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UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
“CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE
SOLDADORES Y SOLDADURA EN PEMEX”
MONOGRAFÍA
Que para obtener el título de:
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
PRESENTA:
VÍCTOR IRWIN LÓPEZ PAZ
DIRECTOR:
MTRA. MARTHA EDITH MORALES MARTÍNEZ
XALAPA, VER.
2013
INDICE
INTRODUCCIÓN ............................................... 5
CAPÍTULO I: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA SOLDADURA ............. 6
1.1.
Soldador ......................................... 7
1.1.1. Tipos de soldador ............................... 10
1.2.
Electrodos ...................................... 24
1.2.1. Normas de aplicación ............................ 25
1.2.2. Clasificación de electrodos para aceros al carbono
................................................ 26
1.2.3. Clasificación de electrodos para aceros de baja
aleación ........................................ 30
1.2.4. Clasificación de electrodos para aceros inoxidables
................................................ 34
1.2.5. Clasificación
de
electrodos
para
metales
no
ferrosos ........................................ 36
1.2.6. Clasificación de electrodos y flujos para arco
sumergido ....................................... 36
1.2.7. Clasificación de electrodos para soldaduras al arco
con gas ......................................... 39
1.3.
Soldadura ....................................... 41
1.3.1. Automática ...................................... 43
1.3.2. Semiautomática .................................. 48
1.3.3. Manual .......................................... 49
CAPITULO II: LEYES Y NORMAS ............................. 56
2.1.
¿Qué es una norma NMX? .......................... 57
2.2.
Importancia de las normas en los procedimientos . 57
2.3.
Certificación de soldadores y soldadura ......... 58
2.3.1. ISO 9956-1:1995 ................................. 60
2.3.2. ISO/TR
17671-1:2002 ............................ 61
2.3.3. NMX-CC-019-1997-IMNC ............................ 61
2.3.4. NMX-CC-9000-IMNC-2000 ........................... 61
2.3.5. NMX-CC-9000-IMNC-2008 ........................... 61
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3
2.3.6. NMX-CC-9001-IMNC-2000 ........................... 61
2.3.7. NOM-008-SCFI-2002 ............................... 62
2.3.8. NOM-011-SEDG-1999 ............................... 62
2.3.9. NOM-027-STPS-2000 ............................... 63
2.3.10.
NRF-084-PEMEX-2004............................. 64
2.3.11.
NRF-084-PEMEX-2011............................. 64
CAPITULO III: PROCEDIMIENTO DE REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR
EN LA CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE SOLDADORES EN PEMEX . 65
3.1.
Pemex ........................................... 66
3.2.
Certificación ................................... 67
3.2.1. ¿Qué se necesita para ser certificado por la AWS? 68
3.3.
CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE SOLDADORES Y
SOLDADURA ....................................... 77
3.3.1. Calificación de los procedimientos de soldadura . 77
3.3.2. Calificación de soldadores ...................... 79
CONCLUSIONES .............................................. 84
BIBLIOGRAFÍA .............................................. 85
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4
INTRODUCCIÓN
Pemex lleva a cabo diferentes actividades para cumplir con
eficacia y eficiencia los objetivos de la empresa. En vista
de esto, es necesaria la participación de las diversas
disciplinas de la ingeniería, lo que involucra diferencia
de criterios, lo que lleva a realizar o complementar
documentos que regulen dichas actividades, como en los
diferentes procesos y operaciones realizados
en la
clasificación y certificación de soldadores y soldadura en
instalaciones de Pemex.
Estos
requieren
necesariamente
estar
en
un
marco
regulatorio comprendido en las especificaciones, que
aseguren el buen uso de los documentos, criterios,
conocimientos y experiencias adquiridas en cada una de las
etapas de soldadores y soldadura.
Por esta razón, Pemex desarrolla información normativa
técnica vigente que respalde y apoye las actividades en la
el
diseño,
construcción
operación,
mantenimiento,
adquisición, selección, operación, entre otras de sus
instalaciones.
En este ámbito, Pemex pone a disposición de las diferentes
áreas operativas, la presente norma de referencia, cuyo
propósito es establecer los lineamientos y especificaciones
a los que deben apegarse contratistas y proveedores en la
calificación y certificación de soldadores y soldadura.
Por lo tanto con este trabajo se pretende dar a conocer los
resultados establecidos que se deben cumplir en la
calificación y certificación de soldadores y soldaduras.
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5
CAPÍTULO I: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA
SOLDADURA
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1.1. Soldador
Un soldador es una herramienta eléctrica usada para unir
permanentemente 2 piezas metálicas que requieren dureza,
firmeza y seguridad. Funciona convirtiendo la energía
eléctrica en calor, que a su vez provoca la fusión del
material utilizado en la soldadura. Hay varios tipos de
soldador eléctrico (figura 1).
Figura 1.-Tipos de soldador eléctrico
Soldadura
La soldadura(figura 2) es un proceso de fabricación en
donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente
metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de
la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son
soldadas, fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de
relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un baño
de material fundido (el baño de soldadura) que, al
enfriarse, se convierte en una unión fija.
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7
Figura 2.-Soldadura
1) Metal de base.
2) Cordón de soldadura.
3) Fuente de energía.
4) Metal de aportación.
A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o
por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en
contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y
la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el
derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre
piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin
fundir las piezas de trabajo.
Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para
la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco
eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de
fricción o ultrasonido. La energía necesaria para formar la
unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un
arco eléctrico. La energía para soldaduras de fusión o
termoplásticos generalmente proviene del contacto directo
con una herramienta o un gas caliente.
Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la
soldadura puede ser hecha en muchos ambientes diferentes,
incluyendo al aire libre, debajo del agua y en el espacio.
Sin importar la localización, sin embargo, la soldadura
sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para
evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y
la sobreexposición a la luz ultravioleta.
Hasta el final del siglo XIX, el único proceso de soldadura
era la soldadura de fragua, que los herreros han usado por
siglos para juntar metales calentándolos y golpeándolos.
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8
La soldadura por arco y la soldadura a gas estaban entre
los primeros procesos en desarrollarse tardíamente en el
siglo, siguiendo poco después la soldadura por resistencia.
La tecnología de la soldadura avanzó rápidamente durante el
principio del siglo XX mientras que la Primera Guerra
Mundial y la Segunda Guerra Mundial condujeron la demanda
de métodos de junta confiables y baratos.
Después de las guerras, fueron desarrolladas varias
técnicas modernas de soldadura, incluyendo métodos manuales
como la Soldadura manual de metal por arco, ahora uno de
los más populares métodos de soldadura (figura 3), así como
procesos semiautomáticos y automáticos tales como Soldadura
GMAW, soldadura de arco sumergido, soldadura de arco con
núcleo de fundente y soldadura por electroescoria.
Figura 3.-Método de soldadura
Los progresos continuaron con la invención de la soldadura
por rayo láser y la soldadura con rayo de electrones a
mediados del siglo XX. Hoy en día, la ciencia continúa
avanzando.
La soldadura robotizada está llegando a ser más corriente
en las instalaciones industriales, y los investigadores
continúan desarrollando nuevos métodos de soldadura y
ganando mayor comprensión de la calidad y las propiedades
de la soldadura.
Se dice que es un sistema porque intervienen los elementos
propios de este, es decir, las 5 M: mano de obra,
materiales, máquinas, medio ambiente y medios escritos
(procedimientos). La unión satisfactoria implica que debe
pasar las pruebas mecánicas (tensión y doblez).
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9
Las técnicas son los diferentes procesos (SMAW, SAW, GTAW,
etc.) utilizados para la situación más conveniente y
favorable, lo que hace que sea lo más económico, sin dejar
de lado la seguridad.
1.1.1.
Tipos de soldador
Los soldadores más comunes son lo que utilizan varillas
denominadas electrodos, por las cuales pasa corriente y se
genera el arco (soldadura por electrodos).
El tipo de soldador de arco sumergido (MIG) utiliza alambre
en lugar de electrodos y gas inerte para la unión de
partes, el flux protege la soldadura de la oxidación.
El soldador de arco con electrodo desnudo en atmósfera
controlada (TIG) utiliza un sistema de arco conjuntamente
con un gas que protege la oxidación de la pieza. Los
electrodos pueden ser consumibles de Tungsteno o no serlo,
el gas utilizado el es Argón.
1.1.2.
MIG/MAG
Este método resulta similar al anterior, con la salvedad de
que en los dos tipos de soldadura por electrodo consumible
protegido, MIG (Metal Inert Gas) y MAG (Metal Active Gas),
es este electrodo el alimento del cordón de soldadura. El
arco eléctrico está protegido, como en el caso anterior,
por un flujo continuo de gas (figura 4) que garantiza una
unión limpia y en buenas condiciones.
Figura 1.-Gas de protección
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10
En la soldadura MIG, como su nombre indica, el gas es
inerte; no participa en modo alguno en la reacción de
soldadura. Su función es proteger la zona crítica de la
soldadura de oxidaciones e impurezas exteriores.
Se emplean usualmente los mismos gases que en el caso de
electrodo no consumible: argón, menos frecuentemente helio,
y mezcla de ambos.
