciones con 11 a 14 % Cr pueden ser tratadas térmicamente (por ejemplo tip os 410, 0 6 de 29

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420, 440). Calentando estas aleaciones aproximadamente a 980ºC se Austenizarán y luego, debido a la alta templabilidad que le confieren los elementos de aleación, con enfriamiento aún muy lentos tales como enfriamiento al aire se transformaran en Martensita. Dentro de la familia de los aceros Inoxidables con solo Cromo (serie 400) podemos encontrar dos grupos, los aceros Ferríticos y los Martensít icos.4

4.5 Proceso De Soldadura Gmaw En el proceso GMAW se genera un arco eléctrico entre un electrodo continuo de metal de aporte y la pileta soldada. Este proceso es usado con la protección de un gas externamente suministrado, y sin la aplicación de presión. La aplicación primaria de este proceso fue en la soldadura de aluminio, por lo que sé denominada MIG (Metal inerte gas). Avances posteriores aplicaron este proceso a la soldadura de aceros con menores densidades de corriente y el uso de gases y mezclas de gases reactivos (CO2). Una variación de este proceso es el uso de un electrodo tubular dentro del cual hay un núcleo constituido por polvos metálicos (Metal -Cored). El GMAW es un proceso semiautomático, no obstante con una máquina apropiada puede automatizarse. Con este proceso pueden soldarse todos los metales de importancia comercial.5

4.5.1Ventajas Y Limitaciones: Los beneficios más importantes de este proceso son: 1. Es el único proceso de electrodo consumible que puede servir para soldar todos los metales y aleaciones comerciales 2. Por ser el electrodo un alambre continuamente suministrado no existe limitación de tamaño. 3. Permite soldar en todas posiciones. 4. Se logran tasas de deposición superiores al proceso con electrodo revestido. 5. Las velocidades de soldadura son más altas. 6. Cuando se utiliza transferencia spra y, se logra mayor penetración que con la

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Soldadura manual, lo que permite el uso de soldaduras de filete más pequeñas para obtener una resistencia mecánica equivalente. 5

Fig. 5 (Universidad de Tarapacá, Departamento de Mecánica, Facultad de Ingeniería, Arica  –  Chile, [email protected])

5.-PROCEDIMIENTOS A SEGUIR EN LA PRÁCTICA: 1. Se procedió a la preparación de las probetas, para lo cual se cortó las placas hasta que se acomoden a las medidas adecuadas para realizar cordón de soldadura.

2. El corte de las placas se realizó con una cizalla manual.

3. Con todas las placas cortadas, verificamos que las juntas tengan una correcta alineación entre ellas, para luego no tener problemas al momento de soldar. 0 8 de 29

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4. El proceso de soldar se realizó con una soldadora SMAW , para ello se determinó el amperaje y el tipo de electrodo a soldar para cada tipo de junta de acero inoxidable.

5. Se colocó el equipo de protección personal (Casco, Guantes, Muleta). 6. Colocamos la junta a soldar en la cámara de suelda y encendemos la soldadora. 7. Procedemos a realizar el cordón de soldadura.

8. Ya terminado el cordón, retiramos la junta de la cámara tomando las debidas  precauciones ya que se encuentra a altas temperaturas.

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9. Con un cepillo u una lija retiramos la escoria y salpicaduras que se encuentran en la  junta.

6.- CÁLCULOS Y RESULTADOS 6.1.- Cálculos: Selección del Electrodo: Metal base 1: Acero AISI 304

Catálogo de BOHLER

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Material de aporte 1:

Catálogo de AGA

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Composición química [%].[]           []     []    []         []       []  

Material de aporte 2: ElectrodoAWS E 316L  –  16

Catálogo de AGA

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Material de aporte 3: Electrodo AWS E 309L  –  16

Catálogo de AGA

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Composición química [%].[]           []       []    []         []       []   

Material de aporte 4: Electrodo AWS E 310  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []     []    []         []       []   

Material de aporte 5: Electrodo AWS E 312  –  16

Catálogo de AGA

0 12 de 29

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Composición química [%].[]           []     []    []         []       []   

SELECCIÓN DEL ELECTRODO PARA ACEROS INOXIDABLES AISI 304

El electrodo que se aconseja es el AWS308L-16 ya que no se encuentra en los rangos  permisibles del 5% al 8% de ferrita como se puede observar en el diagrama de Schaeffler.

