Hilo TUBULAR

Offshore
Datos generales
Lincoln Electric Europe
Tabla 4. Tipos de hilo, clasificaciones, composiciones químicas y propiedades mecánicas
impacto después del tratamiento post calentamiento.
Lincoln Electric es el único suministrador que le puede ofrecer una gama completa de hilos tubulares con los requerimientos de las construcciones offshore, tanto en soldadura
como en la condición post calentamiento. Como la soldabilidad de los hilos -H y el -HSR es prácticamente la misma,
estos hilos tienen el mismo bajo índice de reparación y facilidad de soldadura.
Hilos tubulares tipo básico
Los modernos hilos tubulares tipo rutilo de Lincoln Electric
al tener muy bajo contenido de hidrógeno y una mejora en
las propiedades de dureza, casi han sustituído completamente al hilo tubular básico. Las razones principales son la
soldabilidad, el bajo contenido en hidrógeno y las propiedades mecánicas del hilo tubular tipo rutilo.
Sin embargo, estas son unas aplicaciones donde todavía se
ha utilizado el hilo tubular básico:
3
Figura 7. Plataforma Offshore
Las estructuras Offshore a menudo se construyen con aceros
de alto límite elástico (460 – 690 N/mm2) y propiedades de
impacto a bajas temperaturas (-50°C a -60°C). Igual que en los
astilleros, las construcciones offshore tienen una gran parte de
soldadura externa. Por tanto, los hilos tubulares tipo rutilo para
acero al carbono son utilizados ampliamente a través de la
rama de offshore.
Requerimientos rigurosos
Para cumplir los estrictos requerimientos de la industria de
offshore, Lincoln Electric ha desarrollado una gama de hilos
tubulares tipo rutilo con elevado nivel elástico (Outershield
550-H y Outershield 690-H) y elevado valor de impactos a
bajas temperaturas (Outershield 81Ni1-H y Outershield
81K2-H).
Estos hilos son extraordinarios dentro del mercado por su soldabilidad (y parámetros de soldadura) similares a los hilos
tubulares tipo rutilo par acero al carbono (Outershield 71E-H).
Estos a su vez, son muy apreciados por los soldadores, ya que
se reduce el porcentaje de reparaciones, tienen una buena eliminación de la escoria y un arco suave pero penetrante.
Las construcciones offshore, la gran mayoría, están sujetas a
pruebas no destructivas (porque los requerimientos son altamente rigurosos) tal como un índice bajo de defectos, reduce
sustancialmente los costes, y por tanto un mayor argumento
para la elección del hilo de soldadura.
3
Cuando la utilización del hilo tubular básico está indicado en el procedimiento de soldadura.
Para pasadas de raíz (y el primer relleno de capas) en
construcciones de alta limitación. En estas situaciones
el hilo tubular tipo rutilo puede mostrar fisuras en la
soldadura; y el hilo tubular básico proporciona maleabilidad que previene la fisura de la soldadura.
Para tales condiciones, Lincoln Electric ofrece el
Outershield T55-H.
Información General
La información general de los hilos (tipo, clasificaciones,
composición química, propiedades mecánicas y homologaciones) se encuentra en la tabla 4 y 5 de la página siguiente. Todos los hilos están disponibles en bobinas B300 de 15
kg. Algunos de ø 1.2 mm pueden ser suministrados en
bobinas de 4.5 kg S200 o B200; otros hilos (diámetro grande)
pueden entregarse en bobinas de 25 kg B435.
Para grandes consumos es muy interesante el AccuTrak®
(bidón de 200 kg): ya que incrementan productividad minimizando el tiempo de cambio de bobinas.
Consulte la MDS para los tipos actuales disponibles por
tipo y diámetro.