En la soldadura MAG (figura 5), en cambio, el gas utilizado
participa de forma activa en la soldadura. Su zona de
influencia puede ser oxidante o reductora, ya se utilicen
gases como el dióxido de carbono o el argón mezclado con
oxígeno. El problema de usar CO2 en la soldadura es que la
unión resultante, debido al oxígeno liberado, resulta muy
porosa. Además, sólo se puede usar para soldar acero, por
lo que su uso queda restringido a las ocasiones en las que
es necesario soldar grandes cantidades de material y en las
que la porosidad resultante no es un problema a tener en
cuenta.
Figura 2.-soldadura de acero al carbono y de baja aleación de flujo de
núcleos de cables
El uso de los métodos de soldadura MIG y MAG es cada vez
más frecuente en el sector industrial. En la actualidad, es
uno de los métodos más utilizados en Europa occidental,
Estados Unidos y Japón en soldaduras de fábrica. Ello se
debe, entre otras cosas, a su elevada productividad y a la
facilidad de automatización, lo que le ha valido abrirse un
hueco en la industria automovilística.
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11
La flexibilidad es la característica más sobresaliente del
método MIG / MAG, ya que permite soldar aceros de baja
aleación, aceros inoxidables,
aluminio y
cobre, en
espesores a partir de los 0,5 mm y en todas las posiciones.
La protección por gas garantiza un cordón de soldadura
continuo y uniforme, además de libre de impurezas y
escorias. Además, la soldadura MIG / MAG es un método
limpio y compatible con todas las medidas de protección
para el medio ambiente.
En contra, su
tanto de gas
posibilidades
encarecimiento
mayor problema es la necesidad de aporte
como de electrodo, lo que multiplica las
de fallo del aparato, además del lógico
del proceso.
La soldadura MIG/MAG es intrínsecamente más productiva que
la soldadura MMA, donde se pierde productividad cada vez
que se produce una parada para reponer el electrodo
consumido. Las pérdidas materiales también se producen con
la soldadura MMA, cuando la parte última del electrodo es
desechada.
Por cada kilogramo de electrodo revestido comprado,
alrededor del 65% forma parte del material depositado (el
resto es desechado).
La utilización de hilos sólidos e hilos tubulares ha
aumentado esta eficiencia hasta el 80-95%. La soldadura
MIG/MAG es un proceso versátil, pudiendo depositar el metal
a una gran velocidad y en todas las posiciones.
El procedimiento es muy utilizado en espesores delgados y
medios, en fabricaciones de acero y estructuras de
aleaciones de aluminio, especialmente donde se requiere un
gran porcentaje de trabajo manual.
La introducción de hilos tubulares está encontrando cada
vez más, su aplicación en los espesores fuertes que se dan
en estructuras de acero pesadas.
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12
1.1.3.
TIG
El objetivo fundamental en cualquier operación de soldadura
es el de conseguir una junta con la misma característica
del metal base. Este resultado sólo puede obtenerse si el
baño de fusión está completamente aislado de la atmósfera
durante toda la operación de soldeo. De no ser así, tanto
el oxígeno como el nitrógeno del aire serán absorbidos por
el metal en estado de fusión y la soldadura quedará porosa
y frágil.
En este tipo de soldadura (figura 6) se utiliza como medio
de protección un chorro de gas que impide la contaminación
de la junta. Tanto este como el siguiente proceso de soldeo
tienen en común la protección del electrodo por medio de
dicho gas. La soldadura por electrodo no consumible,
también llamada soldadura TIG (siglas de Tungsten Inert
Gas), se caracteriza por el empleo de un electrodo
permanente que normalmente, como indica el nombre, es de
tungsteno.
Figura 3.-Soldadura TIG
Este método de soldadura se patentó en 1920 pero no se
empezó a utilizar de manera generalizada hasta 1940, dado
su coste y complejidad técnica.
A diferencia de las soldaduras
este caso el metal que formará
ser añadido externamente, a no
sean específicamente delgadas y
de electrodo consumible, en
el cordón de soldadura debe
ser que las piezas a soldar
no sea necesario.
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13
El metal de aportación debe ser de la misma composición o
similar que el metal base; incluso, en algunos casos, puede
utilizarse satisfactoriamente como material de aportación
una tira obtenida de las propias chapas a soldar.
La inyección del gas a la zona de soldeo se consigue
mediante una canalización que llega directamente a la punta
del electrodo, rodeándolo. Dada la elevada resistencia a la
temperatura del tungsteno (se funde a 3410 °C), acompañada
de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se
desgasta tras un uso prolongado.
Es conveniente, eso sí, repasar la terminación en punta, ya
que una geometría poco adecuada perjudicaría en gran medida
la calidad del soldado.
Respecto al gas, los más utilizados son el argón, el helio
y mezclas de ambos. El helio, gas noble inerte (de ahí el
nombre de soldadura por gas inerte), es más usado en los
Estados Unidos, dado que allí se obtiene de forma económica
en yacimientos de gas natural. Este gas deja un cordón de
soldadura más achatado y menos profundo que el argón.
Este último, más utilizado en Europa por su bajo precio en
comparación con el helio, deja un cordón más triangular y
que se infiltra en la soldadura. Una mezcla de ambos gases
proporcionará un cordón de soldadura con características
intermedias.
La soldadura TIG (figura 7) se trabaja con corrientes
continua y alterna. En corriente continua y polaridad
directa, las intensidades de corriente son del orden de 50
a 500 amperios. Con esta polarización se consigue mayor
penetración y un aumento en la duración del electrodo. Con
polarización inversa, el baño de fusión es mayor pero hay
menor penetración; las intensidades oscilan entre 5 y 60 A.
La corriente alterna combina las ventajas de las dos
anteriores, pero en contra da un arco poco estable y
difícil de cebar.
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Figura 4.-Proceso TIG
La gran ventaja de este método de soldadura es,
básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más
dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto
de procedimientos, ya que el gas protector impide el
contacto entre la atmósfera y el baño de fusión. Además,
dicho gas simplifica notablemente el soldeo de metales no
ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes, con
las deformaciones o inclusiones de escoria que pueden
implicar.
Otra ventaja de la soldadura por arco con protección
gaseosa es que permite obtener soldaduras limpias y
uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la
movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al
soldador ver claramente lo que está haciendo en todo
momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de
la soldadura.
El cordón obtenido es por tanto de un buen acabado
superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones
de acabado, lo que incide favorablemente en los costes de
producción. Además, la deformación que se produce en las
inmediaciones del cordón de soldadura es menor.
Como inconvenientes está la necesidad de proporcionar un
flujo continuo de gas, con la subsiguiente instalación de
tuberías, bombonas, etc., y el encarecimiento que supone.
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15
Además, este método de soldadura requiere una mano de obra
muy especializada, lo que también aumenta los costes. Por
tanto, no es uno de los métodos más utilizados, sino que se
reserva para uniones con necesidades especiales de acabado
superficial y precisión.
1.1.4.
SMAWÓ MMAW
La característica más importante de la soldadura con
electrodos revestidos, en inglés Shield Metal Arc Welding
(SMAW) o Manual Metal Arc Welding (MMAW), es que el arco
eléctrico se produce entre la pieza y un electrodo metálico
recubierto.
El recubrimiento protege el interior del electrodo hasta el
momento de la fusión. Con el calor del arco, el extremo del
electrodo se funde y se quema el recubrimiento, de modo que
se obtiene la atmósfera adecuada para que se produzca la
transferencia de metal fundido desde el núcleo del
electrodo hasta el baño de fusión en el material base.
Figura 5.-Escoria por la soldadura por arco sumergido
Además, los aceros AWS en soldadura sirven para soldaduras
de baja resistencia y muy fuertes. Estas gotas de metal
fundido caen recubiertas de escoria fundida procedente de
la fusión del recubrimiento del arco. La escoria (figura 8)
flota en la superficie y forma, por encima del cordón de
soldadura, una capa protectora del metal fundido.
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16
Figura 6.-Soldadura SMAW
Como son los propios electrodos los que aportan el flujo de
metal fundido,
será necesario reponerlos cuando se
desgasten. Los electrodos están compuestos de dos piezas:
el alma y el revestimiento.
El alma o varilla (figura 9) es un alambre (de diámetro
original 5,5 mm) que se comercializa en rollos continuos.
Tras obtener el material, el fabricante lo decapa
mecánicamente (a fin de eliminar el óxido y aumentar la
pureza) y posteriormente lo trefila para reducir su
diámetro.
El revestimiento se produce mediante la combinación de una
gran variedad de elementos (minerales varios, celulosa,
mármol, aleaciones, etc.) convenientemente seleccionados y
probados por los fabricantes, que mantienen el proceso,
cantidades y dosificaciones en riguroso secreto.
La composición y clasificación de cada tipo de electrodo
está regulada por AWS (American Welding Society), organismo
de referencia mundial en el ámbito de la soldadura.
Este tipo de soldaduras pueden ser efectuadas bajo
corriente tanto continua como alterna. En corriente
continua el arco es más estable y fácil de encender, y las
salpicaduras son poco frecuentes; en cambio, el método es
poco eficaz con soldaduras de piezas gruesas. La corriente
alterna posibilita el uso de electrodos de mayor diámetro,
con lo que el rendimiento a mayor escala también aumenta.
