PROCESO SAW
TABLA DE CONTENIDO
1. PROCESO DE OPERACION
1.1 VENTAJAS Y USOS PRINCIPALES
1.2 METODOS, APLICACION Y POSICIONES
1.3 DISEÑO DE LA UNION
1.4 INDICACIONES PARA USAR EL PROCESO
1.5 LIMITACIONES DEL PROCESO
1.6 VARIANTES DEL PROCESO
2. EQUIPO Y SUS PARTES
3. MATERIALES UTILIZADOS
3.1 METALES SOLDABLES Y RANGO DE ESPESOR
3.2 SELECCION DE LA COMBINACION ALAMBRE-FUNDENTE
4 PRECAUCIONES DE SEGURIDAD PARA LA SOLDADURA POR ARCO
ANEXO
BIBLIOGRAFIA
1.1- El proceso de arco sumergido es, principalmente llevado a cabo con equipo totalmente automático, aunque hay algunas pistolas de mano para el proceso. Para incrementar la productividad un arreglo con varios electrodos o multi-alambre puede ser implementado. Por su alto poder de deposición de metal de aporte, es particularmente conveniente para las soldaduras rectas de gran longitud con excelente calidad en posición de piso, siendo muy usado en la fabricación de grandes tanques, plantas químicas, pesadas estructuras y en la industria de la fabricación y reparación de barcos.
Cuando la soldadura comienza, un arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo, en ese momento el fundente que es o derramado sobre la soldadura, o puede ser previamente servido, se derrite produciendo una costra protectora, el material fundente restante es recuperado, y reciclado para ser usado nuevamente en un proceso futuro o en el mismo proceso, dependiendo del tipo de fundente que se este usando o de los materiales envueltos en el proceso.
En el proceso de Arco Sumergido "SAW", el arco es iniciado entre el material base a ser soldado y la punta de un electrodo consumible, los cuales son cubiertos por una capa de un fundente granulado. El arco es, por consiguiente, escondido en esta capa densa de fundente granulado el cual parte se funde para formar una cubierta protectora sobre el cordón de soldadura fundido, en donde sus remanentes pueden ser recuperados para ser usado nuevamente.
1.2 METODOS DE APLICACION Y POSIBILIDADES EN CUANTO A POSICION.
El método de aplicación más popular es el método mecánico donde el operador controla toda la operación. El segundo en popularidad es el método automático, donde toda operación consiste en oprimir un botón. El proceso puede aplicarse semiautomáticamente; sin embargo, no es muy popular. El proceso no puede aplicarse manualmente porque es imposible para el soldador controlar un arco no visible.
El proceso de soldadura por arco sumergido es una técnica limitada en cuanto a posición plana horizontal de filete. Las posiciones son limitadas debido al gran charco de metal fundido, el cual es muy fluido; la escoria estam bien muy fluida y tendera a salirse de la unión. Bajo procedimientos especiales controlados es posible soldar en posición horizontal. Dispositivos especiales son necesarios en este caso para mentener el fundente hacia arriba de modo que la escoria y el metal fundidos no escapen.
1.3 DISEÑO DE LA UNION
El proceso de soldadura por arco sumergido puede utilizar los mismos detalles de diseño de la unión que el proceso de soldadura por arco metálico protegido.
Sin embargo, para lograr una máxima utilización y eficiencia en la soldadura por arco sumergido, se sugieren diferentes tipos de uniones o juntas.
En las soldaduras de ranura, el diseño de tipo cuadrada puede usarse hasta un espesor de 5/8 de pulgada (16mm). Mas allá de este espesor se requiere de biseles. Se usan raíces abiertas pero son necesarias barras de respaldo, si no el metal fundido correría a través de la unión. Cuando se suelda un metal más grueso, si se usa una cara de raíz lo suficientemente grande, la barra de respaldo puede eliminarse. Sin embargo, para asegurar una penetración total cuando se suelda desde un lado, se recomiendan barras de respaldo. Cuando ambos lados son accesibles, se puede hacer soldado de respaldo y este se fusionara con el soldado original para proporcionar una penetración total.