Tratamiento Post calentamiento
Otro aspecto característico de las estructuras offshore es que
pueden tener uniones críticas después del tratamiento post
calentamiento. Los hilos tubulares tipo rutilo con microaleación, no dan ninguna garantía mirando los niveles de impacto
después del tratamiento post calentamiento, Lincoln Electric ha
desarrollado el Outershield 81N1-HSR, Outershield 81K2HSR y Outershield 690-HSR. Estos hilos tienen la misma soldabilidad y las mismas propiedades mecánicas que las versiones regulares –H, pero con la garantía de las propiedades de
Referencia Gas de Clasificación
Rango Composición química
Propiedades Mecánicas
Protecc. AWS
EN
ø de
(metal depositado, valores típicos ) (metal depositado, valores típicos)
EN 439 A5.18/A5.20
hilo
C
Mn Si Ni Cu Mo HDM
Condición Re
Rm
A5 Ch-V at OC in J
/A5.29
758/12535
mm
% % % % % % ml/100 g
N/mm2 N/mm2 % 0 -20 -30 -40 -50 -60
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR TIPO RUTILO PARA ACERO AL CARBONO
70
C1
E70T-1
T 46 0 R C 3
1.6-2.4 0.06 1.3 0.5
<8
AW
480
560
26 80 40
M21
E70T-1M
T 46 0 R M 3
0.06 1.7 0.35
<8
AW
530
610
27 70 40
70-H
C1
E70T-1 H4
T 46 0 R C 3 H5 2.4
0.06 1.3 0.5
<5
AW
480
560
26 80 40
M21
E70T-1M H4
T 46 0 R M 3 H5
0.06 1.7 0.35
<5
AW
530
610
27 70 40
70E-H
C1
E70T-1J H4
T 46 3 R C 1 H5 1.6
0.04 1.4 0.6
3
AW
570
620
25
55 40
M21
E70T-1MJ H4 T 46 3 R M 1 H5
0.04 1.4 0.6
3
AW
570
620
25
55 40
71E
M21
E71T-1MJ H8 T 46 2 P M 1 H10 1.6
0.05 1.25 0.7
<8
AW
600
650
24
100 75
71E-H
M21
E71T-1MJ H4 T 46 3 P M 1 H5 1.2
0.05 1.4 0.6
3
AW
570
620
25
90 65 40
71M-H
C1
E71T-1J H4
T 46 2 P C 1 H5 1.2-1.6 0.05 1.3 0.4
4
AW
580
620
24
80
40
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR TIPO BÁSICO PARA ACERO AL CARBONO
T55-H
C1
E71T-5J H4
T 42 4 B C 2 H5 1.2-2.4 0.05 1.5 0.55
3
AW
480
570
27
130 85 60
M21
E71T-5MJ H4 T 42 4 B M 2 H5
0.06 1.5 0.6
3
AW
480
570
27
130 85 60
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR TIPO METAL CORED
MC710-H M21
E70C-6M H4
T 42 3 M M 2 H5 1.2-1.6 0.05 1.35 0.6
3
AW
495
570
26
90 60
E70C-6M H4
T 42 2 M M 2 H5 2.0-2.4 0.05 1.35 0.6
<5
AW
495
570
26
60
MC715-H M21
E70C-6M H4
T 46 4 M M 2 H5 1.2-1.6 0.04 1.5 0.4
3
AW
480
540
27
120 110 80
MC460VD-H M21
E70C-6M H4
T 46 2 M M 1 H5 1.2
0.05 1.25 0.6
3
AW
510
600
25
90
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR DE BAJA ALEACIÓN 1-1.5% NIQUEL
500CT-H M21
E81T1-G
T 50 5 Z P M 2 H5 1.2
0.05 1.3 0.2 0.8 0.4
<5
AW
580
610
23
80
81Ni1-H M21
E81T1-Ni1MJ H4 T 50 5 1Ni P M 2 H5 1.2-1.6 0.05 1.4 0.2 1.0
3
AW
530
600
24
90 60
81Ni1-HSR M21
E81T1-Ni1MJ H4 T 50 5 1Ni P M 2 H5 1.2-1.6 0.06 1.4 0.3 1.0
3
SR
550
600
24
120 100
81K2-H
M21
E81T1-K2MJ H4 T 50 6 1.5Ni P M 2 H5 1.2-2.0 0.04 1.4 0.2 1.4
3
AW
590
630
23
130 100 80
81K2-HSR M21
E81T1-K2MJ H4 T 50 6 1.5Ni P M 2 H5 1.2-1.6 0.04 1.4 0.2 1.4
3
SR
510
570
26
130 100 80
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR DE ALTO LÍMITE ELÁSTICO
550-H
M21
E101T1-K3MJ H4 T 55 4 Z P M 1 H5 1.2
0.04 1.4 0.2 2.0
0.3 3
AW
700
730
19
60
690-H
M21
E111T1-K3MJ H4 T 69 4 Z P M 2 H5 1.2-1.6 0.06 1.5 0.2 2.0
0.5 3
AW
800
830
17