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En cualquier caso, las intensidades de corriente oscilan
entre 10 y 500 amperios.
El factor principal que hace de este proceso de soldadura
un método tan útil es su simplicidad (figura 10) y, por
tanto, su bajo precio. A pesar de la gran variedad de
procesos de soldadura disponibles, la soldadura con
electrodo revestido no ha sido desplazada del mercado.
La sencillez hace de ella un procedimiento práctico; todo
lo que necesita un soldador para trabajar es una fuente de
alimentación, cables, un porta-electrodo y electrodos. El
soldador no tiene que estar junto a la fuente y no hay
necesidad de utilizar gases comprimidos como protección.
Figura 7.-Aplicación soldadura SMAW
El procedimiento es excelente para trabajos de reparación,
fabricación y construcción. Además, la soldadura SMAW es
muy versátil.
Su campo de aplicaciones es enorme: casi todos los trabajos
de pequeña y mediana soldadura de taller se efectúan con
electrodo revestido; se puede soldar metal de casi
cualquier espesor y se pueden hacer uniones de cualquier
tipo.
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Figura 8.-Procedimiento SMAW
Sin embargo, el procedimiento (figura 11) de soldadura con
electrodo revestido no se presta para su automatización o
semiautomatización; su aplicación es esencialmente manual.
La longitud de los electrodos es relativamente corta: de
230 a 700 mm. Por tanto, es un proceso principalmente para
soldadura a pequeña escala.
El soldador tiene que interrumpir el trabajo a intervalos
regulares para cambiar el electrodo y debe limpiar el punto
de inicio antes de empezar a usar un electrodo nuevo. Sin
embargo, aun con todo este tiempo muerto y de preparación,
un soldador eficiente puede ser muy productivo.
El proceso normalmente se limita a las posiciones (figura
12) de soldadura plana u horizontal (a pesar de que las
soldaduras en posición horizontal se hacen con una
estructura especial para depositar el flujo).
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19
Figura 9.-Cabezal de soldadura
Los índices de depósito se aproximan a 45 kg/h comparado
con aproximadamente 5 kg/h (máximo) para la soldadura
manual de metal por arco revestido (SMAW).
Aunque el rango de intensidades usadas normalmente van
desde 300 a 2000 A,1 también se utilizan corrientes de
hasta 5000 A (arcos múltiples).
Ya sea simple o múltiple (2 a 5) existen variaciones del
alambre del electrodo en el proceso. La SAW utiliza un
revestimiento en el electrodo de cinta plana (p. e. 60 mm
de ancho x 0,5 mm de espesor). Se puede utilizar energía CC
o CA, aunque la utilización de combinaciones entre ambas
son muy comunes en los sistemas de electrodos múltiples.
Las fuentes de alimentación más utilizadas son las de
voltaje constante, aunque los sistemas actuales disponen de
una combinación de tensiones constantes con un detector de
tensión en el cable alimentador.
Electrodo para SMAW
El material de relleno para la SAW generalmente es un
alambre estándar (figura 13), así como otras formas
especiales. Este alambre tiene normalmente un espesor de
entre 1,6 mm y 6 mm. En ciertas circunstancias, se pueden
utilizar un alambre trenzado para dar al arco un movimiento
oscilante. Esto ayuda a fundir la punta de la soldadura al
metal base.
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Figura 10.-Electrodo
Las variables clave del proceso SMAW
 Velocidad de alimentación (principal factor en el
control de corriente de soldadura).
 Arco de tensión.
 Velocidad de desplazamiento.
 Distancia del electrodo o contacto con la punta de
trabajo.
 Polaridad y el tipo de corriente (CA o CC) y balance
variable de la corriente CA.
Aplicaciones de materiales
 Aceros al carbono (estructural y la construcción de
barcos).
 Aceros de baja aleación.
 Aceros inoxidables.
 Aleaciones de base níquel
 Aplicaciones de superficie (frente al desgaste, la
acumulación, superposición y resistente a la corrosión
de los aceros)
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Ventajas
 Índices de deposición elevado (más 45 kg/h).
 Factores de funcionamiento en las aplicaciones de
mecanizado.
 Penetración de la soldadura.
 Se realizan fácilmente soldaduras robustas (con un
buen proceso de diseño y control)
 Profundidad.
 Soldaduras de alta velocidad en chapas finas de acero
de hasta 5 m/min.
 La luz ultravioleta y el humo emitidos son mínimos
comparados con el proceso de soldadura manual de metal
por arco revestido (SMAW).
 Prácticamente no es necesaria una preparación previa
de los bordes.
 El proceso es adecuado para trabajos de interior o al
aire libre.
 Distorsión mucho menor.
 Las soldaduras realizadas son robustas, uniformes,
resistentes a la ductilidad y a la corrosión y tienen
muy buen valor frente a impacto.
 El arco siempre está cubierto bajo un manto de flux,
por lo tanto no hay posibilidad de salpicaduras de
soldadura.
 Del 50% al 90% del flujo es recuperable.
Limitaciones
 Limitado
a
materiales
férreos
(acero
o
acero
inoxidable) y algunas aleaciones de base níquel.
 Normalmente limitada a las posiciones 1F, 1G, y 2F.
 Por lo general se limitan a cordones largos rectos,
tubos de rotatorios o barcos.
 Requiere relativas molestias en el manejo del flujo.
 Los fluxes y la escoria puede presentar un problema
para la salud y la seguridad.
 Requiere eliminar la escoria, entre la pre y la post
operación.
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Recomendaciones generales sobre soldadura con arco según la
NASD (Nacional Ag Safety Database)
Antes de empezar cualquier operación de soldadura de arco,
se debe hacer una inspección completa del soldador y de la
zona donde se va a usar. Todos los objetos susceptibles de
arder deben ser retirados del área de trabajo, y debe haber
un extintor apropiado de PQS o de CO2 a la mano, no sin
antes recordar que en ocasiones puede tener manguera de
espuma mecánica.
Los interruptores de las máquinas necesarias para el soldeo
deben
poderse
desconectar
rápida
y
fácilmente.
La
alimentación estará desconectada siempre que no se esté
soldando, y contará con una toma de tierra
Los portaelectrodos no deben usarse si tienen los cables
sueltos y las tenazas o los aislantes dañados.
La operación de soldadura deberá llevarse a cabo en un
lugar bien ventilado pero sin corrientes de aire que
perjudiquen la estabilidad del arco. El techo del lugar
donde se suelde tendrá que ser alto o disponer de un
sistema de ventilación adecuado.
Las naves o talleres grandes pueden tener corrientes no
detectadas que deben bloquearse.
Equipos de protección individual
La
radiación
de
un
arco
eléctrico
es
enormemente
perjudicial para la retina y puede producir cataratas,
pérdida parcial de visión, o incluso ceguera. Los ojos y la
cara del soldador deben estar protegidos con un casco de
soldar homologado equipado con un visor filtrante de grado
apropiado.
La ropa apropiada (figura 14) para trabajar con soldadura
por arco debe ser holgada y cómoda, resistente a la
temperatura y al fuego. Debe estar en buenas condiciones,
sin agujeros ni remiendos y limpia de grasas y aceites. Las
camisas deben tener mangas largas, y los pantalones deben
ser largos, acompañados con zapatos o botas aislantes que
cubran.
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Deben evitarse por encima de todo las descargas eléctricas,
que pueden ser mortales. Para ello, el equipo deberá estar
convenientemente aislado (cables, tenazas, portaelectrodos
deben ir recubiertos de aislante), así como seco y libre de
grasas y aceite.
Figura 11.-Protección individual
Los cables de soldadura deben permanecer alejados de los
cables eléctricos, y el soldador separado del suelo; bien
mediante un tapete de caucho, madera seca o mediante
cualquier otro aislante eléctrico. Los electrodos nunca
deben ser cambiados con las manos descubiertas o mojadas o
con guantes mojados.
1.2. Electrodos
La mayoría de los electrodos para soldadura por arco se
clasifican a partir de las propiedades del metal de aporte,
que fueron clasificadas y estudiado por un comité asociado
a la American Welding Society (A.W.S) y a la American
Society Mechanical Engineers (ASME).
.
Las características mecánicas de los aceros dependen en
gran medida del tipo de aleación incorporada durante su
fabricación. Por tanto, los electrodos de material de
aporte empleados para soldadura se deberán seleccionar en
función (figura 15) de la composición química del acero que
se vaya a soldar.
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Figura 12.-Soldadura (descripción)
Las diferentes características de operación de entre los
electrodos existentes en el mercado son atribuidas al
revestimiento que cubre al alambre del electrodo. Por otro
lado, este alambre es generalmente del mismo tipo, acero al
carbón AISI 1010 que tiene un porcentaje de carbono de
0.08-0.12C% para la serie de electrodos más comunes.
Por lo general los aceros se clasifican de acuerdo con su
contenido de carbono, esto es, acero de bajo, mediano y
alto contenido en carbono.
1.2.1.
