4-MAG-Los Consumibles

CURSO DE SOLDADURA POR ARCO
CON PROTECCIÓN GASEOSA.
LOS CONSUMIBLES (Alambres y Gases)
DEFECTOS: CUSAS Y SOLUCIONES.
Ñ
RECOPILADO Y ARMADO POR:
Juan Antonio Alonso
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
SUMARIO.
Introducción: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Los Consumibles: Alambres (Sólidos o Tubulares) y Gases para
la Soldadura por los Procesos MAG/MIG: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Criterios para la Clasificación: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Sistema de Clasificación A.W.S.: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Sistema de Clasificación I.S.O./E.N.864: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Sistema de Clasificación I.R.A.M./I.A.S. U 500-166: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Los Gases de Protección: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Argón: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Helio: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Dióxido de Carbono (CO2): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Mezcla de Argón y CO2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Mezcla de Argón y Oxígeno: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Mezcla de Argón, Helio y CO2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Regulación del Caudal del Gas de Protección: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Defectos en las Soldaduras por el Proceso Semiautomático (Causas y Soluciones): . . . . . . . . . . . . 16
Porosidad Causada por Protección Insuficiente: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Falta de Fusión o de Penetración: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Grietas: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Mordeduras: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Proyecciones: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Agujeros: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Falta de Espesor, Material o Relleno del Chaflán: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Exceso de Metal Aportado: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Cordón Irregular: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Fallas en el Equipo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Defectos Propios de la Soldadura con Alambres Tubulares: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
Porosidad: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Grietas: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
Inclusiones de Escoria: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
EJERCICIOS: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
J. A. A.
2
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
INTRODUCCIÓN.
Una de las mayores preocupaciones del soldador, en el ejercicio de su profesión, debe ser
con respecto a la calidad de las soldaduras por él ejecutadas. Varias veces, una soldadura cuyo
aspecto nos da una sensación de confianza puede, en realidad, presentar discontinuidades o fallas
(visibles o no) que, evidentemente, comprometerán el conjunto u obra por el soldado.
Por lo tanto, en este cuaderno luego de dar una noción de los alambres y su clasificación,
como así también sobre los diferentes tipos de gases de protección y sus mezclas; enumeraremos las
principales causas de discontinuidades que pueden ocurrir en una soldadura por arco con protección
gaseosa, y sus posibles soluciones. Este material fue tomado y adaptado del recomendado por el
sistema Europeo Armonizado para la Enseñanza y Formación en la Tecnología de la Soldadura de la
"Federación Europea de Soldadura, EWF".
J. A. A.
3
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
LOS CONSUMIBLES: ALAMBRES (sólidos o tubulares) Y
GASES PARA LA SOLDADURA POR EL PROCESO MAG/MIG.
En el proceso de soldadura MAG/MIG se utilizan como consumibles alambres sólidos o
tubulares, y distintos tipos de gases, puros o mezclados, tanto para la soldadura de los aceros de bajo
carbono como también de baja aleación o inoxidables; igualmente se pueden soldar los materiales no
ferrosos como por ejemplo: Aluminio y sus aleaciones, Cobre y sus aleaciones, etc.
Para los diferentes tipos de alambres tanto sólidos como tubulares, existen normas que los
clasifican, la mas conocida es la del A.W.S. (American Welding Society = Sociedad Americana de
Soldadura) que son iguales que las del A.S.M.E. (American Society for Mechanical Engineering =
Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos), estas normas son las mas conocidas mundialmente.
Otra norma importante es la I.S.O./E.N. (International Organization for Standardization / European
Norm = Organización Internacional de Normalización / Norma Europea). En la Argentina existe la
norma nacional I.R.A.M./I.A.S. (Instituto Argentino de Racionalización de Materiales/ Instituto
Argentino de Siderurgia).
A continuación y por la razón de ser la más popular, se detalla la norma de la A.W.S. En este
sistema, con excepción de los gases, todos los alambres (sólidos o tubulares) habitualmente
utilizados están contenidos en ella; en particular serán dadas las especificaciones:
A.W.S. A5.18-93 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para
la soldadura por arco con gas de protección de los aceros al
carbono.
A.W.S. A5.28-79 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para
la soldadura por arco con gas de protección de los aceros de baja
aleación.
A.W.S. A5.20-79 Especificación para la clasificación de los alambre tubulares para
la soldadura por arco de los aceros al carbono.
A.W.S. A5.29-80 Especificación para la clasificación de los alambres tubulares para
la soldadura por arco de los aceros de baja aleación.
A.W.S. A5.9-81 Especificación para la clasificación de los alambres y varillas para
la soldadura por arco de los aceros inoxidables.
A.W.S. A5.22-80 Especificación para la clasificación de los alambre tubulares para
la soldadura por arco de los aceros resistentes a la corrosión, al
cromo y al cromo-níquel.
