Procesos de Fabricación I

Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
0
Procesos de
Fabricación I
Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
1
Facultad: Ingeniería
Escuela: Ingeniería Mecánica
Asignatura: Procesos de Fabricación 1
Tema: Soldadura oxiacetilénica
Objetivo
Al finalizar la práctica, el alumno (a) será capaz de:
Definir correctamente el concepto de soldadura
teoría estudiada en la práctica de taller.
oxiacetilénica
según
Listar al menos tres tipos de gases utilizados en soldadura con llama sin
equivocarse.
Listar al menos tres tipos de materiales que se pueden soldar con el
proceso de soldadura oxiacetilénica sin equivocarse
Utilizar el equipo de soldadura oxiacetilénica para efectuar
cordones
por fusión y aporte de material aplicando las normas de seguridad
correctamente.
Identificar una instalación de gases centralizada para soldadura
oxiacetilénica observando la distribución del equipo en no más de 2
minutos.
Contenido
INTRODUCCIÓN TEÓRICA.
Definición:
Es un procedimiento de fusión con llama (fuente de calor) que
permite unir piezas ferrosas y no ferrosas, utilizando el calor producido
por la combustión de la mezcla de los gases oxígeno- acetileno u oxígenopropano. Con estos procesos se puede soldar con o sin material de aporte;
cuando este es de la misma naturaleza de las piezas a unir se le llama
soldadura autógena.
El contenido de los gases necesarios para llevar a cabo la soldadura
oxiacetilénica viene envasado en cilindros metálicos cuyas
características son:
El cilindro para el oxígeno generalmente es de color verde,
según normas, y debe ser fabricado de un material que soporte una presión
de 2200psi y que a la vez tenga propiedades de elasticidad. Para
comprobar si está manteniendo su elasticidad se le hacen pruebas
hidrostáticas.
El cilindro para el acetileno [Carburo de calcio + Agua (CaC2 +
H2O)] generalmente es de color rojo, de acuerdo a normas, este debe
soportar una presión de 340psi.
El gas acetileno por ser un gas artificial no se puede comprimir
a mas de 15psi; para poder comprimirlo a 340psi el cilindro de acetileno
tiene una característica peculiar la cual consiste en contener, dentro
Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
2
del cilindro, una masa porosa (panal de asbesto) con acetona el cual es
un componente que hace mas compresible dicho gas.
Es recomendable recargar el cilindro de acetileno con un residuo de
aproximadamente 10 psi de presión.
Las mangueras están diseñadas para trabajar bajo una presión de
200psi máximo.
La función de los manómetros es la de proporcionar una lectura de presión
y así poder reducir una presión alta a una presión baja, con el propósito
de evitar daños a los controladores ó válvulas del soplete; ya que la
presión de trabajo para la tarea de soldadura es: 20 psi el O2 y 5 psi el
C2H2; y para cortar las presiones de operación son: 40 psi para el O2 y
5-7 psi para el C2H2. Es necesario destacar que son tres tipos de
procesos, de acuerdo con la presión de trabajo del acetileno (C2H2).
Alta presión. Cuando el acetileno trabaja a una presión que varia
entre 4.26 a 7.1 psi.
Mediana presión. Cuando el acetileno trabaja a una presión que
varia entre 1.42 a 4.26 psi.
Baja presión. Cuando el acetileno es mantenido a una presión común,
descontando las perdidas de las válvulas y los conductos
Este proceso se vuelve ineficiente al soldar materiales con un
espesor mayor a los 6mm, ya que implica mayor tiempo al soldar y mayor
costo.
El diámetro de la varilla del material de aporte debe ser igual a la
mitad del espesor de la chapa más un milímetro. Por ejemplo para una
chapa de 2mm la varilla será Ø = 2/2 + 1 = 1 + 1 = 2mm; para una chapa de
4mm la varilla será Ø = 4/2 +1 = 2 +1 = 3mm.