Normas de aplicación
La A W.S. y la A.S.M.E. son las máximas autoridades en el
mundo
de
la
soldadura
que
dictan
las
normas
de
clasificación de los electrodos para soldadura eléctrica
que son más reconocidas internacionalmente.
Se van a estudiar los distintos criterios existentes para
la clasificación de los electrodos, según la composición de
los aceros a soldar y del tipo de proceso elegido.
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1.2.2. Clasificación de electrodos para aceros al carbono
Clasificación: Los electrodos recubiertos (figura 16) se
deben seleccionarde acuerdo a la clasificación descrita en
los párrafos 3A y 3B de ISO 2560:2009, complementándose con
la tabla 1 de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente.
Figura 13.-Electrodo recubierto
Propiedades mecánicas: Las pruebas de tensión y de impacto
se deben realizar de acuerdo a lo indicado en los párrafos
5A ó 5B de ISO 2560:2009, complementándose con la sección
12 y 14 respectivamente, de AWS A5.1/A5.1M-2004 o
equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente.
Los resultados obtenidos de las pruebas de tensión deben
cumplir con lo descrito en la tabla 8B de ISO 2560:2009,
complementándose con la tabla 2 (pruebas de tensión) de AWS
A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o
equivalente.
Los resultados obtenidos de las pruebas de impacto deben
cumplir con lo descrito en los párrafos 4.3A o 4.3B a la
temperatura descrita en la tabla 8B de ISO 2560:2009,
complementándose con la tabla 3 (pruebas de impacto) de AWS
A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o
equivalente.
Análisis químico: Las pruebas se deben realizar de acuerdo
a lo indicado en los párrafos 6A o 6B de ISO 2560:2009,
complementándose con la sección 10 de AWS A5.1/A5.1M-2004 o
equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente.
Universidad Veracruzana
26
Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con
lo descrito en las tablas 3A o 10B de la ISO 2560:2009
dependiendo
de
la
clasificación
bajo
prueba,
complementándose con la tabla 7 (composición química) de
AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o
equivalente.
Límite de hidrógeno difusible: Las pruebas se deben
realizar de acuerdo a lo indicado en el párrafo 4.9 y Anexo
D, de ISO 2560:2009, complementándose con lasección 18 de
AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o
equivalente, con un límite máximo de 4 ml/100 g
Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con
lo
descrito
en
la
tabla
7
de
ISO
2560:2009,
complementándose con la tabla 11 (limites de hidrógeno
difusible) del AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente.
Nota: Para los electrodos tipo celulósico, no aplica límite
de hidrógeno difusible.
Resultados de pruebas: Los resultados de las pruebas
propiedades mecánicas y composición química descritos
los numerales 8.1.2 y 8.1.3,respectivamente de esta NRF,
deben constar en un informe de resultados emitido por
laboratorio acreditado en los términos de la LFMN y
Reglamento.
de
en
se
un
su
Nota: PEMEX debe establecer el nivel de inspección 5 o 6 (J
o K) y la clase C4 o C5 en cumplimiento con ISO 14344:2010
(AWS A5.01M/A5.01:2008).
La especificación AWS A5.1, que se refiere a los electrodos
para soldadura de aceros al carbono (figura 17), trabaja
con la siguiente designación para electrodos revestidos:
E XXYZ - 1 HZR
Donde:
E: Indica que se trata de un
eléctrica manual;
electrodo para
soldadura
Universidad Veracruzana
27
XX: Son dos dígitos (ó tres si se trata de un número de
electrodo de cinco dígitos) que designan la mínima
resistencia a la tracción, sin tratamiento térmico post
soldadura,
del
metal
depositado,
en
Ksi
(Kilo
libras/pulgada2,
como
se
indican
en
los
ejemplos
siguientes:
E 60XX ... 62000 lbs/pulg2 mínimo (62 Ksi)
E 70XX ... 70000 lbs/pulg2 mínimo (70 Ksi)
E110XX ... 110000 lbs/pulg2 mínimo (110 Ksi)
Y: El tercer dígito indica la posición en la que se puede
soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestión. Así
si vale 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo
es apto para soldar en todas posiciones (plana, vertical,
techo y horizontal), 2 si sólo es aplicable para posiciones
planas y horizontal; y si vale 4 (por ejemplo E 7048)
indica que el electrodo es conveniente para posición plana,
pero especialmente apto para vertical descendente.
Z: El último dígito, que está íntimamente relacionado con
el anterior, es indicativo del tipo de corriente eléctrica
y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo, e
identifica a su vez el tipo de revestimiento, el que es
calificado según el mayor porcentaje de materia prima
contenida en el revestimiento. Por ejemplo, el electrodo E
6010
tiene
un
alto
contenido
de
celulosa
en
el
revestimiento, aproximadamente un 30% o más, por ello a
este electrodo se le califica como un electrodo tipo
celulósico.
A continuación se adjunta una tabla interpretativa para el
último dígito, según la clasificación AWS de electrodos:
Última cifra
Tipo de
corriente
E XX10
CCPI
Polaridad
inversa
E XX11
CA ó CCPI
Polaridad
Tipo de
Revestimiento
Orgánico
(1)
Orgánico
Tipo de
Arco
Fuerte
Penetración
Profunda
Fuerte
(2)
Profunda
Universidad Veracruzana
28
inversa
E XX12
CA ó CCPD
Polaridad
directa
Rutilo
Mediano
Mediana
E XX13
CA ó CC
Ambas
polaridades
Rutilo
Suave
Ligera
E XX14
CA ó CCPI
Polaridad
inversa
Rutilo
Suave
Ligera
E XX15
CCPI
Polaridad
inversa
Bajo
Hidrógeno
Mediano
Mediana
E XX16
CA ó CCPI
Polaridad
inversa
Bajo
Hidrógeno
Mediano
Mediana
E XX17
CCPI
Polaridad
inversa
Bajo
Hidrógeno
Suave
Mediana
E XX18
CA ó CCPI
Polaridad
inversa
Bajo
Hidrógeno
Mediano
Mediana
Tabla 1.-Clasificación de electrodos
(1
) E 6010: Orgánico; E 6020: Mineral; E 6020: CA y CC
polaridad directa.
(2)
E 6010: profunda; E 6020: Media.
Por otro lado, los códigos para designación que aparecen
después del guión son opcionales e indican lo siguiente:
1: Designa que el electrodo (E 7016, E 7018 ó E 7024)
cumple con los requisitos de impacto mejorados E y de
ductilidad mejorada en el caso E 7024;
Universidad Veracruzana
29
HZ: Indica que el electrodo cumple con los requisitos de la
prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 ó
16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para
electrodos de bajo hidrógeno).
R: Indica que el electrodo cumple los requisitos de la
prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad
relativa (sólo para electrodos de bajo hidrógeno).
Figura 14.-Clasificación del electrodo
1.2.3.
Clasificación de electrodos para aceros de baja
aleación
Clasificación:
Los
electrodos
recubiertos
se
deben
seleccionarde acuerdo a la clasificación descrita en los
párrafos 3.1A o 3.1B de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005
/Cor. 1:2007 o equivalente, complementándose con la tabla 1
de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente /ASME SFA-5.5/SFA5.5M-2010 o equivalente.
Propiedades mecánicas: Las pruebas se deben realizar de
acuerdo a lo indicado en la sección 5 de ISO 18275:2005 e
ISO 18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la sección
12 y 13 del AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ASME SFA5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente.
Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con
lo descrito en la tabla 8B de ISO 18275:2005 e ISO
18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la tabla 3
(pruebas
de
tensión)
de
AWS
A5.5/A5.5M-2006
o
equivalente/ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente.
Universidad Veracruzana
30
Los resultados obtenidos deben cumplir con lo descrito en
los párrafos 4.3A ó 4.3B a la temperatura descrita en la
tabla
8B
de
ISO
18275:2005
con
Cor.
1:2007,
complementándose con la tabla 4 (pruebas de impacto) de AWS
A5.5/A5.5M-2006 o equivalente /ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o
equivalente.
Análisis químico: Las pruebas se deben realizar de acuerdo
a lo indicado en la sección 6 de ISO 18275:2005 e ISO
18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la sección 10
de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ASME SFA-5.5/SFA-5.5M2010 o equivalente.
Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con
lo descrito en la tabla 9B de ISO 18275:2005 con Cor.
1:2007, complementándose con la tabla 2 (composición
química) de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ASME SFA5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente.
Límite de hidrógeno difusible: Las pruebas se deben
realizar de acuerdo a lo indicado en el párrafo 4.9 y Anexo
D de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005/Cor. 1:2007,
complementándose con la sección 17 de AWS A5.5/A5.5M-2006 o
equivalente / ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente, con
un límite máximo de 4 ml/100 g.
Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con
lo descrito en los párrafos 4.3A o 4.3B de ISO 18275:2005 e
ISO 18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la tabla
12
(hidrógeno
difusible)
de
AWS
A5.5/A5.5M-2006
o
equivalente/ ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente.