Criterios de la clasificación.
La clasificación de los alambres, sólidos o tubulares, es realizada teniendo como base las
propiedades mecánicas del metal aportado en la condición de como soldado, tipo de gas de
protección y composición química.
J. A. A.
4
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
Estos datos son validos para los alambres de la especificación A.W.S. A5.18; para los
alambres de la especificación A.W.S. A5.28, también son validos todos los valores descritos
anteriormente, pero ampliados con la composición química del metal depositado.
En el caso de los alambres tubulares, como por ejemplo los de la especificación A.W.S.
A5.20, estos valores son complementados con la indicación de la posición de soldadura; en los
alambres tubulares de la especificación A.W.S. A5.29 se sigue el mismo sistema de la especificación
anterior con el agregado de la indicación de la composición química del metal depositado.
En cambio en las especificaciones A.W.S. A5.9-81de alambres y varillas y la A.W.S. A5.22
de alambres tubulares son clasificados de acuerdo con la composición química del acero "resistente
a la corrosión, al cromo y al cromo-níquel"(inoxidable) por ellos depositados.
Sistema de clasificación.
La clasificación de los alambres sólidos de las especificaciones A.W.S. A5.18 y A.W.S.
A5.28, tiene las siguientes características:
ER XX # - X
1
2
3
4
Donde:
1 - Las letras ER, cuando utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de alambre
o varilla, aplicable a los procesos de soldadura MAG/MIG, TIG o Plasma.
2 - Estos dígitos, que también podrían llegar a tres, indican la resistencia a la tracción
mínima del metal depositado en miles de libras por pulgada cuadrada. Algunos ejemplos se dan en la
Tabla: 1.
J. A. A.
5
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
TABLA 1
ALAMBRE
O VARILLA.
LIMITE DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN (Mínimo)(1).
Lbs./pul2
MPa.
ER 70 # - X
70.000
480
ER 80 # - X
80.000
550
ER 90 # - X
90.000
620
ER 100 # - X
100.000
690
ER 110 # - X
110.000
760
ER 120 # - X
120.000
830
Nota: (1) Las probetas son preparadas en las condiciones establecidas por la propia
especificación, especialmente en lo que se refiere al pre-calentamiento,
temperatura entre pasadas y tratamiento térmico.
3 - Este dígito, en forma de letra, señala lo siguiente:
S = Indica que se trata de un alambre sólido.
C = Significa que se trata de un material compuesto.
4 - Este ultimo dígito indica la composición química del metal depositado (en porcentaje
- % -), en el caso de la especificación A5.18 - Alambres y varillas para la soldadura por arco con
protección gaseosa de los aceros al carbono, esta integrado por un solo numero (ver tabla: 2) y,
en cambio en la especificación A5.28 - Alambre y varillas para la soldadura por arco con gas de
protección de los aceros de baja aleación, y esta integrado por letras y números (ver tabla: 3).
TABLA 2 (Esp. A5.18)
Clasificación
A.W.S.
C(1)
Mn(1)
Si(1)
P(1)
S(1)
Cu(1)
ER 70S-2
0,07
0,90 a 1,40
0,40 a 0,70
0.025
0,035
0,50
ER 70S-3
0,06 a 0,15
0,90 a 1,40
0,45 a 0,70
"
"
"
ER 70S-4
0,07 a 0,15
1,00 a 1,50
0,65 a 0,85
"
"
"
ER 70S-5
0,07 a 0,19
0,90 a 1,40
0,30 a 0,60
"
"
"
ER 70S-6
0,07 a 0,15
1,40 a 1,85
0,80 a 1,15
"
"
"
ER 70S-7
0,07 a 0,15
1,50 a 2,00
0,50 a 0,80
"
"
"
ER 70S-G
N E(2)
NE
NE
NE
NE
NE
J. A. A.
6
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
TABLA 3 (Esp. A5.28)
DÍGITO
ALAMBRES ALEADOS AL :
B 2 al B 3
Cromo (Cr) - Molibdeno (Mo)
N 1 al N 3
Níquel (Ni)
D2
Manganeso (Mn) - Molibdeno (Mo)
S 1 al S-G
Cualquier elemento.
NOTA : (1) Todos los valores son dados en porcentaje.
(2) N E = No Especificado.
La clasificación de los alambre tubulares para la soldadura por arco de los aceros al
carbono - especificación A.W.S. A5.20 - y la de los alambres tubulares para la soldadura por
arco de los aceros de baja aleación - especificación A.W.S. A5.29 - tienen características
similares a las dos especificaciones anteriores, pero se incluye la indicación de la posición de
soldadura, como veremos a continuación:
E XXTX - XX
1
2
3 4 5
6
Donde:
1 - La letra E designa un alambre-electrodo.