MATERIALES QUE SE PUEDEN SOLDAR CON EL PROCESO OXIACETILENO:
Antimonio
Aluminio
Latón
Bronce
Cobre
Fundición > del 1.8 ó 2.2 % de C
Estaño
Acero
En los aceros, el cuidado que se debe tener es el de no eliminar ciertas
propiedades de dureza debido al calentamiento excesivo. Para los aceros
medios y altos al carbono el efecto térmico del calentamiento es
significativo, no así para el acero inoxidable ya que a este último le
elimina completamente las propiedades que lo caracterizan; por lo tanto,
este proceso de soldadura no es aplicable para el acero inoxidable.
TIPOS DE LLAMAS DE OXIACETILENO.
La temperatura alcanzada can la llama oxiacetilénica, es de 3200 ºC
(5792 ºF) en la punta del dardo; para facilitar el trabajo del soldador,
se establecieron tres tipos de llamas
• Llama carburante o reductora
• Llama neutra o normal
• Llama oxidante
Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
3
La llama carburante se caracteriza por tener más acetileno que
oxígeno. Son temperaturas bajas por lo que se utiliza para soldar
materiales con punto de fusión bajo.
La llama neutra tiene la característica de soldar materiales como
aquellos donde se utiliza la llama carburante, con la diferencia que con
esta llama se debe actuar con mayor velocidad
por las mismas
características de oxígeno. Es la llama correcta para soldar aceros; se
ha agregado la cantidad exacta de oxígeno al acetileno, cuando esta llama
se aplica al acero este se calienta muy rápido pero no afecta a la
soldadura de ningún modo.
La llama oxidante en este tipo de llama, la proporción de oxigeno
es mayor que la de acetileno, observándose una disminución en el dardo o
cono brillante; se utiliza por lo general para soldar latón, sin embargo
se necesita mucha habilidad por parte del operador. Esta llama también
consta de dos partes: un cono exterior y un cono interior puntiagudo; hay
también un silbido en la boquilla, este silbido produce un sonido áspero
muy diferente del sonido suave de la llama neutra.
En la Fig. 1 se muestran las características de las cuatro llamas antes
mencionadas.
Fig. 1 Características de las llamas
Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
4
Materiales y Equipo
Lámina negra de 2 ½ “ x 3/64 “ x 100mm
Alambre de amarre
Botella de acetileno y de oxígeno
Manómetros de alta y baja presión para ambos tipos de gases
Juego de sopletes y boquillas de soldadura
Herramientas necesarias para instalación de accesorios
Cepillo de alambre
Tenaza alicate
Procedimiento
PASOS PARA ARMAR EL EQUIPO DE SOLDADURA OXIACETILENA.
Existe una rutina que se debe seguir, la cual se estableció para proteger
al operario y el equipo
1.
Amarre los cilindro con una cadena a un
conservándolos en posición vertical. (Fig. 2)
2.
3.
Quite las tapas que protegen las válvulas. (Fig. 3)
4.
Compruebe que no están dañadas las roscas del cilindro y del
regulador. Acople el regulador de oxígeno al cilindro de oxígeno y el
regulador de acetileno al cilindro de acetileno. (Fig. 5)
5.
Compruebe que ha sacado el tornillo ajustador de presión. Soplete el
polvo que puede haber en el regulador. Esto se hace abriendo
lentamente la válvula y luego manteniendo el tornillo ajustador de
presión hasta que empieza a fluir el gas por la abertura donde se
conectará la manguera. Cierre la válvula del cilindro y regrese el
tornillo ajustador de presión. Siga esta rutina con los dos
reguladores.(Fig. 6)
6.
Acople la manguera de oxígeno al regulador de oxígeno y la manguera
de acetileno al regulador de acetileno. Antes compruebe que las
roscas no estén dañadas. (Fig. 7)
7.
Acople el otro extremo de la manguera a la admisión de oxígeno del
soplete y la manguera de acetileno en el lado correspondiente del
soplete. Antes debe comprobar que las roscas no estén dañadas.
Recuerde que la manguera de oxígeno es verde y tiene roscas derechas
y que la manguera de acetileno es roja y tiene roscas izquierdas.
8.
9.
Acople la boquilla de soldar al soplete.
objeto
estacionario
Sople el polvo de la conexión del regulado abriendo y cerrando la
válvula rápidamente. (Fig. 4) Asegúrese de que no apunte a nadie con
la salida de la conexión, manténgalo retirado de cualquier llama.
Párese por un lado mientras sopletea el polvo.