Resultados de pruebas: Los resultados de las pruebas de
propiedades mecánicas y composición química del descritos
en los numerales 8.2.2 y 8.2.3, respectivamente de esta
NRF, se deben constar en un informe de resultados emitido
por un laboratorio acreditado en los términos de la LFMN y
su Reglamento
Nota: PEMEX debe establecer el nivel de inspección 5 o 6 (J
o K) y la clase C4 o C5 en cumplimiento con ISO 14344:2010
(AWS A5.01M/A5.01:2008).
La especificación AWS A5.5. que se aplica a los electrodos
para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma
designación de la AWS A5.1. con excepción de los códigos
para designación que aparecen después del guión opcionales.
Universidad Veracruzana
31
En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de
una letra y un número (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M,
etc.), los cuales indican el porcentaje aproximado de
aleación en el depósito de soldadura.
De acuerdo al siguiente cuadro:
A1
0.5% Mo
B1
0.5% Cr, 0.5% Mo
B2
1.25% Cr, 0.5% Mo
B3
2.25% Cr, 1.0% Mo
B4
2.0% Cr, 0.5% Mo
B5
0.5% Cr, 1.0% Mo
C1
2.5% Ni
C2
3.25% Ni
C3
1.0% Ni, 0.35% Mo, 0.15% Cr
D1 y D2
0.25-0.45% Mo, 1.75% Mn
G(*)
0.5% mín. Ni, 0.3% mín. Cr, 0.2% mín Mo, 0.1%
mín. V, 1.0% mín Mn
Tabla 2.-Porcentaje aproximado de aleación
(*) Solamente se requiere un elemento de esta serie para
alcanzar la clasificación G.
Universidad Veracruzana
32
A continuación se adjunta una tabla resumen donde se indica
el tipo de corriente y revestimiento del electrodo según la
norma AWS:
Clasificación
Tipo de Revestimiento
AWS
Posición de
soldeo
Corriente
eléctrica
E 6010
Alta celulosa, sodio
F, V, OH, H
CC (+)
E 6011
Alta celulosa,
potasio
F, V, OH, H
CA ó CC(+)
E 6012
Alto titanio, sodio
F, V, OH, H
CA, CC (-)
E 6013
Alto titanio, potasio
F. V, OH, H
CA, CC (+)
ó CC (-)
E 6020
Alto óxido de hierro
H-Filete
CA, CC (-)
E 6020
Alto óxido de hierro
F
CA, CC (+)
ó CC (-)
E 7014
Hierro en polvo,
titanio
F, V, OH, H
CA, CC (+)
ó CC (-)
E 7015
Bajo hidrógeno, sodio
F, V, OH, H
CC (+)
E 7016
Bajo hidrógeno,
potasio
F, V, OH, H
CA ó CC (+)
E 7018
Bajo hidrógeno,
potasio, hierro en
polvo
F, V, OH, H
CA ó CC (+)
E 7018M
Bajo hidrógeno,
hierro en polvo
F, V, OH, H
CC (+)
E 7024
Hierro en polvo,
titanio
H-Filete, F
CA, CC (+)
ó CC (-)
E 7027
Alto óxido de hierro,
hierro en polvo
H-Filete
CA, CC (-)
Universidad Veracruzana
33
E 7027
Alto óxido de hierro,
hierro en polvo
F
CA, CC (+)
ó CC (-)
E 7028
Bajo hidrógeno,
potasio
H-Filete, F
CA ó CC (+)
E 7028
Hierro en polvo
E 7048
Bajo hidrógeno,
potasio
F, V, OH, H
CA ó CC (+)
Hierro en polvo
F, V, OH,
HVDescendente
E 7047
Tabla 3.-Tipo de corriente y revestimiento del electrodo
Según las normas AWS las posiciones de soldeo son:
F: plana;
H: horizontal;
H-Filete: filete horizontal;
V-Descendente: vertical descendente;
V: vertical;
OH: techo ó sobrecabeza.
1.2.4.
Clasificación
de
electrodos
para
aceros
inoxidables
La
especificación
AWS
A5.4
dicta
las
normas
de
clasificación de electrodos para soldar aceros inoxidables.
Como los casos anteriores, el sistema de clasificación de
estos electrodos también es numérico.
Como muestras de clasificación de estos tipos de electrodos
son, por ejemplo, E 308-15, ó E 310-16
Antes de entrar en la explicación del sistema, es
conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean
identificados de acuerdo a lo que indica la AISI. Así por
ejemplo, el acero inoxidable AISI 310 corresponde a un
acero cuya composición química es del 25% de Cr y el 20% de
Ni, entre sus elementos principales.
Universidad Veracruzana
34
La especificación AWS A5.4, que se refiere a los electrodos
para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la
siguiente designación para electrodos revestidos:
E XXX-YZ
Donde:
E: Indica que se trata de un electrodo para soldadura por
arco;
XXX: Indica la numeración que se corresponde a la Clase
AISI de acero inoxidable, para el cual está destinado el
electrodo.
Y: El penúltimo número indica la posición en que puede
utilizarse. Así de los ejemplos E 308-15, ó E 310-16, el
"1" indica que el electrodo es apto para todas las
posiciones.
Z: El último número de los ejemplos anteriores (5 y 6)
señala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la
polaridad a utilizarse, en la forma siguiente:
5:Significa que el electrodo tiene un revestimiento
alcalino que debe utilizarse únicamente con corriente
continua y polaridad inversa (el cable del porta-electrodo
al polo positivo);
6:Significa que el electrodo tiene un revestimiento de
titanio, que podrá emplearse con corriente alterna o
corriente continua. En caso de utilizarse con corriente
continua ésta debe ser cnn polaridad inversa (el cable del
porta-electrodo al polo positivo).
En algunos casos se podrá encontrar que en la denominación
del electrodo aparece un índice adicional al final con las
letras ELC, que significa que el depósito del electrodo
tiene un bajo contenido de carbono (E: extra; L: bajo/low;
C: carbono).
Universidad Veracruzana
35
1.2.5.
Clasificación
ferrosos
de
electrodos
para
metales
no
La
especificación
AWS
A5.15
dicta
las
normas
de
clasificación de electrodos para soldar metales no
ferrosos. En este caso el sistema de clasificación de estos
electrodos es simbólico, es decir, que se indica el símbolo
químico del elemento o elementos metálicos predominantes en
el análisis del núcleo metálico del electrodo.
El sistema utiliza el prefijo E, que significa que el
producto es un electrodo para soldar, seguido de los
elementos considerados significativos. Por ejemplo E Cu Sn
A, los símbolos indican que el electrodo está compuesto
básicamente de cobre (Cu) y estaño (Sn).
Por último, el caso concreto para soldadura de hierro
fundido, la denominación del electrodo termina con las
letras CI. Por ejemplos, E ni-CI, E ni Fe-CI, etc.
1.2.6.
Clasificación de electrodos y flujos para arco
sumergido
Normas para electrodos
La
especificación
AWS
A5.17
dicta
las
normas
de
clasificación de electrodos por proceso de arco sumergido
para aceros al carbono.Esta especificación identifica los
electrodos
con
el
prefijo
E
(electrodo
para
arco
eléctrico), seguido de la letra que indica el contenido de
manganeso y que puede ser L (bajo), M (medio) ó H (alto).
A continuación sigue uno o dos dígitos que dan el contenido
nominal de carbono en centésima de porcentaje.
Finalmente, algunos electrodos traerán una letra K para
significar que es un producto obtenido de un acero calmado
al silicio.
Las propiedades mecánicas del depósito dependen del
fundente que se use con cada electrodo.La denominación
completa del fundente y electrodo puede ser, por ejemplo,
la siguiente:
F6A2 EM12K
Universidad Veracruzana
36
Donde cada término significa:
F: Fundente.
6: 60.000 Psi de resistencia a la tracción mínima.
A: Propiedades mecánicas obtenidas sin tratamiento post
soldadura (as welded).
2: Resistencia al impacto de 27 mínimo a 20°F.
E: Electrodo.
M: Contenido medio de manganeso.
12: 0.12% de carbono (nominal).
K: Acero calmado.
Composición Química (%)
Electrodo AWS
Carbono
Manganeso
Silicio
Otros
EL 8
a 0,10
0,30-0,55
0,05
0,5
EL 8 K
a 0,10
0,30-0,55
0,10-0,20
0,5
EL 12
0,07-0,15
0,35-0,60
0,05
0,5
EM 5 K
0,06
0,90-1,40
0,4-0,7
0,5
EM 12
0,07-0,15
0,85-1,25
0,05
0,5
EM 12 K
0,07-0,15
0,85-1,25
0,15-0,35
0,5
EM 13 K
0,07-0,19
0,90-1,40
0,45-0,70
0,5
EM 15 K
0,12-0,20
0,85-1,25
0,15-0,35
0,5
EH 14
0,10-0,18
1,75-2,25
0,05
0,5
Tabla 4.-Composición química del electrodo
Universidad Veracruzana
37
Normas para flujos
La norma para fundentes identifica los flujos con el
prefijo F (de flujo), seguido de dos dígitos, que
representan los valores medios de resistencia a la tracción
y su especificación bajo condiciones de impacto.
A continuación se añaden cuatro dígitos adicionales que
representan el electrodo en la combinación para determinar
las propiedades.