2 - Este dígito indica el límite de resistencia a la tracción mínima del metal depositado en
Lbs./pul2, en las condiciones de como soldado, (ver tabla 4).
TABLA 4
CLASIFICACIÓN
A.W.S.
LIMITE DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN (Mínimo)(1).
Lbs./pul2
MPa.
E 6XT - X
62.000
428
E 7XT - X
72.000
497
E 8XT - X
80.000
550
E 9XT - X
90.000
620
E 10XT - X
100.000
690
3 - Este dígito indica la posición de soldadura para la cual el alambre es recomendado y
así obtener resultados satisfactorios:
J. A. A.
7
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
0 - Posición plana u horizontal.
1 - Todas las posiciones.
4 - La letra T indica que se trata de un alambre tubular, es decir un tubo cuyo interior esta
relleno de un polvo o "flux".
5 - El significado de este dígito es el de señalar el desempeño del consumible (ver tabla
5).
TABLA 5
Clasificación
A.W.S
TÉCNICA, PROTECCIÓN Y POLARIDAD.
Técnica
Operativa.
Protección
Externa.
Corriente y
Polaridad.
E XXT - 1
Pases múltiples.
CO2
C.C. - Positiva.
E XXT - 2
Pase simple.
CO2
C.C. - Positiva.
E XXT - 3
Pase simple.
No
C.C. - Positiva.
E XXT - 4
Pases múltiples.
No
C.C. - Positiva.
E XXT - 5
Pases múltiples.
CO2
C.C. - positiva.
E XXT - 6
Pases múltiples.
No
C.C. - Positiva.
E XXT - 7
Pases múltiples
No
C.C. - Negativa.
E XXT - 8
Pases múltiples.
No
C.C. - Negativa.
E XXT - 10
Pase simple.
No
C.C. - Negativa.
E XXT - 11
Pases múltiples.
No
C.C. - Negativa.
E XXT - G
Pases múltiples.
(1)
(1)
E XXT - GS
Pase simple.
(1)
(1)
Nota: (1) Los requisitos de protección gaseosa, corriente y polaridad pueden ser establecidos,
de acuerdo entre el comprador y el proveedor o fabricante.
6 - Este carácter, que esta integrado por letras y números, indica la composición química
del metal depositado (ver tabla 6).
J. A. A.
8
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
TABLA 6
DÍGITO
A1
ALAMBRES TUB. ALEADOS AL:
Molibdeno (Mo).
B 1 al B 3
Cromo (Cr) - Molibdeno (Mo).
Ni 1 al Ni 3 Níquel (Ni).
D 1 al D 3
Manganeso (Mn) - Molibdeno (Mo).
K 1 al K 3
Otros elementos de aleación.
G
Solo un elemento de aleación.
W
Cobre (Cu).
La clasificación de los consumibles para la soldadura de los aceros inoxidables, o
también denominados resistentes a la corrosión, al cromo y al cromo-níquel, tanto de la
especificación A.W.S. A5.9 Alambres y Varillas (sólidos), como de la A.W.S. A5.22 Alambres
Tubulares, es realizada teniendo como base la composición química del metal depositado por los
mismos; y es similar a la clasificación adoptada por la A.I.S.I. - American Iron and Steel
Institute (Instituto Americano del Hierro y el Acero) para los aceros de esas mismas propiedades.
La clasificación de los Alambres y Varillas de la especificación A.W.S. A5.9 tiene las
siguientes características:
ER XXX##
12
3
Donde:
1 - La letra E designa un alambre-electrodo.
2 - La letra R designa una varilla.
1+2 - Cuando las letras ER son utilizadas juntas, se refieren al consumible en la forma de
un alambre o varilla, aplicable en los procesos Arco Sumergido, MAG/MIG, TIG e Hidrógeno
Atómico.
3 - Estos dígitos, normalmente en número de tres, señalan la composición química del
metal depositado de acuerdo con lo definido en la clasificación de A.I.S.I. para los aceros del
mismo tipo; y también puede venir seguidos de letras que indican una composición específica.
J. A. A.
9
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
La suma de el símbolo de algún elemento (por ejemplo: Mo) después de la clasificación,
significa que el contenido de este elemento fue alterado en relación a la composición química
original.
Ejemplos:
ER308 - Corresponde a la misma característica de un acero de la clasificación A.I.S.I.
(308 =18Cr-8Ni).
ER308L - La misma composición química del ER308, pero con menor contenido de
carbono.
ER308MoL - La misma composición química del ER308L, pero con un contenido de
Molibdeno (Mo) de 2 a 3%.
La clasificación de los Alambres Tubulares de la especificación A.W.S. A5.22 tiene las
siguientes características:
E XXXT - X
1
2
3
4
Donde:
1 - La letra E designa a un alambre-electrodo.