1.4. INDICACIONES PARA USAR EL PROCESO
Una de las principales aplicaciones para soldadura por arco sumergido es en soldaduras circulares, donde las partes giran sobre una cabeza fija. Estos trabajos pueden hacerse sobre el diámetro interior o exterior. La soldadura por arco sumergido produce una gran cantidad de pudelación y de escoria fundida que tiende a derramarse. Esto implica que en los diámetros exteriores el electrodo debe colocarse por delante de la parte superior extrema, o en la posición de las doce del reloj, para que el metal del soldado empiece a solidificarse ante s de que empiece la pendiente descendente. Esto se vuelve mas problemático cuando el diámetro de la parte que se esta soldando es mas pequeño. Una posición inadecuada del electrodo aumentara la posibilidad de captura de escoria o una superficie de soldado deficiente. El ángulo del electrodo también debe modificarse y entonces apuntarse en la dirección de desplazamiento de la parte rotativa. Cuando la soldadura se realiza en al circunferencia interior el electrodo debe formar un ángulo de tal modo que este por delante del centro del fondo, o en la posición de las seis del reloj. La figura 2 ilustra estas dos condiciones.
Algunas veces al trabajo que se esta soldando se le da una pendiente hacia abajo o hacia arriba con el propósito de proporcionar diferentes tipos de contornos de los rebordes del soldado. Si el trabajo asume un pendiente descendente, el reborde tendrá menos penetración y será mas rápido. Si lo soldado asume una pendiente ascendente, el reborde tendrá una penetración mas profunda y será mas estrecho. Esto si todos los demás factores permanecen inalterados.
La soldadura será diferente dependiendo del ángulo del electrodo con respecto al trabajo cuando este nivelado. Este es el ángulo de desplazamiento, que puede ser un ángulo de rastreo (arrastre) o de impulsión (empuje), y tiene un efecto definido sobre el contorno del reborde y la penetración del metal base.
1.5 LIMITACIONES DEL PROCESO
Una limitación importante de la soldadura por arco sumergido es su reducida capacidad en cuanto a las posiciones para soldar. La otra limitación es que se usa principalmente para soldar aceros.
El consumo de alto calor y el ciclo de enfriamiento lento pueden constituir un problema cuando se sueldan aceros templados o forjados. Las limitaciones para el insumo calificado del acero en cuestión deben observarse estrictamente cuando se use soldadura por arco sumergido. Esto puede requerir la elaboración de trabajos de multipases donde una sola pasada de soldadura sería aceptable para un acero suave. En algunos casos, los recursos económicos pueden ser tan reducidos que sea preferible recurrir a la soldadura por arco con núcleo de fundente o algún otro proceso.
En la soldadura por arco sumergido semiautomática, la imposibilidad de ver el arco y la pudelación pueden ser una desventaja para alcanzar la raíz de la ranura de un trabajo de soldado y para realizar un aporte o una captura adecuados.
1.6 VARIABLES DEL PROCESO
Hay un gran numero de variantes del proceso que los hacen mas útil. Algunas de las más populares son las siguientes:
1. Sistemas de dos alambres que tengan la misma fuente de poder.
2. Sistemas de dos alambres que tengan una fuente de poder separada
3. Sistemas de tres alambres que tengan una fuente de poder separada
4. Electrodo desnudo para recubrimiento
5. Adiciones con polvo de hierro al fundente
6. Soldadura de proyección larga
7. Alambre de aporte eléctricamente “frío”.
Los sistemas multialambricos ofrecen ventajas, puesto que las tasas de deposición y las velocidades de desplazamiento pueden mejorarse usando mas electrodos. La figura 5 muestra los métodos de utilización de dos electrodos, uno con una sola fuente de poder, se usan los mismos rodillos de impulsión para alimentar ambos electrodos hacia el trabajo de soldado. Cuando se usan dos fuentes de poder, se deben emplear alimentados de cable individuales para que los dos electrodos estén eléctricamente aislados entre si. Con dos electrodos y potencia separada es posible utilizar corriente alterna en uno y corriente directa en el otro. Los electrodos pueden colocarse un al lado del otro, en los que se conoce como posición del electrodo transversal, o pueden colocarse uno frente al otro en la posición de electrodo tandem.