Se adjunta tabla representativa:
Flujos
AWS
Resistencia Límite de
a la
fluencia Elongación
tracción,
(0,2%),
en 2" %
psi
psi
Charpa-V
pie/lb.
F60-XXXX
No
requiere
F61-XXXX
20 a 0ºF
F62-XXXX
62000 a 80000
50000
22
20 a 20ºF
F63-XXXX
20 a 40ºF
F64-XXXX
20 a 60ºF
F70-XXXX
No
requiere
F71-XXXX
20 a 0ºF
F72-XXXX
72000 a 95000
60000
22
20 a 20ºF
F73-XXXX
20 a 40ºF
F74-XXXX
20 a 60ºF
Tabla 5.-Composición de propiedades
Universidad Veracruzana
38
1.2.7.
Clasificación de electrodos para soldaduras al
arco con gas
La
especificación
AWS
A5.18
dicta
las
normas
de
clasificación del material de aporte para procesos de
soldadura con protección gaseosa (MIG/MAG, TIG y plasma).
En este caso, los electrodos se denominan de la siguiente
forma:
ERXX-SX
Donde cada término significa lo siguiente:
E: Indica electrodo para soldadura por arco (sólo caso
MIG/MAG).
R: Indica aporte que funde por un medio diferente que el
que conduce la corriente del arco eléctrico (sólo caso TIG
y plasma).
XX: Indica la resistencia a la tracción nominal
depósito de soldadura (igual para todos los casos).
del
S: Indica que el electrodo es sólido.
X: Último número que indica la composición química del
electrodo.
Se adjunta la siguiente
anteriormente explicado:
AWS
Clasificación
Gas
Protector
tabla
representativa
de
lo
Corriente y Resistencia a
Polaridad
la Tracción
GRUPO A: ELECTRODOS DE ACERO DE BAJO CARBONO
E 60S-I
Argón-Ia 5%
O2
C.C.
Polaridad
Inversa
62 000
E 60S-2
Argón-Ia 5%
O2 ó CO2
C.C.
Polaridad
Inversa
62 000
E 60S-3
Argón-Ia 5%
O2 ó CO2
C.C.
Polaridad
Inversa
62 000
Universidad Veracruzana
39
CO2
C.C.
Polaridad
Inversa
72 000
CO2
C.C.
Polaridad
Inversa
72 000
E 70S-6
CO2
C.C.
Polaridad
Inversa
72 000
E 80S-G
No
especifica
No
especifica
72 000
E 70S-4
E 70S-5
GRUPO B: ELECTRODOS DE BAJA ALEACIÓN
E 70S - IB
CO2
C.C.
Polaridad
Inversa
E 70S - GB
No
especifica
No
especifica
72 000
72 000
GRUPO C: ELECTRODOS EMISIVOS
E 70 U-I
Argón-Ia 5%
O2 ó Argón
C.C.
Polaridad
Directa
72 000
ELECTRODOS TUBULARES
E 70T-I
CO2
C.C.
Polaridad
Inversa
E 70T-2
CO2
C.C.
72 000
72 000
Universidad Veracruzana
40
Polaridad
Inversa
Ninguno
C.C.
Polaridad
Inversa
72 000
Ninguno
C.C.
Polaridad
Inversa
72 000
E 70T-5
CO2 Ninguno
C.C.
Polaridad
Inversa
72 000
E 70T-G
No
especifica
No
especifica
72 000
E 70T-3
E 70T-4
Tabla 6.-Características de los electrodos
1.3. Soldadura
La AWS es una organización sin ánimo de lucro que tiene
como objetivo avanzar en la ciencia, la tecnología y la
aplicación de soldadura y de disciplinas afines. El
Inspector de Soldadura AWS es una calificación reconocida y
es aceptada en todo el mundo en la industria de la
soldadura.
Profesionales de la industria que califican para CWI son
reconocidos y buscados en las industrias de soldadura,
porque cumplen con los estrictos requisitos de
esta
certificación.
SMS, Sociedad Mexicana para la Soldadura, nace en 1999 ante
la necesidad de que exista en México un organismo que
agrupe a los sectores interesados en la soldadura.
Universidad Veracruzana
41
SMS tiene presente que México es un país de gran
trascendencia en el área de soldadura y que posee la gran
responsabilidad de estar acorde con las necesidades y
requerimientos de mercadeo internacional.
SMS existe por y para el sector relacionado con la
soldadura, teniendo como objetivo el apoyar a la industria
mexicana
mediante
la
información,
desarrollo,
certificación, calificación, formación y difusión de las
tecnologías, todo esto con el fin de impactar en el
desarrollo de la comunidad.
SMS Coopera Tecnológicamente con AWS (American Welding
Society). Es miembro de PACWI (Pan American Coalition of
Welding Institutions) y de AWS como Institución Educativa
en Soldadura. Se han establecido acuerdos de cooperación
internacional con otras sociedades del extranjero con el
objetivo de intercambiar experiencias y en algunos casos
tecnologías que coadyuven al cumplimiento de nuestros
objetivos comunes. En nuestras instalaciones se ha denotado
la sede de la Sección Internacional México de AWS.
SMS ha apoyado la creación de un organismo certificador de
competencias y otras actividades de la soldadura en México
conocido como: Organismo Mexicano de Soldadura A. C.
(OMCS)(figura 18)
Figura 15.-Organismo Mexicano de Soldadura
Debido a la importancia que tiene la calificación y
certificación del personal relacionado con la soldadura,
SMS es integrante y sede del Comité de Normalización en
Competencias Laborales de Soldadura del CONOCER (Consejo de
Normalización y Certificación) y así mismo es organismo
sede de eventos de calificación y certificación de
inspectores por AWS (figura 19) en México.
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42
Figura 16.-American Welding Society
1.3.1.
Automática
La soldadura automática (figura 20) proporciona múltiples
ventajas tales como alta calidad, capacidad y por supuesto
mayor productividad.
La soldadura por arco sumergido (SAW) es un proceso de
soldadura automatizada altamente eficaz. Actualmente son
muchos los usuarios de todo el mundo que utilizan distintas
aplicaciones para sus soldaduras. La amplia gama de
cabezales
de
soldadura
constituye
la
base
de
las
automatizaciones SAW, incluyendo carros móviles de haz de
soldadura, tractores de soldadura, portales de soldadura y
accesorios
de
soldadura
para
piezas
de
longitud
considerable.
Dependiendo de la aplicación, es posible efectuar la
soldadura SAW totalmente automatizada con uno o más
cabezales de soldadura a presión al mismo tiempo. Cada
cabezal cuenta con un hilo de soldadura simple o con hilos
de soldadura gemelos o con otras soluciones altamente
productivas.
GMAW MIG/MAG es un método de soldadura cuya automatización
resulta muy gratificante. Existen empresas con muchos años
de experiencia en esta aplicación y a lo largo de los años
han sido pioneros en el campo de la soldadura robotizada,
así como en otras aplicaciones.
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43
Figura 17.-Soldadura automatizada
Los programas para la soldadura GMAW MIG/MAG automatizada
incluye todo lo necesario, desde el simple tractor de
soldadura que sujeta el soplete de soldar por el soldador
durante los trabajos de soldadura largos y tediosos, hasta
las aplicaciones de soldadura totalmente automatizadas.
La soldadura TIG automatizada y mecanizada se utiliza
frecuentemente con materiales de alta calidad. La amplia
gama de productos mecanizados para la soldadura TIG incluye
herramientas de unión de tubos tales como pinzas orbitales,
tanto abiertas como con alojamiento y, para los tubos de
mayores dimensiones, carros de soldadura orbital sobre
raíles. También ofrecen una herramienta especial para la
soldadura de tubos en placas terminales como, por ejemplo,
en intercambiadores de calor, así como soluciones de
soldadura personalizadas completas con cabezal de soldadura
a presión TIG A25.
Soldadura por Cortocircuito SP-MAG
La soldadura por cortocircuito está caracterizada por
aportar poco calor a la pieza, con lo que su deformación
será menor, y por la velocidad de soldadura que permite
alcanzar. Sin embargo, genera una gran cantidad de
proyecciones.
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44
Este es el motivo por el que Panasonic decidió desarrollar
y patentar una nueva forma de onda denominada SPMAG para
soldar con Tawers. Las tres principales innovaciones que
introduce son:

Introducción de un pico de corriente en el momento en el
que se va a fundir y depositar el hilo, de forma que el
hilo no se doble con el contacto de las chapas a soldar,
aunque sea ligeramente (por falta de corriente), y, por
lo tanto, no se generen apenas proyecciones.

La frecuencia de la forma de onda es mayor que la de un
sistema por cortocircuito convencional, con lo que la
estabilidad de la soldadura es mayor, permitiéndonos
soldar a una velocidad superior a las habituales.
Se introduce un doble cortocircuito, de forma que se
consigue un control de proyecciones mucho mayor, ya que
justo antes de fundir material y justo después, se reduce
el voltaje de forma que se controla mejor la generación de
proyecciones.
Soldadura Pulsada – MIG
La característica que define a los sistemas de soldadura
por arco pulsado es el bajo nivel de proyecciones que
producen, por otro lado la aportación de calor es mayor que
en la soldadura por cortocircuito y la desviación del arco,
por efecto del soplo magnético, mayor.