2 - Estos dígitos, normalmente en número de tres a cinco, señalan la composición
química del metal depositado, (ver ítem 3 en esta misma página).
3 - La letra T indica que se trata de un alambre tubular, es decir un tubo cuyo interior esta
relleno de un polvo o "flux".
4 - Este dígito indica el medio de protección, la corriente y polaridad a emplearse durante
la soldadura. Los medios de protección cubiertos por esta especificación son los siguientes:
E XXXT-1 - CO2 (corriente continua - polaridad positiva).
E XXXT-2 - Argón + 2% de oxígeno (corriente continua - polaridad positiva).
E XXXT-3 - Sin protección externa (corriente continua - polaridad positiva).
E XXXT-G - No especificado.
J. A. A.
10
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
Prosiguiendo con la clasificación de los alambres, sólidos o tubulares, mencionaremos a
continuación la norma I.S.O./E.N. 864 "Alambres sólidos para la Soldadura por Arco con Gas
de Protección de los Aceros al Carbono"; hasta el presente momento esta norma solo hace
mención a la tolerancia con respecto al diámetro de los alambres y a las dimensiones y formas de
los carretes para su bobinado.
Prosiguiendo con la clasificación de los alambres, sólidos o tubulares, se presentan las
características mas importantes de la norma I.R.A.M.-I.A.S. U 500-166 - "Alambres y Varillas
de Acero al Carbono para la Soldadura por el Proceso por Arco Eléctrico con Protección
Gaseosa".
Esta norma es muy parecida con la especificación A5.18 de la A.W.S.; y los alambres son
designados, fundamentalmente, de acuerdo con las propiedades mecánicas, composición química
y tipo de gas de protección.
Sistema de clasificación:
# XXS-X
1
2
3
4
Donde:
1 - Este dígito, en forma de letra, señala lo siguiente:
E : Indica que se trata de un alambre-electrodo.
V : Significa que se trata de una varilla.
2 - Este dígito expresa la resistencia a la tracción mínima del metal depositado en
decenas de mega pascal, ejemplo: 50 = 500Mpa.
3 - La letra S indica que se trata de un alambre sólido.
4 - Este último digito, define la composición química, ver Tabla 7.
J. A. A.
11
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
TABLA 7
COMPOSICIÓN QUÍMICA (%)
Designación
P
S
Cu
(máx.) (máx.) (máx.)
C
Mn
Si
Ti
Zr
Al
X50S - 2
0,07
(máx.)
0,90
a
1,40
0,40
a
0,70
0,025
0,035
0,50
0,05
a
0,15
0,02
a
0,12
0,05
a
0,1`5
X50S - 3
0,06
a
0,15
0,90
a
1,40
0,45
a
0,70
0,025
0,035
0,50
----
----
----
X50S - 6
0,07
a
0,15
1,40
a
1,85
0,80
a
1,15
0,025
0,035
0,50
----
----
----
X50S - G
N E(1)
NE
NE
NE
NE
NE
NE
NE
NE
NOTA :(1) N E = No Especificado.
J. A. A.
12
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
LOS GASES DE PROTECCIÓN.
En los procedimientos de soldadura por arco con gas de protección, el gas protector tiene
una gran influencia, tanto en las propiedades del metal depositado como en la estabilidad del arco.
Por lo tanto en necesario que la soldadura se realice en una atmósfera controlada.
En el proceso MAG/MIG se consigue la atmósfera controlada rodeando el arco con un gas,
que es proporcionado a través de la tobera. El aire de la zona de soldadura es desplazado por la
corriente del gas protector, como resultado, el arco y el baño de fusión se mantienen en el interior de
esa atmósfera protectora, en otras palabras, la finalidad del gas protector es evitar que el metal
fundido entre en contacto con el aire. El aire, que nos rodea, esta compuesto de un 78% de
nitrógeno, 21% de oxígeno, 0,94% de argón, 0,04% de otros gases (principalmente bióxido de
carbono, CO2) y de una cierta cantidad de agua, en forma de vapor (hidrógeno), proveniente de la
humedad ambiente.
De los gases que se encuentran en la atmósfera, los más perjudiciales para la operación de
soldadura son: el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno. Las consecuencias de la combinación de
estos gases con el metal fundido, o aun incandescente, son las siguientes: el hidrógeno al disociarse
en el arco eléctrico produce poros con el consabido debilitamiento del metal depositado; el nitrógeno
al combinarse con el hierro forma un compuesto llamado nitruro de hierro cuya característica es su
gran dureza, transformando al metal depositado en un metal frágil; el oxígeno al combinarse con el
hierro forma óxidos de hierro, disminuyendo las propiedades mecánicas del metal depositado.