La posición de electrodo en tandem de dos alambres con fuentes de poder individuales se usa cuando se requiere penetración extrema. El electrodo principal es positivo y el electrodo de rastreo es negativo. El primero crea una acción de excavamiento y el segundo llena la unión de trabajo. Cuando dos arcos (CD) están en estrecha proximidad, hay tendencia a que el arco interfiera entre ellos. En algunos casos, el segundo electrodo se conecta a la corriente alterna para evitar la interacción del arco. El sistema tandem de tres alambres normalmente emplea potencia (CA) en los tres electrodos conectados a los sistemas de potencias de tres fases. Los sistemas de tres alambres se usan para hacer cortes longitudinales de alta velocidad para tubos de gran diámetro para vigas fabricadas. Se pueden usar corrientes extremadamente altas, con velocidades de desplazamiento y tasas de deposición altas.
2. EQUIPO Y SUS PARTES
Los componentes del equipo son indispensables para la soldadura por arco sumergido consisten en (1) un maquina de soldar o una fuente de potencia, (2) el alimentador de alambre y el sistema de control, (3) el soplete para la soldadura automática, o la pistola de soldar y el montaje del cable para la soldadura semiautomática, (4) la tolva de fundente y el mecanismo de alimentación y por lo general un sistema de recuperación de fundente y (5) un mecanismo de desplazamiento para soldadura automática.
La fuente de poder para la soldadura por arco sumergido debe tasarse en un ciclo de trabajo del 100%, puesto que este tipo de operaciones son continuas y el tiempo para hacer un soldado puede exceder de10 minutos. Si se usa una fuente de poder con un ciclo de trabajo del 60%, debe desacelerarse de acuerdo con la curva del ciclo de trabajo para una operación al 100%.
Cuando de usa corriente constante, ya sea CA o CD, se debe emplear el sistema alimentador del alambre de electrodo con sensibilizador de voltaje. El sistema CV se usa solamente con corriente directa.
Se emplea tanto un generador o un transformador-rectificador como fuente de potencia, pero las maquinas rectificadoras son más populares. Las maquinas para soldadura por arco sumergido varían de tamaño entre los 300 y 1500 A. Pueden conectarse en paralelo para proporcionar potencia adicional en aplicaciones de alta corriente. Se usa la potencia de corriente directa para aplicaciones semiautomáticas, pero la potencia de corriente alterna se usa principalmente con el método mecánico o con el método semiautomático. Los sistemas de electrodos múltiples requieren de tipos especiales de circuitos, especialmente cuando se emplea CA.
Para la aplicación semiautomática se usa pistola de soldar y montaje de cable para transportara el electrodo y la corriente y para proporcionar el fundente en el arco.
3. MATERIALES UTILIZADOS
Dos materiales se utilizan en la soldadura por arco sumergido : el fundente y el electrodo consumible. El fundente esta designado por la letra F seguida por un numero de 2 o 3 dígitos que indica la resistencia mínima a la tensión en incrementos de 10000psi. Esta va seguido por una letra que indica la condición de tratamiento térmico para probar los trabajos soldados. “A” significa “como se soldó” y “P” significa “tratar térmicamente después de soldar”. A su vez, esto va seguido por un numero de uno o dos dígitos que indica la temperatura mínima en escala Fahrenheit de las pruebas de impacto para proporcionar una absorción de energía de 20 pies-libras (o la temperatura mínima en Celsius de un a prueba de impacto para proporcionar una absorción de energia de 27 julios). Hay ocho clasificaciones de resistencia al impacto. La clasificación para el fundente se resume a continuación.
