Protección de raíz

Soldadura con
protección de raíz
Cordón inferior y protección de raíz
garantizan una soldadura perfecta
Beneficios
Desde hace más de 40 años la protección de raíz
ha dado buenos resultados en la técnica de
soldadura ya que aumenta la calidad del cordón
de soldadura y reduce los gastos adicionales que
resultan de los trabajos de acabado, del
decapado, los transportes correspondiente y la
perdida de tiempo la cual no es insignificante.
Con la protección de raíz es posible alcanzar
cordones de soldadura y raíces que no requieran
ningún repaso.
Protección de raíz
Como protección de raíz se considera bañar la
raíz del cordón de soldadura y la zona de
influencia térmica con gases inertes y desplazar
al mismo tiempo el oxígeno del ambiente. Este
método se emplea para la soldadura de
materiales sensibles a los gases, por ejemplo
para aceros de CrNi de alta aleación para
garantizar la resistencia de estos materiales a la
corrosión.
Sin esta protección, de raíz las raíces y la zona de
influencia térmica oxidan debido al oxígeno
contenido en el ambiente. Incluso para la
elaboración de tubos de acero sin aleación se usa
a veces Formiergas para alcanzar una mayor
calidad de la raíz.
La soldadura de materiales sensibles a los gases,
como por ejemplo el titanio, el circonio, el
molibdeno o el magnesio, es imposible sin
protección de raíz.
Raíz sin protección
Raíz con protección
Corriente laminar y turbulenta
Corriente laminar en vez de turbulencias
Para poder trabajar con alta calidad y de forma
económica es necesario que se respeten
algunas normas fundamentales. Una de las más
importantes se refiere a la alimentación del gas
inerte al área del cordón de soldadura. Nunca
debe llevarse a cabo descontroladamente. El
abastecimiento óptimo del gas de protección se
realiza de forma laminar. En caso de una
corriente turbulenta se produce una perturbación
que a su vez llega a mezclar el Formiergas con el
gas ambiente. Una corriente laminar se produce
con la ayuda de un difusor para el cual se usan
tubos, chapas o piezas moldeadas de metal
sinterizado. Debido al metal sinterizado, la
alimentación del gas se reparte a una gran
superficie de la cual sale el Formiergas de froma
laminar.
Los procesos de protección de ráíz se clasifican
según las características físicas del Formiergas:
• La formación con gases que son más ligeros que
el aire
• La formación con gases que son más pesados que
el aire
• La formación con gases con la misma densidad
que el aire
Formación con gases, que son más ligeros o
más pesados que el aire
La diferencia de densidad entre la mezcla de
Formiergas y el aire es decisiva. Al utilizar
mezclas de gases con una densidad más alta que
el aire, el recipiente será llenado de abajo hacia
arriba y goza en la parte superior de una
ventilación del ambiente suprimido. En caso de
mezclas de gases con una densidad menor que
Gas que es más ligero que el aire (izq.) y más pesado que
el aire (dcha.).
La elección del proceso puede realizarse en situ
basándose en los Formiergases existentes o, si
se trata de grandes elementos constructivos,
puede usarse deliberadamente teniendo en
cuenta la ubicación del área de soldadura del
elemento.
La protección de raíz de tuberías
En la protección de raíz de tuberías puede
resultar problemático que se mezclen el
Formiergas y el aire debido a la gran diferencia de
su densidad. Para evitarlo se pueden utilizar
mezclas de gases con la misma densidad que el
aire. Se trata de mezclas de argón/
nitrógeno/hidrógeno con un contenido de
hidrógeno variable.
Formiergas
Corriente en tuberías
El material correcto para tubos flexibles
Otra componente importante es el mismo tubo
flexible para el gas inerte. El material del tubo es
decisivo. Los tubos habituales de PVC,
normalmente usados para el transporte de aire
comprimido, no son apropiados para esta tarea.
El material del tubo es capaz de absorber la
humedad del aire ambiente y pasarla al
Formiergas seco. Los tubos producidos según
DIN EN 559 en general cumplen con los
correspondientes requerimientos. Pueden
adquirirse en cualquier establecimiento de
complementos de soldadura bien surtido. ¡Puede
resultar muy caro ahorrar en este punto!
¿Qué gas para qué aplicación?
Las mezclas da gases tienen como base argón y
nitrógeno. Para reducir el resto del oxígeno se
añade hidrógeno a los gases. Además de la
relación de densidad comparada con el aire, se
aplican los siguientes criterios para elegir los
gases apropiados:
1. El material a soldar con protección de raíz ¿es
sensible a los gases?
2. La tarea de la protección de raíz ¿se refiere al
área superior o inferior del elemento de
construcción?
3. La forma del elemento de construcción:
¿Se trata de chapa, un recipiente o tubos?
Entre los materiales y gases pueden aparecer
intolerancias. Así los componentes del
Formiergas pueden formar nitruros, óxidos o
rupturas por hidrógeno pueden dañar el material.
Es importante que se tenga en cuenta para la
elección de los Formiergases. La tabla a
continuación indica los Formiergases
recomendados. La forma del elemento de
construcción también puede influir en la elección
del gas. En caso de tubos y recipientes con
formas geométricas complicadas, la protección
de raíz con gases que son más ligeros o más
pesados que el aire a menudo se ve
afectado resultados irregulares. Aquí puede
aplicarse una mezcla de gas con la misma
densidad que el aire para llenar el recipiente o el
tubo. Las mezclas de argón, nitrógeno e
hidrógeno con diferentes contenidos de
hidrógeno facilitan una protección de raíz rápida y
segura.