Dado lo perjudicial de los efectos ocasionados por estos tres gases, se hace indispensable
eliminarlos de las inmediaciones del arco o del metal fundido durante la operación de soldadura.
Esto es conseguido por la acción de los gases de protección, que son divididos en dos grupos: inertes
o activos.
Los primeros son elementos muy estables que no reaccionan con otras sustancias; en la
naturaleza solo se encuentran seis gases inertes - Helio, Neón, Argón, Kriptón, Xenón y Radón - y
en la soldadura solo se utilizan el Helio y el Argón, por ser los únicos que pueden obtenerse en
cantidades y precios razonables.
Los segundos son básicamente el Bióxido de Carbono (CO2) y cualquiera de las mezclas que
contengan este gas que, por su condición de activos y al reaccionar con otros elementos, se hace
necesario la utilización de alambre ricos en elementos desoxidantes como por ejemplo: Manganeso
(Mn) y Silicio (Si), para compensar su acción oxídante.
Argón.
Este gas es utilizado como medio de protección, en la soldadura por fusión, desde hace
muchos años; y se lo obtiene por destilación del aire, previamente licuado.
El Argón puro solo es utilizado como gas de protección en las soldadura de metales como el
aluminio (Al), cobre (Cu), níquel (Ni) y titanio (Ti); en cambio si se lo emplea en la soldadura de los
aceros, tiene tendencia a producir mordeduras y cordones con bordes muy irregulares.
J. A. A.
13
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
Helio.
Al igual que el Argón es un gas inerte, y se lo obtiene a partir de un proceso de destilación
fraccionada del gas natural, similar al que se aplica en la obtención del Argón.
Su principal aplicación se circunscribe a la soldadura de los metales no ferrosos, como por
ejemplo: el aluminio (Al), cobre (Cu) y el magnesio (Mg).
Dióxido de carbono (CO2).
La mayor utilización del CO2, como gas de protección, se encuentra en la soldadura de los
aceros al carbono.
La característica principal de este gas es la proporcionar soldaduras con una mayor
penetración, sumándole a esto el hecho de ser mucho mas barato que el Argón y otros gases
protectores.
Mezcla Argón y CO2.
Al soldar aceros al carbono con la protección de CO2 puro no permite alcanzar las mejores
características del arco. Este problema suele aparecer en las uniones en las que debe cuidarse
especialmente un buen aspecto superficial y reducir al mínimo las salpicaduras; en este caso se
recurre a las mezclas de argón + CO2.
Las mezclas de argón + CO2 pueden ser utilizadas en la soldadura de los aceros al carbono,
de baja aleación y algunos tipos de inoxidables.
Mezcla de Argón y Oxígeno.
Al soldar los aceros al carbono y con el objetivo de mejorar los bordes del cordón y la forma
de penetración que se obtiene con argón puro, se puede utilizar mezclas de argón + oxígeno al 1, 2, o
5%.
El oxígeno aumenta la penetración mejora el aspecto de la junta y disminuye la tendencia a
formar mordeduras.
Las mezclas de argón + oxígeno son muy utilizadas en la soldadura de los aceros al carbono,
de baja aleación e inoxidables.
Mezcla de Argón, Helio y CO2.
El mayor campo de aplicación de este tipo de mezclas es la soldadura de los aceros
inoxidables austeníticos ( de acuerdo con A.I.S.I. son los de la serie de los 300).
La utilización de estas mezclas permite conseguir cordones de buen aspecto y con un
refuerzo o sobre espesor muy bajo, lo que es muy interesante cuando se pretenda una superficie lisa
J. A. A.
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Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
y sin un refuerzo elevado. Por esas razones, se emplea en la soldadura de las tuberías de aceros
inoxidables.
REGULACIÓN DEL CAUDAL DEL GAS DE PROTECCIÓN.
En el proceso de "Soldadura por Arco con Protección Gaseosa" (MAG/MIG), la zona de
fusión debe ser protegida contra el contacto del aire atmosférico, para evitar su contaminación; de lo
contrario podrían aparecer poros u otros defectos.
Para prevenir el aparecimiento de estas deficiencias es indispensable mantener el caudal de
gas necesario para logras una buena protección.
Formula empírica para determinar el caudal necesario para la protección :
Caudal de gas en l/min. = 10
diámetro del alambre-electrodo, en mm.
Ejemplo : Diámetro del alambre-electrodo = 1,0 mm.
Caudal del gas de protección necesario = 10 l/min.
DIAGRAMA PARA COMPROBAR EL EXACTO CAUDAL DE GAS DE
PROTECCIÓN, CONSIDERANDO LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE
ELÉCTRICA PARA LA SOLDADURA.
J. A. A.
15
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
Defectos en las Soldaduras por el Proceso Semiautomático.
(Causas y Soluciones).