60 50
690-HSR M21
E111T1-K3MJ H4 T 69 4 Z P M 2 H5 T 1.2-1.6 0.06 1.5 0.2 2.0
0.5 3
SR
720
770
20
60 60
Tabla 5. Homologaciones
Gas de
Homologaciones
protección
ABS
BV
DNV
GL
EN 439
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR TIPO RUTILO PARA ACERO AL CARBONO
70
C1
70-H
C1/M21
71E-H
M21
X
X
X
X
C1
X
X
X
X
71M-H
C1
X
X
X
X
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR TIPO BÁSICO PARA ACERO AL CARBONO
T55-H
M21
X
X
X
X
C1
X
X
X
X
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR TIPO METAL CORED
MC710-H
M21
X
X
X
X
MC715-H
M21
X
X
X
X
MC460VD-H M21
X
X
X
X
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR DE BAJA ALEACIÓN 1-1.5% NIQUEL
81Ni1-H
M21
X
X
X
81Ni1-HSR M21
X
81K2-H
M21
X
OUTERSHIELD: HILO TUBULAR DE ALTO LÍMITE ELÁSTICO
690-H
M21
X
LR
RINA
TüV
DB
CTL
FORCE
RMRS
X
X
X
CRS
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Figura 8. Tipos de bobina
disponibles para hilos tubulares autoprotegidos
www.lincolnelectriceurope.com
Hilo
TUBULAR
Soldadura con Hilo Tubular con Gas de Protección
La soldadura con hilo tubular con Gas de Protección es un
proceso semiautomático, que requiere una fuente de corriente
de voltaje constante, un devanador que alimente el hilo tubular
a través de la manguera y de la pistola y gas. El gas de protección protege el metal fundido contra el oxígeno y el nitrógeno
de la atmósfera. El principio de la soldadura con hilo tubular se
muestra en la figura 1.
Pistola
Boquilla gas
Boquilla de corriente
Gas de protección
Dirección soldadura
Hilo tubular
Escoria solidificada
Metal solidificado
Arco
Baño soldadura
Atmósfera de protección
Metal base
Figure 1. Principio de soldadura con hilo tubular
con gas de protección
El proceso es de hecho idéntico al de Soldadura al Arco con
gas de protección; la única diferencia es que se utiliza hilo
tubular en lugar de hilo macizo. En este catálogo el foco principal son los tipos diferentes de hilo, disponibilidad de los mismos y sus aplicaciones. La información de los equipos se indica en el catálogo GMAW.
Ventajas
Los hilo tubulares tienen muchas ventajas sobre los hilos macizos:
3 Incremento de índice de deposición. El hilo tubular reduce
el relleno en la sección transversal del metal, y por tanto
aumenta la densidad de corriente, incrementando el índice
de deposición
3 Incremento de índice de deposición uniforme de soldadura
en posición con hilos tubulares tipo rutilo que tienen un
rápido enfriamiento de la escoria. La escoria base rutilo
ayuda al metal de soldadura cuando la soldadura es en
posición, lo cual proporciona una corriente más elevada.
3 Reduce el riesgo de falta de fusión, y admite más tolerancia en el ajuste de la regulación de soldadura en chapa
fina, causado por la menor concentración del arco.
3
3
3
3
3
3
Construcción naval
Construcción general
Tipos de hilo tubular
Los hilo tubulares con gas de protección pueden estar divididos en 3 grupos diferentes, basados en las características
del relleno:
Hilos Metal cored. El uso principal de estos hilos es
para soldadura arco spray en posición manual descendente
(PA/1G
y
PB/2F).