Metal base 2: Acero AISI 310

http://translate.google.com.ec/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.teknikgroup.com/4.htm

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Composición química [%].[]           []     []    []         []       []   

Material de aporte 1: ElectrodoAWS E 308L  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []     []    []         []       []  

Material de aporte 2: ElectrodoAWS E 316L  –  16

Catálogo de AGA

0 14 de 29

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Composición química [%].[]           []     []    []         []       []   

Material de aporte 3: Electrodo AWS E 309L  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []       []    []         []       []   

Material de aporte 4: Electrodo AWS E 310  –  16

Catálogo de AGA

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Composición química [%].[]           []       []         []       []   

Material de aporte 5: Electrodo AWS E 312  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []     []    []         []       []   

SELECCIÓN DEL ELECTRODO PARA ACEROS INOXIDABLES AISI 310

0 16 de 29

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El electrodo que se aconseja es el AWS309L-16 ya que no se encuentra en los rangos  permisibles del 5% al 8% de ferrita como se puede observar en el diagrama de Schaeffler,  pero al no obtener la factible disponibilidad se utilizó un electrodo AWS308L-16 que es el más cercano a este rango.

Metal base 3: Acero AISI 304

Catálogo de BOHLER

Composición química [%].[]           []     []    []         []       []   

Acero ASTM A36

http://translate.google.com.ec/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.benjaminsteel.com/resources/a-36-properties

Composición química [%].[]           []   0 17 de 29

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Material de aporte 1: ElectrodoAWS E 308L  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []     []    []         []       []  

Material de aporte 2: ElectrodoAWS E 316L  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []     []   

0 18 de 29

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Material de aporte 3: Electrodo AWS E 309L  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []       []    []         []       []   

Material de aporte 4: Electrodo AWS E 310  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []     []   

0 19 de 29

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[]         []       []   

Material de aporte 5: Electrodo AWS E 312  –  16

Catálogo de AGA

Composición química [%].[]           []     []    []         []       []   

SELECCIÓN DEL ELECTRODO PARA ACEROS INOXIDABLES AISI 304 Y ACERO ASTM A36

0 20 de 29

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El electrodo que se aconseja es el AWS309L-16 ya que no se encuentra en los rangos  permisibles del 5% al 8% de ferrita como se puede observar en el diagrama de Schaeffler,  pero al no obtener la factible disponibilidad se utilizó un electrodo AWS308L-16 que es el más cercano a este rango.

6.2.- Resultados: ELECTRODO

TIPO DE JUNTA

TIPO DE POSICIÓN ELECTRODO

AWS308L-16

 junta a tope

1G

AWS308L-16

 junta a tope

AWS308L-16

AMPERAJE

OBSERVACIONES

3/32 plg

45 A

La placa de 1mm fue perforada a pesar

1G

3/32 plg

70 A

delamperaje bajo utilizado debido a

 junta a tope

1G

1/8 plg

80 A

(calor excesivo y espesor muy delgado)

AWS308L-16

 junta a tope

1G

1/8 plg

100 A

Se debe seleccionar el amperaje necesario

AWS308L-16

 junta a tope

1G

1/8 plg

110 A

para que el arco de suelda sea uniforme

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 Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica

TALL ER DE SOLDADURA

Placa N°1

Acero inoxidable 310

Espesor: 1mm

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Tipo de Junta: A Tope

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 Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica

TALLER DE SOLDADURA Placa N°2

Acero inoxidable 304

Espesor: 2mm

Tipo de Junta: A Tope

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 Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica

TALLER DE SOLDADURA Placa N°3

Acero inoxidable 304

Espesor: 3mm

0 22 de 29

Tipo de Junta: A Tope

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 Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica

TALLER DE SOLDADURA Placa N°4

Acero inoxidable 304

Espesor: 4mm

Tipo de Junta: A Tope

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 Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica

TALLER DE SOLDADURA Placa N°5

Acero inoxidable 304

Espesor: 5mm

0 23 de 29

Tipo de Junta: A Tope

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 Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica TALLER DE SOLDADURA Placa N°6

Acero inoxidable 304 - Acero A36

Espesor: 5mm

Tipo de Junta:

A Tope

7.-CONCLUSIONES: 

Se puede concluir que para realizar un cordón de soldadura en placas de acero inoxidable es importante seleccionar el tipo de electrodo más adecuado para evitar que las placas se fundan.