En primer lugar se da un detalle de los defectos típicos de las soldaduras realizadas con el
proceso de soldadura por arco con alambre sólido o tubular con o sin protección gaseosa.
1.- Porosidad Causada por Protección insuficiente.
CAUSA.
SOLUCIÓN
* Caudal de gas bajo que produce una protección
defectuosa o proyecciones en la tobera que reduce
la sección de ésta.
* Aumentar el caudal de gas de protección y retirar
las proyecciones de la tobera.
En el caso de haberse atascado el manorreductor
por hielo utilizar calentadores entre el cilindro y el
manorreductor.
* Caudal de gas alto. La turbulencia generada por * Disminuir el caudal para eliminar la turbulencia
excesivo caudal permite que el aire se introduzca el
la zona del arco.
* Excesivas corrientes de viento.
* Usar pantallas para proteger la zona de soldadura
del viento.
* Material base o alambre/electrodo contaminado o * Extremar la limpieza del material base y utilizar
sucio.
exclusivamente alambres/electrodos limpios y
secos.
* Tensión elevada.
* Disminuir la tensión.
* Longitud de alambre muy grande
* Acortar la extensión y determinar la tensión
adecuada.
* Insuficiente protección debida a una velocidad de * Reducir la velocidad.
soldadura elevada.
J. A. A.
16
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
* Pistola o torcha demasiado separada de la pieza.
* Acercar la pistola a la pieza. Mantener la pistola
al final de la soldadura hasta que ésta se solidifique.
* Ángulo de desplazamiento demasiado grande.
* Disminuir el ángulo de desplazamiento (situar la
pistola más vertical).
* Contaminación del gas de protección.
* Utilizar gases de protección de buena calidad.
Confirmar que los cilindros han sido purgados
(excepto las de hidrógeno y mezclas con hidrógeno)
antes de su utilización.
2.- Falta de Fusión o de Penetración
Nota: El baZo de fusión no aporta, por si solo, la cantidad de calor suficiente para fundir el material base,
solamente el calor aportado por el arco es capaz de hacerlo. Si el arco no llega a las caras o a la raíz de la
unión se producirá la falta de fusión.
* Parámetros de soldadura no adecuados.
* Aumentar la tensión y la velocidad de
alimentación del alambre.
Reducir la velocidad de desplazamiento.
Disminuir la “extensión”.
Reducir la dimensión del alambre.
Reducir el espesor de cada cordón de soldadura.
* Manipulación de la pistola inadecuada (ubicación * Distribuir el calor del arco en forma simétrica
de la pistola asimétrica respecto a los lados del
respecto a ambas piezas.
bisel).
J. A. A.
17
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
* Pistola con inclinación excesiva hacia un lado.
* Mantener la inclinación correcta.
* Falta de accesibilidad.
* Cambiar el diseZo de la unión o elegir una
boquilla de menor tamaZo.
* DiseZo inapropiado de la junta.
* Aumentar el ángulo del chaflán.
Reducir el talón.
Reducir el desalineamiento.
Aumentar el ángulo del chaflán.
* Realizar la soldadura sobre cordones con excesivo * Eliminar el exceso de sobreespesor mediante un
sobreespesor.
amolado.
* Empalme entre cordones defectuoso.
* Amolar el final del cordón anterior y cebar el arco
antes del final del cordón.
* Superficies del chaflán sucias o con restos de
pintura, aceite o grasa.
* Limpiar, y decapar si fuera necesario, las
superficies del chaflán.
* Técnica de soldadura inadecuada.
* Cuando se realicen cordones con oscilación.
Pararse momentáneamente en los extremos.
J. A. A.
18
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
* Cordones excesivamente anchos sin llegar a
fundir el chaflán.
* Limitar la anchura del cordón, cuando el chaflán
se ensancha es preferible realizar 2 cordones
estrechos a uno ancho
* BaZo de fusión se adelanta al arco e impide la
* Reducir el espesor de cada cordón individual.
Disminuir la velocidad de alimentación del alambre
perfecta fusión de los bordes, esto ocurre por:
en vertical descendente.
velocidad de desplazamiento baja o tasa de
deposición (velocidad de alimentación del alambre)
demasiado alta. Este defecto puede ocurrir más
fácilmente en la posición vertical descendente
* Ángulo de desplazamiento demasiado grande.
* Reducir el ángulo de desplazamiento.
3.- Grietas.
* Sujeción excesiva.
* Reducir la sujeción.
Precalentar
Utilizar un metal de aportación más dúctil.
* Alambre/electrodo inadecuado.
* Revisar la composición del alambre/electrodo.
* Penetración excesiva respecto a la anchura del
cordón.
* Disminuir la velocidad de alimentación del
alambre o aumentar la tensión.
* Aportación de calor demasiado elevada que causa * Reducir la tensión, la velocidad de alimentación
grandes deformaciones.
del alambre o aumentar la velocidad de
desplazamiento.