Estos
hilos
proporcionan una tasa de deposición elevada y la soldadura sin recubrimiento de escoria. Es posible la soldadura
en posición,con un nivel de corriente comparable con los
hilos macizos.
Hilos tipo rutilo. Tienen una excelente soldabilidad y se
puede utilizar en todas las posiciones. La escoria puede
ser proyectada de tal manera como una dirección de apoyo
del metal de soldadura cuando la soldadura sea en posición
(enfriamiento rápido), permitiendo de este modo aumentar
la corriente de soldadura. Los hilos pueden estar microaleados con Ti y B, para dar al metal de soldadura un punto de
robustez en las propiedades descendente a –60°C (depende del contenido de aleación del hilo). Los hilos tipo rutilo
sólo funcionan in the fine droplet modo arco spray; para
abrir por tanto juntas de raíz, utilizándose soportes cerámicos. En uniones K- o X- en materiales delgados el cordón
de raíz pueden estar hecho sin materiales cerámicos; sin
embargo, se recomienda su utilización por su alta calidad
en piezas soldadas (evita la recogida de nitrógeno por el
metal a soldar).
Hilos tipo básico. Propiedades mecánicas excelentes y
con alta resistencia a roturas, elección óptima para pasadas de raíz en condiciones extremas. Estos hilos pueden
funcionar en los modos de soldadura arco spray y arco
corto, y se pueden utilizar en todas las posiciones; incluyendo soldadura de tubería PF/5G. En la soldadura en posición, el índice de deposición es menor que con los hilos
tubulares tipo rutilo.
Lincoln Electric fabrica los hilos tubulares Outershield® en
diámetros 1.2 a 2.4 mm. Un extenso desarrollo de los projectos dan como resultado unos hilos que consecuentemente:
3
3
3
3
Encontrar las propiedades mecánicas requeridas;
Tener una soldabilidad fácil,
Metal depositado con menos contenido en hidrógeno
(HDM menos que 5 ml/100 gr de metal depositado)
Características excelentes de alimentación.
Menos sensibles a la porosidad.
Menos proyecciones.
Mejor mojado.
Mayor cordón, especialmente en la posición PB/2F.
Química controlada, propiedades y soldabilidad: por
ajuste del relleno, y requerimientos específicos que se
pueden encontrar.
Capacidad de llevar corriente elevada, sin“quemado” de
la superficie de la soldadura
Figura 2. Astilleros
Tabla 1. Parámetros de soldadura para Outershield 71E-H (ø1.2 mm, Gas protección Ar + (10-25)%CO2) y
Outershield 71M-H (ø1.2 mm, Gas protección 100%CO2)
Posición de
PA/1G
PC/2G
PF/3G asc.
PF/3F asc.
PE/4F
soldadura
PB/2F
Corrientet (A)
Voltaje (V)
230 – 300
200 – 240
200 – 240
170 – 220
160 – 220
26 – 32
25 – 30
25 – 28
25 - 28
23 – 30
Cordón de raíz con soporte cerámico LNB 30 o 41
Table 2. Parámetros de soldadura para Outershield MC460VD-H (ø1.2 mm, Gas protección Ar + (1025)%CO2)
Parámetros de
Soldadura en rincón
Figura 3. Outershield MC460VD-H:
sección de PG/3F descendente en
rincón (a = 3mm)
Soldadura con separación
soldadura
chapa de 6 mm , 5 mm de separación
a = 2.5 mm
a = 3 mm
1st cordón
2nd cordón
3rd cordón
Corriente (A)
260
290
220
210
220
Voltaje (V)
25
28
22
24
24
velocidad soldad.(cm/min)
90
53
37
60
34
Figura 4. Outershield MC460VD-H:
sección de PG/3G descendente
soldadura con separación (grueso de
chapa = 6mm)
Chapa fina
La construcción naval se caracteriza por la producción de
paneles con refuerzos, y con la combinación de estos
paneles reforzados una estructura naval.