El electrodo esta especificado por la letra E seguida por tres dígitos. Sin embargo, obsérvese que la letra E puede ir seguida por la letra C si el electrodo es de construcción compuesta. La omisión de una C indica un electrodo sólido. El siguiente dígito es para designar el contenido de manganeso. Esto va seguido por un numero de a dos dígitos para indicar el contenido nominal de carbono en centésimas de un por ciento de carbono. Estos dígitos algunas veces van seguidos por la letra K, que indica que en el acero del electrodo se elimino el silicio. Si el acero es de otro tipo, no aparecerá un K. Esta va seguida algunas veces por dos dígitos que indican las aleaciones que están presentes. A continuación se muestra el sistema de clasificación de electrodos para aceros al carbono. Sin embargo, esto no cubre a los aceros de aleación. Para información completa sobre los aceros, consúltese las especificaciones de la AWS
Sistema de clasificación de fundente en el proceso de arco sumergido
F X X X
FUNDENTE
PROPIEDADES MECANICAS TRATAMIENTO DE CALOR IMPACTOS MINIMOS
6: 60-80.000 de tensión
48.000 min. De deformación.
22% alargamiento en 2”
7: 70-95.000de tensión
58.000min. De deformación.
22% alargamiento en 2”
8: 80-110.000 de tensión
68.000 min. De deformación
20% alargamiento en 2”
9: 90-110.000 de tensión
78.000 min. De deformación
17% alargamiento en 2”
10: 100-120.000 de tensión
88.000 min. De deformación
16% alargamiento en 2”
A—Tal y como se soldó
P—tratamiento de calor posterior al soldado 20 pies-lb
Z—sin requisitos
O. 0°F= -18°C
2: -20°F= -29°C
4: -40°F= -40°C
5: -50°F= -46°C
6: -60°F= -62°C
8: -80°F= -62°C
10: -100°F=-73°C
Sistema de clasificación del electrodo.
E
ELECTRODO X XX
CONTENIDO DE MANGANESO
X
CONTENIDO
DE CARBONO
x 0.01 C
PRACTICA DE
DESOXIDACION X
Indica electrodo compuesto; la omisión de C indica electrodo sólido
L—Bajo
(0.60 Mn max.)
M—Medio
(1.25 Mn max.)
H—alto
(2.25 Mn max.) La K indica silicio
Eliminado Sufijo que indica que hay una aleación presente en aceros de baja aleación
Composición del electrodo
COMPOSICION QUIMICA (PESO%)
CLASIFICACION DEL ELCTRODO C Mn Si S P Cu
ELECTRODOS DE ACERO AL BAJO MANGANENESO
EL8 0.10 0.25./0.60 0.07 0.035 0.035 0.035
EL8K 0.10 0.25/0.60 0.10/0.25 0.035 0.035 0.035
EL12 0.05/0.15
0.25/0.60 0.07 0.035 0.035 0.035
ELECTRODOS DE ACERO AL MEDIO MANGANESO
EM12 0.60/0.15 0.80/1.25 0.07 0.035 0.035 0.35
EM12K 0.05/0.15 0.80/1.25 0.10/0.35 0.035 0.035 0.35
EM13K 0.07/0.19 0.90/1.40 0.35/0.75 0.035 0.035 0.35
EM15K 0.10/0.20
0.80/1.25 0.10/0.35 0.035 0.035 0.35
ELECTRODOS DE ACERO AL ALTO MANGANESO
EH14 0.10/0.20 1.70/2.20 0.10 0.035 0.035 0.35
Un ejemplo del sistema de clasificación de electrodo fundente es como sigue :
• F7A6-EM12K : Indica una combinación de electrodo fundente que producirá un metal depositado, el cual, en la condición de “como se suelda”, tendrá una resistencia a la tensión de 70000 psi y una resistencia al impacto Charpy con muesca en V de por lo menos 20pies-libras a 60oF cuando se deposite con un electrodo EM12K bajo las condiciones normales exigidas en la especificación AWS.
El fundente protege el arco y al metal depositado fundido del oxigeno y el nitrógeno atmosféricos. El fundente contiene desoxidantes y reactivos excavadores, que ayudan a eliminar las impurezas del metal depositado. Las aleaciones y los desoxidantes también pueden introducirse a partir del electrodo.
A medida que le fundente se enfría, forma una capa de escoria vidriosa, que protege la superficie del cordón durante el enfriamiento. La porción no fundida del fundente no cambia su forma : sus propiedades no se afectan, por lo tanto puede recuperarse y volver a usarse. El fundente que se funde y forma la capa de escoria debe eliminarse del cordón, y en muchos casos se puede desprender sin mayor esfuerzo. En un trabajo de soldado de ranura es probable que la escoria solidificada tenga que quitarse con martillo desmenuzador. El fundente que se quite debe descartarse, puesto que los elementos de aleación y desoxidantes, se escapan durante la fase de fusión.