J. A. A.
19
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
* Tensiones residuales elevadas, enfriamiento
rápido y grandes deformaciones.
* Precalentar para reducir el nivel de las tensiones
residuales, utilizar una secuencia de soldadura
adecuada.
4.- Mordeduras.
* Tensión excesiva.
* Disminuir la tensión.
* Intensidad excesiva.
* Reducir la velocidad de alimentación del alambre.
* Movimiento lateral rápido.
* Dar un movimiento lateral más lento y retener un
poco a los lados del cordón.
* Velocidad de desplazamiento excesiva.
* Disminuir la velocidad de desplazamiento.
* Pistola o torcha con inclinación excesiva.
* Mantener la inclinación adecuada de la pistola o
torcha.
5.- Proyecciones.
* Humedad del gas.
* Emplear gas de protección debidamente seco.
* Arco demasiado largo.
* El arco debe tener una longitud de unos 3 mm.
* Intensidad demasiado elevada.
* Disminuir la velocidad de alimentación del
alambre.
* Tensión muy elevada.
* Disminuir la tensión, con tensión alta las
proyecciones son muy grandes.
* Pistola o torcha al polo negativo.
* Conectar la pistola o torcha en el polo positivo.
* Extremo libre del alambre/electrodo excesivo
* Disminuyendo la longitud libre del alambre
disminuyen las proyecciones
* Velocidad de soldadura alta.
* Seleccionar la velocidad adecuada.
* Inclinación excesiva de la pistola o torcha.
* Llevar la inclinación correcta.
6.- Agujeros.
* Intensidad muy elevada.
* Disminuir la intensidad para evitar la perforación
de la chapa.
* Tensión de arco muy baja.
* Aumentar la tensión y disminuirá la penetración
* Movimiento de desplazamiento muy lento.
* Aumentar la velocidad de desplazamiento.
* Bordes de las chapas muy separados.
* Disminuir la separación entre los bordes.
* Metal base muy caliente.
* dejar enfriar antes de depositar un nuevo cordón.
7.- Falta de Espesor. Falta de Material o Relleno Insuficiente del Chaflán.
* Velocidad excesiva.
* Disminuir la velocidad de desplazamiento.
J. A. A.
20
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
8.- Exceso de Metal Aportado
* Diámetro de alambre demasiado grueso.
* Utilizar alambre/electrodo de menor diámetro.
* Velocidad de desplazamiento muy lenta.
* Aumentar la velocidad de desplazamiento.
9.- Cordón Irregular.
* Intensidad excesiva.
* Disminuir la intensidad.
* Tensión muy baja.
* Aumentar la Tensión.
* Movimiento de avance irregular.
* Dar a la pistola o torcha un movimiento de avance
uniforme.
* Avance irregular del alambre/electrodo.
* Dar más presión a los rodillos de arrastre del
alambre/electrodo. Cambiar las quías si están
desgastadas. Cambiar el tubo de contacto si está
desgastado o si tiene irregularidades en su interior.
* Arco muy largo.
* Disminuir la longitud del arco.
Excesiva inclinación de la pistola o torcha.
* Colocar la Pistola o torcha con la inclinación
adecuada.
10.- Fallas en el Equipo.
Componente
Causa de la falla
* Rodillos de la unidad de alimentación
* TamaZo del perfil del rodillo demasiado grande o
que se ha desgastado por el uso.
Rodillo muy pequeZo,
* Presión del rodillo del alimentador de alambre.
* Presión de contacto demasiado ligera.
Presión de contacto demasiado fuerte que produce
excesivo rozamiento o deforma el alambre.
J. A. A.
21
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
* Mangueras.
* Retorcimiento o doblado de las mangueras.
* Tobera o boquilla.
* Parcialmente obturadas por las proyecciones.
Holgura.
* Cable de masa.
* Limpieza inadecuada de la conexión.
Holgura en la conexión.
* Bobina de alambre.
* Freno demasiado débil o demasiado fuerte.
* Guía del alambre.
* Distancia desde el rodillo alimentador es muy
grande o agujero desgastado.
J. A. A.
22
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
* Tubo de contacto.
* Tubo de contacto con el orificio demasiado
grande o desgastado por el uso.
Orificio demasiado pequeZo
Tubo de contacto deteriorado por la excesiva
tensión de soldadura.
* Situación correcta del tubo de contacto
Para cortocircuito.
* Tubo de contacto muy separado del extremo
de la tobera-
Incorrecto
O
Para “spray”
J. A. A.
23
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
11.- Defectos Propios de la Soldadura con Alambres Tubulares
(Con o sin protección gaseosa).
Finalizando el listado de los defectos en las soldaduras por el proceso semiautomático, se
da un detalle de los defectos propios de la soldadura con alambres tubulares.