Abra lentamente las válvulas de los cilindros de oxígeno y de
acetileno. Recuerde que debe abrir totalmente la de oxígeno y 1 ½
vueltas la de acetileno.
Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
5
10. Asegúrese de que las válvulas de aguja del soplete estén cerradas.
Introduzca uno por uno, los tornillos ajustadores de presión, hasta
obtener la presión deseada. El equipo se encuentra armado y listo
para revisarlo buscando fugas.
Fig. 2
Fig. 4
Fig. 3
Fig. 5
Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
Fig. 6
6
Fig. 7
PASOS PARA EL ENCENDIDO DEL SOPLETE
1. Compruebe que el equipo está completamente armado y las válvulas del
soplete cerradas.
2. Después de seguir las reglas indicadas anteriormente, abra las
válvulas principales de los cilindros o de las líneas de gas.
3. Establezca la presión deseada en los manómetros, metiendo los
tornillos ajustadores de presión uno por uno.
4. Sostenga el soplete con una mano con las válvulas hacia arriba, y
sostenga el encendedor con la otra mano.
5. Abra la válvula de acetileno del soplete ¼ de vuelta o menos.
6. Mantenga el encendedor cerca de la boquilla y encienda el gas.
7. Abra completamente la válvula del acetileno (o menos) del soplete.
8. Abra despacio la válvula del oxígeno del soplete.
PASOS PARA EXTINGUIR LA LLAMA.
a. Cierre totalmente la válvula de acetileno del soplete.
b. Cierre totalmente la válvula de oxígeno del soplete.
c. Recuerde que para cerrar las válvulas en los cilindros estas deben
girarse a la derecha. La válvula de acetileno se cierra primero para
evitar depósitos de carbón en la boquilla.
PRÁCTICA:
Atienda las instrucciones del responsable del laboratorio y realice las
operaciones siguientes:
1°
Corrimiento de cordón de soldadura por fusión sin material de
aporte. Dirija el soplete hacia la izquierda, que forme con la superficie
del material un ángulo entre 60° y 70°, haciendo movimiento de costura en
óvalos.
2°
Soldadura a la izquierda con material de aporte.
Soldadura a la izquierda o hacia delante; es el método clásico de
soldadura y es aplicable a toda clase de metales y aleaciones, indicado
Procesos de Fabricación I. Guías 9 y 10
7
hasta para chapas de espesores de 6mm. Para metales con punto de fusión
bajo el ángulo entre el soplete y la pieza a soldar estará entre 25° y
45°. Cuando es necesaria mayor penetración el ángulo se eleva hasta los
90°.
3°
Unión a tope con soldadura oxiacetilénica.
Fije la pieza por puntos de soldadura, dejando entre los bordes una
separación equivalente a la mitad el espesor de la pieza a unir,
aproximadamente. Para la obtención del cordón, se da al soplete un
movimiento de oscilación, al empezar debe ser mas lento hasta que se
inicie la fusión; cuando se llega al final el cordón de soldadura tiende
a ensancharse, por lo que se debe aumentar la velocidad de avance del
soplete. Si una vez comenzada la soldadura se debe interrumpir por
cualquier causa, será necesario calentar el cordón en los últimos 2 a
20mm, antes de reiniciar el trabajo.
NOTA: DEBE REGULAR LAS PRESIONES PARA UN PROCESO DE SOLDADURA; 5psi PARA
EL ACETILENO y 20psi PARA EL OXÍGENO.
Investigación Complementaria
1. Investigue ampliamente sobre los procesos de corte por plasma y
oxicorte. Tenga en cuenta que deberá incluir introducción,
objetivos, características, ventajas, desventajas, entre otras. No
olvidar las conclusiones.
2. En que consiste la centralización de un sistema oxiacetilénico.
Incluya un diagrama de este tipo de sistema.
Nota: reporte de 3 a 4 páginas, sin incluir la portada.
Bibliografía
Manual de Soldador
OXGASA
Soldadura, Aplicaciones y Prácticas
o
Henry Horwitz
o
Editorial Alfaomega
Tecnología de los Procesos de Soldadura
o
P. T. Houldcroft
o
Editorial Ceac
Manual de Soldadura con Llama
o
Gonzáles Vásquez, J.