3.1 METALES SOLDABLES Y RANGO DE ESPESOR
Las soldadura por arco sumergido se usa para soldar aceros de bajo y mediano carbono, aceros de alta resistencia y de baja aleación, aceros templados y forjados y muchos aceros inoxidables. Experimentalmente, se ha empleado para soldar ciertas aleaciones de cobre, de níquel y aun de uranio. La soldadura por arco sumergido también se utiliza para operaciones de recubrimiento y revestidos difíciles.
En general las clases de metales sondables por este proceso son :
• Aceros al carbono hasta el 28%
• Aceros al carbono con tratamiento térmico
• Aceros de baja aleación
• Aceros al cromo molibdeno
• Aceros inoxidables al coromoniquel austenítico
• Aceros al níquel
• Aceros aleados al níquel
Los metales con espesor de 1/16 pulgada (1.6mm) a ½ pulgada (12mm) pueden soldarse sin preparación de la orilla. Con preparación de la orilla se pueden hacer cordones de una sola pasada en materiales de ¼ de pulgada (6.4mm) 1 pulgada (25mm). Cuando se usa la técnica de multipases, al espesor máximo es prácticamente ilimitado. Se pueden hacer cordones de filete horizontales hasta 3/8 de pulgada (9.5mm) en un solo pase ; en la posición plana se pueden hacer cordones de filete hasta 1 pulgada (25mm).
Metales soldables
METAL BASE
SOLDABILIDAD
Fierro forjado Soldable
Acero con bajo carbono Soldable
Acero con baja aleación Soldable
Medio y alto carbono Posible pero no popular
Acero de aleaciones Posible pero no popular
acero inoxidable Soldable
Rango de espesor del metal base
ESPESOR
FACTOR
pulg. .005 .015 .062 .125 3/16 ¼ 3/8 ½ ¾ 1 2 4 8
mm .13 .4 1.6 3.2 4.8 6.4 10 12.7 19 25 51 102 203
Un solo pase sin preparación. Un solo pase con preparación multipases
3.2. SELECCION DE LA COMBINACION ALAMBRE-FUNDENTE
En la soldadura por arco sumergido es necesario seleccionar la combinación de electrodo y fundente que se acople a la composición y a las propiedades del metal base. Los fundentes de diferentes fabricantes no son intercambiables sin hacer pruebas. Los fundentes pueden ser neutros o activos. Los primeros no producirán ningún cambio significativo en la química de metal depositado. Normalmente se usan para soldadura de multipases. Los fundentes activos contienen pequeñas cantidades de manganeso o de silicio que se usan para reducir la porosidad y las fracturas del soldado. Normalmente se usan para aplicaciones de un solo pase. El tercer tipo son los fundentes de aleación, los cuales, cuando se usan con electrodos de acero al carbono simple producen depósitos de soldadura con aleación. Esto se hace para acoplarse a los metales base particulares o, con aleaciones adicionales, se usa para aplicaciones de recubrimiento duro.
Las variaciones en el voltaje de arco cambian el consumo de fundente. Un voltaje de arco mas alto (longitud de arco larga) incrementa la cantidad de fundente consumido. Esto puede hacer que se deposite mas aleacion, de ahí que sea importante seguir los voltajes recomendados al servirse de un fundente en particular.
En general, el fundente se selecciona según las propiedades mecánicas que requiere el deposito de soldadura. El electrodo se seleccionara en conjunción con el fundente que rindan estas propiedades mecánicas. Los fabricantes generalmente listan fundentes con varias combinaciones de electrodos para soldar diferentes aceros. Se deben seguir las recomendaciones del fabricante con respecto al tipo de aplicación de un sol pase o de pases múltiples en relación con las propiedades del metal base. Si las exigencias de soldadura son de importancia critica, se deben hacer pruebas para calificar aquel procedimiento que proporciona las propiedades del soldadura deseadas.
4. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD PARA LA SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO
1. Asegures que su equipo de soldadura por arco este adecuadamente instalado y conectado a tierra y que este en buenas condiciones de trabajo.
2. use siempre ropas de protección apropiadas para la soldadura que se vaya a realizar.
3. Lleve siempre protección ocular adecuado cuando vaya a soldar, rociar, cortar o pulir.
4. Mantenga su área de trabajo limpia y libre de riesgos. Asegures que no haya ningún material inflamable, volátil o explosivo dentro o cerca del área de trabajo.
5. Evite respirar el aire con humo directamente sobre el arco.
6. Maneje todos los cilindros de gas comprimido con extremo cuidado. Deje puestos los capuchones cuando no estén en uso.
7. Asegúrese que los cilindros de gas comprimido estén fijos contra la pared u otros soportes estructurales.
8. Cuando los cilindros de gas comprimido estén vacíos, cierre la válvula y coloque un aviso de “vacío”.
9. No suelde en un espacio cerrado sin tomar precauciones especiales.
10. No suelde recipientes que hayan contenido combustibles sin antes tomara precauciones especiales.
11. No suelde recipientes o comportamientos sellados sin proporcionar respiraderos y tomar precauciones especiales.
12. use un escape mecánico en el punto de la soldadura cuando suelde plomo, cadmio, cromo, manganeso, latón, bronce, cinc o acero galvanizado, y cuando suelde en un espacio cerrado.
13. Cuando sea necesario soldar en un área húmeda o mojada, calce botas de hule y párese en una plataforma seca y aislada.
14. no use cables con partes desgastadas, partidas o descubiertas en el material aislante.
15. Cuando el portaelectrodo no este en uso, cuélguelo en sus mensulas respectivas. Nunca permita que toque un cilindro de gas comprimido
16. Deseche las colillas de electrodos en el recipiente adecuado, pues las colillas que queden en el suelo representan un riesgo.
17. Proteja a los demás de los rayos de luz producidos por su soldadura de arco.
18. No suelde cerca de operaciones de desengrasado.
19. Cuando trabaje a distancia del suelo asegúrese que el andamio, la escalera y la superficie de trabajo estén solidamente afianzados.
20. Cuando suelden en lugares altos, use cinturón de seguridad o una cuerda protectora.
4.1. CONFORT PARA EL SOLDADOR
El fundente granular cubre completamente el arco electrico, lo cual minimiza el destelleo del arco, el resplandor, el calor y lo shumos que se generen. El operario suelda sin careta o guantes incómodos, está más comodo y trasbaja más tiempo con exactitud y menor fatiga.
El proceso elimina virtualmente los humos manteniendo más limpio el aire del sitio de trabajo y de la planta en general, sin necesidad de extractores o sistemas de ventilación costosos. Aun el ruido es aislado por la gruesa capa de fundente
SISTEMA SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO AUTOMATIZADO
ANEXO 1 :1 Saco-filtro del aspirador de flujo. 2 Ciclón del aspirador de flujo. 3 Cuba para el flujo. 4 Viga para la rodadura de la máquina. 5 Válvula para el flujo 6 Enderezador de alambre 7 Lámpara de guía 8 Embudo distribuidor del flujo 9 Tubo porta-contacto 10 Boquilla de aspiración del flujo 11 Pupitre de mando PEF 12 Pupitre de mando PTF 13 Moto-reductor A6-VEC 14 Porta-bobina (Cortesía de ESAB Suecia).
2.1.3 VENTAJAS Y USOS PRINCIPALES (HISTORIA): EL proceso de soldadura por arco sumergido, introducido al principio de los años treinta, es uno de los procesos automáticos más antiguos y fue originalmente usado para hacer la costura longitudinal de grandes tubos. Se desarrollo para proporcionar materiales depositados de alta calidad protegiendo el arco y el metal fundido de los efectos de la contaminación del aire. Las principales ventajas del proceso son las siguientes:
* Alta calidad del material depositado
* Tasa de deposición y velocidad, extremadamente altas
* Soldadura con un acabado suave y uniforme sin salpicaduras
* Poco o nada de humo
* Ausencia de destellos del arco, y por consiguiente mínima necesidad de ropa de protección
* Alta utilización del alambre de electrodos
* Fácil automatización para logro de un alto factor operativo
* Habilidades manipulativas normalmente no necesarias.