Porosidad:
Causa.
Solución.
* Alambre tubulares contaminados o sucios.
* Desengrasar.
Evitar la suciedad en el taller.
Secar los alambres.
* Insuficiente cantidad de fundente en el alambre.
* Cambiar de alambre.
* Extensión visible (“stickout”) muy grande.
* Acortar la extensión y determinar la tensión
adecuada.
* Extensión visible (“stickout”) muy pequeZa
(para la soldadura autoprotegida).
* Alargar la extensión y determinar la tensión
adecuada.
Grietas:
* Defecto en el llenado del alambre/electrodo.
* Cambiar de alambre.
Inclusiones de escoria:
* Intensidad de corriente muy débil.
* Aumentar la intensidad para la escoria se funda y
flote en el baZo.
* Cordones mal distribuidos.
* Distribuir los cordones de forma que no queden
estrías muy profundas donde se quede encajada la
escoria.
* Movimiento de avance irregular y demasiado
ancho.
* Dar un movimiento de avance regular y
disminuir la anchura del cordón.
J. A. A.
24
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
EJERCICIOS.
Señale con una x , la alternativa correcta en cada uno de los puntos a seguir:
1.-
2.-
3.-
¿Que significa el 2º dígito en la clasificación del alambre-electrodo ER 70 S-3?
a.
Composición química.
b.
Posición de soldadura.
c.
Resistencia al impacto.
d.
Resistencia a la tracción.
¿Cual es la diferencia entre un alambre-electrodo ER 70 S-3 y ER 70 S-6?
a.
El contenido de azufre.
b.
El contenido de carbono.
c.
El contenido de fósforo.
d.
El contenido de manganeso y silicio.
¿Que significa el 3º dígito en la clasificación del alambre-electrodo E 71 T-1?
a.
Composición química.
b.
El desempeño del consumible (técnica, protección y polaridad).
c.
Posición de soldadura.
d.
Resistencia a la tracción.
J. A. A.
25
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
4.-
5.-
6.-
¿Que significa el 5º dígito en la clasificación del alambre-electrodo E 71 T-4?
a.
Composición química.
b.
El desempeño del consumible (técnica, protección y polaridad).
c.
Posición de soldadura.
d.
Resistencia al impacto.
¿Cual es gas de protección que tiene intensa actividad en el baño de fusión?
a.
El argón.
b.
El argón + CO2.
c.
El dióxido de carbono (CO2).
d.
El helio.
¿Cual es el gas de protección que se obtiene a partir del aire licuado?
a.
El argón.
b.
El dióxido de carbono (CO2).
c.
El helio.
d.
El hidrógeno.
J. A. A.
26
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
7.-
8.-
9.-
¿Cual es el gas de protección que, con mayor facilidad, provoca salpicaduras durante
la soldadura?
a.
El argón.
b.
El argón + CO2.
c.
El argón + oxígeno.
d.
El dióxido de carbono (CO2).
¿Cual es el caudal del gas de protección que debe utilizarse en la soldadura de una
junta en ángulo en la posición plana y con un alambre-electrodo de 1,0mm. de
diámetro?
a.
De 5 a 8 l/min.
b.
De 9 a 12 l/min.
c.
De 13 a 16 l/min.
d.
De 17 a 20 l/min.
¿ De que forma se puede impedir que el metal depositado ultra-pase el baño de fusión
en una soldadura por el proceso MAG/MIG?
a.
Aumentando la distancia entre el pico de contacto y la pieza.
b.
Aumentando la velocidad de alimentación del alambre-electrodo.
c.
Disminuyendo la inclinación de la torcha.
d.
Disminuyendo la velocidad de avance de la torcha.
J. A. A.
27
Los Consumibles (Alambres y Gases) – Defectos: Causas y Soluciones.
10.-
11.-
12
¿Que información se tomo como referencia para la selección de los rodillos
alimentadores?
a.
La composición química del alambre-electrodo.
b.
La dimensión de la bobina.
c.
El diámetro del alambre-electrodo.
d.
La velocidad de alimentación del alambre-electrodo.
¿Cuál es la consecuencia de la utilización de un pico de contacto con diámetro mayor
que el apropiado?
a.
El alambre-electrodo se atasca dentro del pico de contacto.
b.
Mejora el pasaje de la corriente eléctrica para el alambre-electrodo.
c.
Ninguna.
d.
Empeora el pasaje de la corriente eléctrica para el alambre-electrodo.
¿Que sucede si la tobera de la torcha estuviera con exceso de salpicaduras en su
interior?
a.
La corriente eléctrica es interrumpida.
b.
El arco eléctrico es desviado.
c.
Disminuye el caudal de gas de protección.-
d.
Se produce el soplo magnético.
J. A. A.
28