En la línea del panel, se utiliza SAW para producir la soldadura con separación, y cualquier proceso de soldadura
SAW, SMAW, GMAW o FCAW para soldar los refuerzos en
las chapas.
Una vez se han fabricado esta chapas, la mayoría de las
soldaduras son en posición y soldadura con separación.
Con el más alto índice de deposición en todas posiciones ,
los hilos tubulares tipo rutilo son la mejor elección.
Soldadura en todas posiciones
Los hilos tubulares tipo rutilo de Lincoln Outershield 71EM y Outershield 71M-H son los más utilizados en construcción naval. El Outershield 71E-H puede utilizarse con
gas mezcla Ar/CO2 y sólo CO2, aunque es recomendable
utilizar gas mezcla. El Outershield 71M-H está desarrollado
para utilizar gas de protección CO2.
Ambos hilos están diseñados para su “fácil utilización” por
parte del soldador. Tienen una excelente alimentación, un
rango amplio de parámetros, fácil eliminación de la escoria,
buena apariencia del cordón y mojado de la soldadura.
Además están homologados por las principales sociedades
de certificación de producto (Grado 3; el OS 71E-H tiene
garantizado los valores de impacto a –30°C). El extenso
desarrollo de los programas en procesos de producción y
formulación dan como resultado unos hilos muy coherentes
con respecto a las propiedades mecánicas y contenido de
hidrógeno. Ambos hilos tienes las mismas aplicaciones.
Los parámetros de soldadura se muestra en la Tabla 1.
Las uniones de los paneles reforzados (bulbos o perfiles
holandeses) a las chapas en la línea del panel están soldados en posición PB/2F, lo cual hace pensar que no se utiliza la principal ventaja de los hilos tubulares tipo rutilo. Los
hilos tubulares (Outershield MC710-H y Outershield
MC715-H) son una buena alternativa.
La mayoría de las soldaduras en un barco son de una sola
pasada en rincón con un diámetro de garganta de 3.0/3.5 mm.
En la práctica, en la posición PF/3F asc. a menudo se producen soldaduras demasiado grandes (4.5 – 5 mm). La soldadura PG/3F en posición descendente proporciona los tamaños
de garganta adecuados, pero cuando se está utilizando hilos
tubulares tipo rutilo, no se puede garantizar una penetración
adecuada.
Para garantizar una penetración adecuada en posición soldadura ascendente PG/3F, Lincoln Electric ha desarrollado el
metal cored Outershield MC460VD-H. Este hilo funciona a
corriente elevada, puede producir garganta de tamaño 2.5 – 4
mm, y es por tanto el más eficiente para esta aplicación. En la
Tabla 2 y Figura 3 se muestran los parámetros y penetración
adecuados. El coste por 100 m de soldadura en rincón posición PF/3F ascendente (hilo tubular rutilo) y posición PG/3F
descendente (OS MC460VD-H) se muestra en la Figura 5.
El hilo OS MC460VD-H es también excelente en ranuras de
chapa de 4 – 6 mm. Sin cantos preparados, y un hueco de 4 –
5 mm, la junta se rellena en 3 pasadas (Tabla 2, Figura 4). El
aporte de calor limitado minimiza (angular) la distorsión, el cual
junto con la ausencia de preparación de chaflán, reduce el
coste.
Diferente que en la construcción naval, la mayoría de los
productos en la construcción en general pueden ser manipulados, y las soldaduras en posición vertical se pueden
evitar. Esto siginifica que los hilos tubulares tipo rutilo
(Outershield 71E-M y Outershield 71M-H) son utilizados
con menos frecuencia. Los hilos Metal cored son excelentes
en
estas
posiciones
de
soldadura,
y tienen la ventaja de una elevado índice de deposición y
ausencia de escoria.
En aplicaciones de construcción en general, los hilos metal
cored se tienen que complementar con hilos macizo.
Aunque el precio de compra es elevado, los hilos metal
cored pueden reducir el coste de la soldadura donde tienen claras ventajas sobre los hilos macizos. Estas ventajas
se han mencionado en el capítulo de introducción general
de este catálogo; siendo lo más importante el elevado índice de deposición, la mejora de la penetración y el perfil del
cordón.