El corte de placas de acero inoxidable selo debe llevar a cabo en una cizalla debido a que son de espesores pequeños.



En el proceso SMAW se debe seleccionar el amperaje y el tipo de corriente antes de empezar a soldar.



Una ver realizada el condón de soldadura se debe realizar una limpieza superficial con un cepillo de alambre para retirar la escoria y salpicaduras que se encuentran en la junta. 0 24 de 29

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

Dependiendo del espesor de la placa se debe seleccionar la separación adecuada de la junta para obtener una buena penetración del materia l de aporte.



La característica técnica de la soldadora SMAW están claramente especificadas en la placa de la máquina para su debida utilización.



En general, en este proceso se trabaja con corriente continua (electrodo positivo,  base negativa), y en raras ocasiones con corriente alterna.



El proceso de soldadura en placas de aceros inoxidables es más complejo ya que estos son de espesores pequeños.



Mediante el diagrama de schaeffier se puede determinar el electrodo más adecuado  para realizar el cordón de soldadura



El proceso de soldadura SMAW es aconsejable aplicarlo en condiciones ambientales donde la temperatura del ambiente sea baja, o zonas lluviosas.



En la placa de acero inoxidable de tipo 310 es muy difícil realizar un cordón ya que  posee un espesor pequeño por lo que se obtuvo una junta soldada con imperfecciones.

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En placas AISI 304 el electrodo aconsejable a utilizar es el AWS308L-16 ya que es el más cercano a los rangos permisibles.

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Utilizando los electrodos adecuados con su respectivo amperaje para cada placa, se obtiene un cordón de soldadura aceptable.

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Los aceros inoxidables de espesor pequeños tienden a dilatarsepor la adición de calor por el arco, en el proceso de soldadura SMAW.

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Al realizar un cordón de soldadura con amperajes muy altos en el proceso SMAW existe mucha salpicadura de material de aporte y se obtiene un cordón de soldadura defectuoso

8.-RECOMENDACIONES: 

Compartir inquietudes con el docente encargado de impartir el módulo para luego  ponerlo en práctica.

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Utilizar con mucho cuidado y madures todos los equipos y materiales del taller.

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Tener en cuenta todos los procedimientos que nos indica el profesor para la realización de un buen cordón de soldadura. 0 25 de 29

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Determinar la separación adecuada entre placas para obtener una buena penetración del metal de aporte

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Se debe utilizar el equipo de protección personal adecuado para proceder asoldar (Casco, Guantes, Muleta).

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Se debe determinar la composición química de cada tipo de placa de acero inoxidable para seleccionar el electrodo más adecuado.

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Al finalizar la práctica se debe realizar una limpieza del taller y dejar todos los equipos en su lugar.

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Se debe regular el amperaje adecuado para el proceso SMAW, para evitar que haya exceso de salpicaduras o la placa soldada se perfore.

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Cortar la corriente antes de hacer cualquier modificación en el equipo de soldar.

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Para el acero inoxidable, debido a que son placas de espesores muy pequeños es aconsejable realizar el corte en una cizalla.

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Seleccionar el tipo de amperaje y voltaje antes de proceder a soldar.

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Cerciorarse de que este bien aisladas las pinzas porta electrodos y los bornes de conexión.

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 No mirar directamente al arco voltaico. La intensidadluminosa puede producir graves lesiones en el sistema visual.

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Ser un poco más ordenados y limpios, para así tener un ambiente de trabajo limpio durante las prácticas.

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Se recomienda poner más énfasis de parte de los interesados en este caso en los estudiantes en la práctica.

9.-BIBLIOGRAFIA: 9.1. Páginas web: 

(1) http://www.maquinas.prevencion-laboral.com/contenido/quees74.asp

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(2) Universidad de Tarapacá, Departamento de Mecánica, Facultad de Ingeniería, Arica  –  Chile, [email protected]

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(3) http://www.slideshare.net/danie87leal/cordonsoldadura

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(4) http://es.wikipedia.org/wiki/tiposdejuntas

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(5) Universidad Federal del Panamá, Depto. Mecánica, Brasil, [email protected]

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Catálogo de AGA.

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http://translate.google.com.ec/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.benja minsteel.com/resources/a-36-properties

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Catálogo de BOHLER.

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AWS A5.18-95. Specification for carbon steel electrodes for SMAW.

10.-ANEXOS:

Catálogo BOHLER

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable

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