Gases para
proteger la raíz
Materiales
Mezclas de
argón e
hidrógeno
Aceros austeníticos de Cr-Ni,
níquel y materiales con base de
Ni
Mezclas de
nitrógeno e
hidrógeno
Aceros excepto aceros de
grano fino,
aceros austeníticos de Cr-Ni
Argón
Aceros austeníticos de Cr-Ni,
aceros austeníticos-ferríticos
(Duplex),
materiales sensibles a los gases
(titanio, zirconio, molibdeno),
materiales sensibles al hidrógeno
(aceros de grano fino altamente
resistentes, cobre y aleaciones
de cobre, aluminio y aleaciones
de aluminio y otros metales no
férricos), aceros ferríticos de Cr
Nitrógeno
Aceros austeníticos de Cr-Ni,
aceros austeníticos-ferríticos
(Duplex)
Área de inflamación
Otro pensamiento muy importante es:
“¿Cuánto hidrógeno necesito para mi proceso de
protección de raíz?”. Los Formiergases son
inflamables en el aire ambiente según su
contenido de hidrógeno. Por ello el Formiergas
tiene que ser quemado al salir del componente
de protección de raíz. El límite de inflamabilidad
está situado al 4% de H2, al contar con el 10% de
H2 tiene que ser quemado. Se distingue entre
Formiergases que queman por cuenta propia y
Formiergases con falta de iniciativa. Para éstos
últimos es necesario usar una llama piloto. El
peligro de deflagración es un riesgo al usar
Formiergases inflamables. Dicho peligro existe si
al principio de los trabajos de soldadura se cuenta
aún con una mezcla de Formiergas y aire capaz
de inflamarse.
La mezcla de Formiergas y aire en el recipiente
cambia su composición continuamente durante la
protección de raíz y se mueve también en el área
inflamable.
Contenido de H2O
en %
Oxígeno residual
Al introducir Formiergas en un recipiente o tubo
resulta inevitable que se mezcle, a pesar de
cumplir exactamente con el procedimiento, de
forma menor o mayor con el aire ambiente. El
oxígeno residual que se forma aquí lleva a una
oxidación de la superficie la cual se aprecia a
través de la coloración de la misma. Siguiendo
con el proceso de protección de raíz el oxígeno
contenido en el recipiente se reduce.
Dependiendo del material es necesario ajustar el
contenido de oxígeno residual antes de empezar
con los trabajos de soldadura. En general, dicho
contenido está entre unos 20 – 50 ppm. La
0 ppm
10 ppm
18 ppm
28 ppm
49 ppm
73 ppm
97 ppm
150 ppm
Límite de inflamación/ contenido
mínimo de O2
Límite de inflamación/ contenido
mínimo de H2
La influencia del contenido de oxígeno residual en el
resultado de la protección de raíz
O2
Aire
N2H2
La imagen muestra el área de inflamación de diferentes
mezclas de N2/H2
Determinar los tiempos del prepurgado
Los tiempos del prepurgado para los diferentes
elementos constructivos dependen solamente
de la cantidad de oxígeno residual. Eso significa,
cuanto más sensible es el material, tanto más
Protección de raíz al soldar chapas
Al soldar chapas, frecuentemente la zona de la
raíz es accesible de manera que se puede aplicar
un dispositivo para la protección de raíz. Esto se
refiere tanto a uniones a tope como a uniones en
T y angulares.
Una vez terminados los trabajos de soldadura,
Foto: Firma Jankus
Perfil del ángulo de gas de protección para cordones
angulares
Dispositivo para gas de protección de metal sinterizado
para la protección de raíz de tubos
Protección de raíz de tubos y recipientes
En comparación con la protección de raíz en la
soldadura de chapas, la de tubos y recipientes es
más complicada. Frecuentemente, las raíces de
las uniones tienen difícil acceso. Un
recubrimiento suficiente de las raíces con
Formiergas se alcanza sobre todo mediante un
dispositivo para la protección de raíz apropiado o,
en casos extremos, llenando el tubo o el
recipiente completo con Formiergas.
Asesoramiento, suministro y servicio
Centros tecnológicos
Krefeld
Dällikon
Centros tecnológicos: fuentes para la
innovación
Messer opera centros tecnológicos en Alemania,
Suiza, Hungría y China para desarrollar nuevas
tecnologías en el área de soldadura y corte.
Dichos centros ofrecen las mejores condiciones
para proyectos de innovación así como
presentaciones para los clientes y la formación
de personal.
Amplia gama de gases
Budapest
Shanghai
Formación actualizada
Para el uso óptimo de nuestros gases, le
instruimos con respecto a los procesos y sus
aplicaciones. Nuestros cursos de formación
muestran el uso de los diferentes gases de
protección de soldadura y enseñan su manejo
seguro. Esto se refiere también al almacenamiento y transporte seguro de los gases.
Nuestro servicio incluye, por supuesto, los
correspondientes materiales de información y
formación.
Messer ofrece una amplia gama da gases que
comprende el gas idóneo para cada aplicación. La
denominación de los productos está orientada a
su aplicación y se desarrollan continuamente nuevas mezclas de gases adecuadas a las
tendencias actuales.
El asesoramiento técnico: directamente in situ
Le indicamos directamente en sus
instalaciones cómo puede optimizar sus
procesos para lograr más eficiencia y calidad.
Le ayudamos tanto en el diagnóstico de
defectos como en el desarrollo del proceso.
Análisis rápido y eficiente de costes
Analizamos sus procesos existentes,
desarrollamos propuestas de optimización,
indicamos posibles modificaciones de sus
procesos y comparamos los resultados con el
estado inicial porque su éxito también es el
Messer Ibérica de Gases, S.A.
Autovía Tarragona-Salou, km.3,8
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