El proceso de arco sumergido se usa ampliamente en los trabajos de fabricación en placas de acero pesado. esto incluye las soldaduras de forma estructurales, la costura longitudinal de tubos con diámetro grande, la manufactura de componentes de maquinas para todos los tipos de industria pesada, la manufactura de recipientes y tanques a presión y usos de almacenamientos. se utiliza ampliamente en la industria de construcción de barcos en empalmes y en la fabricación de subensambles, así como en muchas otras industrias donde los aceros se usan en espesores de tamaño mediano a grande.
Entre las ventajas de este método, se incluyen:
* Alta productividad
* Bajo costo en la etapa de preparación.
* El hecho de que se puede ejecutar en un solo pase, hasta en materiales de gran diámetro.
* Es muy confiable si los parámetros de operación son los correctos..
* Muy poca tensión transversal.
* Muy bajo riesgo de grietas por Hidrogeno.
El lado malo del proceso es que los equipos son muy costosos, así como la instalación que se puede convertir en algo compleja, en donde grandes estructuras metálicas son fabricadas para poder instalar las cabezas de soldadura que tendrán que moverse transversal, horizontal, vertical, orbital, y a veces hasta diagonalmente. Aunque también hay casos en que el proceso solo se puede ejecutar si el movimiento de traslación esta en la pieza a ser soldada.
2.1.4 MÉTODOS DE APLICACIÓN: El método de aplicación mas popular es el método mecánico donde el operador controla toda la operación. El segundo en popularidad es el método automático, donde toda operación consiste en oprimir un botón. El proceso no puede aplicarse manualmente porque es imposible para el soldador controlar un arco no visible.
El proceso de soldadura por arco sumergido es una técnica limitada en cuanto a posición plana horizontal de filete. las posiciones son limitadas debido al gran charco de metal fundido, el cual es muy fluido; la escoria es muy fluida y tendera a salirse de la unión. Bajo procedimientos controlados es posibles soldar en posición horizontal, algunas veces denominadas soldadura “de las 3” (horas)
2.1.5 METALES SOLDABLES Y RANGO DE ESPESOR: La soldadura por arco sumergido se usa para soldar aceros al bajo y mediano carbono, aceros de alta resistencia y de baja aleación, aceros templados y forjados y muchos aceros inoxidables. La soldadura por arco sumergido también se utilizan para operaciones de recubrimiento y revestidos difíciles. fig.(1)
Cuando se usa la técnica de multipases, al espesor máximo es prácticamente ilimitado fig. (2). Se pueden hacer cordones de filete horizontal hasta 3/8 de pulgada (9.5mm) en un solo pase; en la posición plana se pueden hacer cordones de filete hasta de 1 pulgada (25 mm).
METALES SOLDABLES (SAW)
METAL BASE SOLDABILIDAD
1. Fierro forjado soldable
2. Acero de bajo carbono soldable
3. Acero de baja aleación soldable
4. Medio y alto carbono posible pero no popular
5. Aceros de aleaciones posible pero no popular
6. acero inoxidable soldable
2.2.6 EQUIPO REQUERIDO PARA OPERAR: Los componentes del equipo indispensable para la soldadura por arco sumergido consiste en:
1. Una maquina de soldar o una fuente de potencia
2. El alimentador del alambre y el sistema de control
3. El soplete pasara soldar automática, o la pistola de soldar y el montaje del cable para la soldadura semiautomática
4. La tolva del fúndente y el mecanismo de alimentación y por lo general un sistema de recuperación del fúndente
5. Un mecanismo de desplazamiento para soldadura automática
L a fuente de poder para soldadura por arco sumergido debe tasarse en un ciclo de trabajo del 100% puesto que este tipo de trabajo en continuo. Si se usa una fuente de poder con un ciclo de trabajo del 60% debe desacelerarse de acuerdo con la curva del ciclo de trabajo para una operación al 100%. Cuando se usa corriente constante, ya sea CA o CD se debe de emplear el sistema alimentador de alambre de electrodo con un sensibilizador de voltaje. El sistema CV se usa solamente con corriente directa. Se emplea tanto un generador o un transformador-rectificador como fuente de potencia, pero las maquinas rectificadoras son mas populares. Las maquinas para soldadura por arco sumergido varían de tamaño entre los 300 A y los 1500 A.