TAWERS, cuenta con un proceso de arco pulsado denominado
“Hyper Dip Pulse”, que mantiene las ventajas y elimina los
inconvenientes. Para conseguir el mencionado resultado se
han introducido innovaciones en el diseño del método y en
la arquitectura de la máquina. Por ejemplo:
· La
aportación
de
material
cortocircuito consiguiéndose así
estable.
se
un
realiza
arco más
mediante
corto y
· El ciclo de bajo voltaje no es nulo, sino triangular.
· Durante el cortocircuito funciona el circuito secundario
para optimizar el control.
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45
Las consecuencias son una serie de ventajas como:
 El
arco en el momento del pulso es más corto, reduciendo
el soplo magnético.
 La
anchura del arco es menor, con la consiguiente mejora
en la estabilidad del mismo.
 El
aporte se realiza en el cortocircuito, por lo que la
posición real del cordón es mucho más precisa.
Rápidamente se traducen en beneficios económicos, vía la
calidad de las piezas y la mejora de los tiempos de
producción.
Soldadura Pulsada MIG Aluminio.
La soldadura MIG de aluminio es un procedimiento especial
de la soldadura pulsada en el cual el aluminio (o aleación
de aluminio) sirve a la vez de electrodo y de metal de
aportación.
Se trata de una soldadura realmente compleja, ya que el
óxido que normalmente cubre el aluminio tiene una
temperatura de fusión superior a al propio aluminio, con lo
que la penetración en el metal base es muy complicada.
Así mismo, se recomienda realizar un precalentamiento de
las piezas a soldar, con el fin de que se evite que la
pieza se resquebraje. Por último se suele utilizar una
antorcha push-pull, ya que el hilo de aluminio es un hilo
blando. Con este tipo de antorcha se asegura un buen
control de la alimentación de hilo.
La gran ventaja de TAWERS respecto a otros sistemas es que
tiene implementada una forma de onda específica para este
sistema de soldadura, con lo que no se necesita ningún
equipo adicional para pasar de MIG/MAG a MIG Aluminio. La
forma de onda específica para aluminio, sumada a la
estabilidad de arco que proporciona el TAWERS, hacen de
este equipo el más perfecto para soldar aluminio.
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46
Soldadura Pulsada MIG Brazing
La soldadura por MIG Brazing es una soldadura pulsada en la
que el hilo que se aporta tiene como componente el Cobre.
Los hilos más utilizados son CuSi3 y CuAl9. El gas de
protección suele ser Argón.
La gran ventaja que aporta frente al MIG convencional es la
diferencia de calor que aporta a la pieza a soldar, siendo
el proceso de MIG Brazing mucho más frío. Por lo tanto la
deformación de las chapas soldadas será mucho menos
significativa.
La razón reside en que el Cobre tiene un punto de fusión
inferior al de los metales base, de forma que una vez que
se funde el cobre, penetra por capilaridad en las placas a
soldar
y
provoca
su
unión.
En
la
soldadura
MIG
convencional, se produce también la fusión del metal base.
Así mismo produce uniones que soportan considerables
choques y vibraciones.
La gran ventaja de TAWERS respecto a otros sistemas es que
tiene implementada una forma de onda específica para este
sistema de soldadura, con lo que no se necesita ningún
equipo adicional para pasar de MIG/MAG a MIG Brazing. De
nuevo la calidad obtenida y el tiempo de ciclo son los
mejores del mercado actual de la soldadura robotizada.
A continuación presentamos una serie de ejemplos en los que
se utilizó MIG Brazing en lugar de MIG buscando una menor
deformación de las chapas a soldar y una mayor resistencia
frente a vibraciones.
Soldadura TIG.
La soldadura TIG se caracteriza por un acabado muy fino. Su
aportación de calor es muy baja, por lo que se hace
recomendable en piezas de aluminio y acero inoxidable de
poco espesor.
Este método de soldadura requiere de unas condiciones muy
exigentes en cuanto a preparación de piezas, juntas,
utillajes, control de parámetros, etc. Este nivel de
exigencia es aún mayor si se pretende automatizar el
proceso.
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47
Las máquinas de soldadura TIG, tanto DC como AC/DC, con
control
totalmente
digital,
proporcionan
todas
las
características que las hacen adecuadas para un proceso TIG
robotizado:
 Control
 Comienzo
exacto de los parámetros de soldadura.
 Arco
de arco más rápido.
concentrado y estable.
 Mayores
posibilidades de comunicación y memoria.
 Manejo
sencillo
giratorio.
mediante
pantalla
táctil
y
mando
Además, la combinación de máquina de soldar y robot,
permiten
una
integración
fácil
que,
mediante
su
comunicación directa y 100% digital, incrementan las
prestaciones del sistema tanto en velocidad como en
precisión y control, que se traducen en una mayor calidad
de la soldadura con grandes reducciones de tiempos de
ciclo.
1.3.2.
Semiautomática
Soldadura MIG/MAG
La tensión de arco, la velocidad de alimentación del hilo,
la intensidad de soldadura y el caudal de gas se regulan
previamente. El avance de la antorcha de soldadura se
realiza manualmente.
Este
procedimiento,
conocido
también
como
soldadura
MIG/MAG, consiste en mantener un arco entre un electrodo de
hilo sólido continuo y la pieza a soldar. Tanto el arco
como el baño de soldadura se protegen mediante un gas que
puede ser activo o inerte. El procedimiento es adecuado
para unir la mayoría de materiales, disponiéndose de una
amplia
variedad
de
metales
de
aportación.
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48
La soldadura MIG/MAG es intrínsecamente más productiva que
la soldadura MMA, donde se pierde productividad cada vez
que se produce una parada para reponer el electrodo
consumido.
Las pérdidas materiales también se producen con la
soldadura MMA, cuando la parte última del electrodo es
desechada. Por cada kilogramo de electrodo revestido
comprado, alrededor del 65% forma parte del material
depositado (el resto es desechado).
La utilización de hilos sólidos e hilos tubulares han
aumentado esta eficiencia hasta el 80-95%. La soldadura
MIG/MAG es un proceso versátil, pudiendo depositar el metal
a una gran velocidad y en todas las posiciones. El
procedimiento es muy utilizado en espesores delgados y
medios, en fabricaciones de acero y estructuras de
aleaciones de aluminio, especialmente donde se requiere un
gran porcentaje de trabajo manual.
La introducción de hilos tubulares está encontrando cada
vez más, su aplicación en los espesores fuertes que se dan
en estructuras de acero pesadas.
1.3.3.
Manual
Soldadura manual (MMA/SMAW)
La Soldadura Manual con Electrodo revestido es la más
antigua y versátil de los distintos procesos de soldadura
por arco.
El arco eléctrico se mantiene entre el final del electrodo
revestido y la pieza a soldar. Cuando el metal se funde,
las gotas del electrodo se transfieren a través del arco al
baño del metal fundido, protegiéndose de la atmósfera por
los
gases
producidos
en
la
descomposición
del
revestimiento. La escoria fundida flota en la parte
superior del baño de soldadura, desde donde protege al
metal depositado de la atmósfera durante el proceso de
solidificación.
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49
La escoria debe eliminarse después de cada pasada de
soldadura. Se fabrican cientos de tipos diferentes de
electrodos,
a
menudo
conteniendo
aleaciones
que
proporcionan resistencia, dureza y ductilidad a la
soldadura.
El proceso, se utiliza principalmente para aleaciones
ferrosas para unir estructuras de acero, en construcción
naval y en general en trabajos de fabricación metálica. A
pesar de ser un proceso relativamente lento, debido a los
cambios del electrodo y a tener que eliminar la escoria,
aún sigue siendo una de las técnicas más flexibles y se
utiliza con ventaja en zonas de difícil acceso.
Soldadura Manual por Arco Eléctrico
La soldadura manual por arco eléctrico se ha establecido en
muchos sectores de procesamiento de acero, como un proceso
versátil y simple. Debido a sus requerimientos mínimos de
equipamiento, el proceso ha demostrado ser el más
convincente, especialmente en el campo de la construcción,
gracias a su gran movilidad. Un punto más a su favor es que
no requiere de un gas protector, sensible al viento. Y no
obstante su bajo costo, se logran resultados de alta
calidad. Innovaciones en la técnica de fuentes de corriente
aportan un arco estable, aun en condiciones desfavorables o
cuando el cable es demasiado largo.
Así como en la soldadura MIG/MAG, también en la soldadura
manual por arco eléctrico, el electrodo sirve para
establecer el arco eléctrico y al mismo tiempo como
material fundente de relleno. En la soldadura manual
(figura 21) por arco eléctrico, el electrodo para soldadura
es una varilla metálica recubierta. El calor del arco
eléctrico derrite el núcleo metálico de la varilla y
asimismo al material base.
Simultáneamente, el recubrimiento de la varilla de relleno
produce una campana de gas y una capa de escoria, que
actúan como una protección contra reacciones químicas de la
superficie calentada de la pieza con el aire circundante.
De esta manera se asegura la fuerza y durabilidad del metal
soldado.