En las aplicaciones de construcción general, Lincoln
Electric ofrece 2 hilos metal cored: Outershield MC710-H y
Outershield MC715-H. Ambos hilos tienen una amplia
gama de parámetros: pueden utilizarse en los modos arco
corto y spray. En el modo arco spray, tienen un arco muy
estable, prácticamente sin salpicaduras. Los parámetros de
soldadura se muestran en la tabla 3. Como el metal depositado no queda cubierto por la escoria, es posible efectuar
múltiples pasadas sin retirar la escoria. Junto con un buen
devanado, hace que estos hilos sean excelentes para aplicaciones de robótica.
El OS MC710-H garantiza las propiedades de impacto a
–30°C, dando muy poco silicato, aunque la chapa soldada
tenga óxido. Cuando las propiedades de impacto son a
–40°C, la elección más óptima es el OS MC715-H. Cuando
una soldadura requiera una resistencia a la tracción de 460
N/mm2 o altas propiedades de impacto a temperaturas
–40°C, la elección es el hilo tubular tipo rutilo. En el capítulo de offshore se muestran las aleaciones de los hilos tubulares tipo rutilo.
ha desarrollado una nueva versión de este hilo, con un nivel
de humos 50% menor que antes. Una argumento importante cuando se debe escoger un hilo!
Acero resistente a la intemperie
Una aplicación especial en la construcción en general es la
utilización del acero resistente a la intemperie (conocido
como CorTen® o Patinax®). Las construcciones con acero
resistente a la intemperie no necesitan ser pintadas. Esto
reduce el coste de mantenimiento lo cual ha hecho este tipo
de hilo más popular.
Lincoln Electric ha desarrollado el Outershield 500CT-H,
que tiene la misma excelente soldabilidad (los mismos
parámetros de soldadura) que el OS 71E-H y las propiedades mecánicas del material base resistente a la intemperie.
Además, después de la corrosión, el metal depositado tiene
el mismo color rojo oscuro/marrón como el metal base
corroído. Este aspecto (simplemente) visual es decisivo en
la selección del hilo.
Construcción de un puente
La gran escala de construcción en general como por ejemplo puentes es un hecho comparable con la construcción
de un barco. Por tanto los argumentos dados en el capítulo de construcción naval se pueden aplicar también en gran
escala a las construcciones en general, haciendo una elección óptima con los hilos tubulares tipo rutilo.
Alta tasa de deposición
Apliaciones específicas, tales como maquinaria de obra
pública, requieren hilo que proporcione una alta tasa de
deposición. Para soldadura semiautomática, una alternativa
para
gran
diámetro
OS MC710-H es el hilo tubular rutilo Outershield 70-H
Ø 2.4 mm. Este hilo da una elevada tasa de deposición,
excelente eliminación de escoria, una apariencia suave y se
puede soldar sobre óxido. Recientemente Lincoln Electric
Figura 6. Construcción general
E71T-1 hilo a = 5mm,
PF/3F asc.
Tabla 3. Parámetros de soldadura para Outershield MC710-H y Outershield MC715-H
(ø1.2 mm, Gas protección Ar + (10-25)%CO2)
Posiciones soldadura
OS MC460VD-H a = 3mm,
PG/3F desc.
1.2
1.6
PB/2F
PC/2G
PF/3G asc*
PE/4G
Corriente (A) 230 – 380
230 – 380
230 – 300
130 – 170
230 – 260
Voltaje (V)
PA/1G
26 – 36
26 – 30
15 – 17
26 – 32
Corriente (A) 280 – 460
280 – 460
270 – 300
Voltaje (V)
28 – 36
28 – 30
26 – 36
28 – 36
*) Sólo en modo arco corto; en posición PF/3G asc. el Outershield 71E-H y el Outershield 71M-H son
Factor Marcha (%)
Figura 5. Coste producción 100 m. soldadura en rincón. (coste = 60 E/h).
los hilos recomendados