Se usa la potencia de corriente directa para las aplicaciones semiautomáticas, pero la potencia de corriente alterna se usa principalmente en el método mecánico o con el método semiautomático.
Para la aplicación semiautomática se usa pistola de soldar y montaje de cable para transportar el electrodo y la corriente y para proporcionar el fúndente en el arco.
Para la soldadura automática, por lo general el soplete se fija al motor de alimentación del alambre y la tolva del fúndente al soplete. la tolva puede tener una válvula operada magnéticamente que abra o cierre el sistema de control.
2.1.6.1 CIRCUITO Y CORRIENTE DE SOLDADURA: El circuito que se usa para el soldado por arco sumergido de un solo electrodo requiere de un sistema de alimentación de alambre y de suministro de potencia. El proceso SAW usa CD o CA. Se usa corriente directa para las mayorías de las aplicaciones en que se emplea un solo arco. Se usa tanto electrodos positivos (DCEP) como electrodos negativos (DCEN) de corriente directa.
La potencia de corriente directa del tipo de voltaje constante es mas popular con alambre de electrodo de 1/8 de pulgada. El sistema de corriente constante se usa normalmente para soldar con alambre de electrodo de 5/32 de pulgada.
El sistema de alimentación de alambre debe percibir el voltaje a través del arco y alimentar el alambre del electrodo hacia el arco para mantener este voltaje. A medida que cambie las condiciones, la alimentación del alambre debe disminuir o acelerarse para mantener el voltaje prefijado a través del arco; la mayor parte de la soldadura por arco sumergido se hace en el rango de 200 a 1200 A.
2.1.7 MATERIALES UTILIZADOS (MATERIAL DE APORTE): Dos materiales se utilizan en la soldadura por arco sumergido: el fúndente y el electrodo consumible. La Sociedad de Soldadura ha publicado dos especificaciones donde se ofrece un sistema de clasificación que incluye tanto el fúndente como el electrodo:
El fúndente está designado por la letra F seguida por un número de dos o tres dígitos que indican la resistencia mínima a la tensión e incrementos de 10.000 psi. Esto va seguido por una letra que indica la condición de tratamiento térmico para probar los trabajos soldados.
“A” significa “cómo se soldó” y “P” significa “tratar térmicamente después de soldar”. A su vez, esto va seguido por numero de uno o dos dígitos que indica la temperatura mínima en escala Fahrenheit.
El electrodo está especificado por la letra E seguida por tres dígitos. Sinembargo, obsérvese que la letra E puede ir seguida por la letra C si el electrodo es de construcción compuesta. La omisión de una C indica un electrodo sólido. El siguiente dígito es para designar el contenido de manganeso. Esto va seguido por un numero de uno ò dos dígitos para indicar el contenido nominal de carbono en centésimas de un por ciento de carbono.
Un ejemplo del sistema de clasificación del electrodo fúndente es como sigue:
F7A6-EM12K: indica una combinación de electrodo fúndente que producirá un metal depositado, el cual, en la condición “como se suelda”, tendrá una resistencia a la tensión de 70.000 psi y a 60º F cuando se deposite con un electrodo EM12K bajo las condiciones normales exigidas en la especificación de la AWS.
El fúndente protege al arco y al metal depositado del oxigeno y el nitrógeno atmosférico. El fúndente contiene desoxidantes y reactivos excavadores, que ayudan a eliminar las impurezas del metal depositado. A medida que el fúndente se enfría forma una capa de escoria vidriosa, que protege la superficie del cordón durante el enfriamiento.
La soldadura es formada de manera uniforme, con una alta deposición en donde se usan alambres de hasta 3/16 de diámetro y altas corrientes que son suministradas por una fuente de poder de voltaje constante de alta capacidad que puede ser AC o DC, según el proceso, y que una vez arreglado y establecido puede ejecutar soldaduras de alta calidad con altísima productividad.
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