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50
El electrodo de varilla está conectado a través del cable
de soldar y el porta electrodos a un polo de la fuente de
corriente. La conexión a tierra corre a través de la
terminal conectada a la pieza de trabajo y el cable de
tierra al otro polo de la fuente de corriente.
El polo que representa el potencial de soldar, depende del
tipo de electrodo de varilla que se haya seleccionado.
Los electrodos de rutilo se utilizan del lado negativo de
la fuente de corriente, mientras que los electrodos básicos
principalmente se emplean con el polo positivo.
Figura 18.-Soldadura manual
Bajo ciertas condiciones, los electrodos de rutilo también
son adecuados para soldar con corriente alterna mediante
transformadores sencillos sin rectificador de corriente.
Otras características de los electrodos de rutilo incluyen
su fácil capacidad de soldarse, un cordón de soldadura
uniforme y transferencia de material en gotas finas.
Por el contrario, los electrodos básicos presentan, además
de una transferencia de gotas gruesas, el hecho de
incorporar la humedad, causando así poros en el metal de
soldadura
cuando
no
está
en
estado
seco.
Sus ventajas son la soldabilidad en varias posiciones y las
buenas propiedades mecánicas de la soldadura.
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51
Otro tipo de electrodo son los electrodos celulósicos.
Éstos disponen además de una transferencia de material en
gotas pequeñas, de una penetración de fusión muy profunda,
buena resistencia mecánica y son adecuados para todas las
posiciones de soldadura, incluyendo la línea vertical
descendente.
Como inconveniente está la difícil soldabilidad y la
generación considerable de humo. Además, estos electrodos
no son adecuados para todo tipo de fuentes de corriente.
Con las fuentes de corriente para soldadura manual por arco
eléctrico, es esencial el mantener la corriente eléctrica
constante, independientemente de la longitud prevaleciente
del arco eléctrico. La tensión de soldadura variará de
acuerdo al largo del arco en ese momento. Las fuentes de
corriente modernas pueden mantener esta regulación, aun
durante fluctuaciones extremas del voltaje de entrada, o
donde los cables son muy largos.
Las
fuentes
más
sencillas
son
transformadores
sin
rectificador, con un control variable del campo magnético a
través de un yugo de transformador ajustable, para obtener
la corriente de soldar deseada.
Estas fuentes de corriente son muy económicas, pero no
convenientes para todos los electrodos debido al hecho de
estar confinadas a corriente alterna. Otros inconvenientes
incluyen su gran peso y considerable tamaño.
Las fuentes de corriente de tiristores cuentan con un
rectificador que genera, a partir de la corriente alterna,
una corriente continua rectificada de soldadura. La
corriente es controlada por tiristores. Éstos son los
elementos de inversión controlables en el rectificador. Una
bobina de inducción atenúa los picos no deseados de
corriente, reduciendo por ende la tendencia a producir
salpicadura de soldadura.
Estas fuentes de corriente ya son compatibles con corriente
directa y son fáciles de controlar. Sus desventajas, sin
embargo, continúan siendo los mayores requerimientos de
espacio y gran peso, así como un proceso de control lento y
la susceptibilidad a las variaciones de voltaje.
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52
Las fuentes de corriente inversoras representan la última
tecnología. Producen a partir del voltaje de red una
tensión pulsante de alta frecuencia. Esta tensión llega al
transformador de soldadura, el cual, gracias a la alta
frecuencia, puede ser diseñado en una forma más ligera,
compacta y eficiente, que con las fuentes anteriormente
mencionadas. Las fuentes de corriente con inversor también
cuentan con un rectificador.
La baja ondulación de la corriente de la salida del
transformador permite un diseño más compacto, o desechar
del todo la necesidad de un choque de salida. El
rectificador simplemente consiste de diodos no controlados.
La última generación de inversores manuales por arco
eléctrico cuenta con un así llamado inversor de resonancia.
La interacción del transformador de soldadura con un
arreglo especial de condensadores, actuando como reservas
de energía, es fundamental.
Además, el transformador asume esta función de reserva,
obteniendo por otra parte electricidad del magnetismo
generado por el mismo durante la descarga. Si los
transformadores y condensadores se coordinan de manera tal
que se cargan mutuamente, entonces estamos hablando de
resonancia.
Esta ingeniosa combinación de la función de resonancia y
almacenaje, crea valiosas reservas de energía, que están
disponibles cuando las requiera el arco eléctrico. El
resultado es una curva característica ideal para obtener
resultados siempre perfectos y reproducibles, junto con una
seguridad de proceso óptima.
Aun con cables de alimentación de más de 100 m, o con
fluctuaciones en el voltaje principal, u operación con
corriente abastecida por generador, no se tienen efectos
negativos en el resultado de la soldadura. La soldadura
libre de problemas con todo tipo de electrodos se torna
cosa común.
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53
Aplicación y ventajas
Con la excepción del aluminio, la soldadura manual por arco
eléctrico es compatible con prácticamente todos los
metales. El proceso no está limitado a talleres; también
su presencia es notoria en los exteriores, en sitios de
construcción y aun bajo el agua.
Como contrapeso a su relativamente baja velocidad de
soldadura y ausencia de mecanización del proceso, están el
bajo costo del equipo, facilidad de manejo y bajo ruido
durante la soldadura con corriente continua. Al terminar de
soldar, puede haber una capa de escoria a remover, pero
esto provee una protección óptima a la unión.
Para la soldadura sin problemas de varios materiales, la
última generación de fuentes de corriente dispone de
numerosas funciones adicionales. El principio básico de
estas funciones adicionales se explica a continuación.
El proceso de encendido de por sí debe ser silencioso,
preciso y libre de salpicaduras. Este requerimiento se
obtiene con la función SoftStart, logrando que el trabajar
con electrodos básicos sea significativamente más fácil.
SoftStart se acciona al poner la punta del electrodo
desnudo en la pieza a trabajar.
Inmediatamente después de elevar el electrodo se enciende
el arco eléctrico con aprox. 30 A. Al separar el electrodo
aun más, la corriente de soldar se incrementa continuamente
hasta alcanzar el valor preestablecido. El feliz resultado
es una suave y precisa ignición, libre de salpicadura.
Durante la soldadura con electrodos de gota grande, existe
el riesgo de pegarse.
Antes de que se llegue a esa etapa, la corriente de soldar
se incrementa en una fracción de segundo y libera al
electrodo. Este comportamiento lo llamamos dinámico (ArcForce Control). Si el electrodo llegara aun así a quedarse
pegado, la función Anti Stick (anti-pegado) se activa,
deteniendo la corriente de soldadura inmediatamente. De
esta manera, el electrodo permanece sin daño.
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54
A manera de conclusión, una velocidad moderada de soldar y
la falta de mecanización, naturalmente limitan la soldadura
por arco eléctrico en cuanto a productividad. Desde una
perspectiva tecnológica y metalúrgica, este proceso ofrece
muy buenas condiciones para obtener resultados óptimos de
soldar, lo que es más aun, con el arribo de la nueva
generación de fuentes de corriente con inversor que
entregan un arco muy silencioso y estable.
Un prerrequisito esencial para obtener resultados óptimos.
La soldadura por arco eléctrico es única para uso portátil
en sitios de construcción, así como en la manufactura de
componentes que requieren un mínimo de soldadura.
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55
CAPITULO II: LEYES Y NORMAS
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56
2.1. ¿Qué es una norma NMX?
Son las que elaboran los organismos nacionales de
normalización registrados por la Secretaría de Economía
(SE) o bien, emitidas por la propia SE, de aplicación
voluntaria, salvo en los casos en que se haga referencia a
ellas en alguna NOM u otra Regulación (Reglamento de
construcciones
y
en
su
caso
las
normas
técnicas
complementarias, etc.).* Al día de hoy existen 5963 Normas
Mexicanas. Los únicos casos en los que las NMX son de
carácter obligatorio son los siguientes:
 Cuando los particulares manifiesten que sus productos,
procesos o servicios son conformes con dichas normas
mexicanas.
 Las dependencias requieran en una norma oficial
mexicana la observancia de una norma mexicana para
fines determinados.
 Las entidades de la administración pública federal
adquieran, arrienden o contraten bienes o servicios,
caso en el cual los particulares deberán cumplir con
las normas mexicanas aplicables.
2.2. Importancia de las normas en los procedimientos
En la actualidad, uno de los métodos más importantes para
la unión de piezas y conjuntos metálicos en general en las
industrias que aportan al producto interno bruto y adelanto
en infraestructura de países desarrollados y en vías de
desarrollo es la soldadura y sus tecnologías por tanto es
responsabilidad de las empresas fabricantes de productos
soldados comprobar que la calidad de sus productos este de
conformidad con los requerimientos del cliente y lo
establecido en códigos y especificaciones de soldadura.
Un primer paso para asegurar la calidad de sus productos y
la idoneidad y habilidad de sus soldadores es elaborando
procedimientos de soldadura que permitan garantizar la
compatibilidad del metal de soldadura depositado con el
metal base utilizado y calificando a sus soldadores y
punteadores acorde con el procedimiento de soldadura
calificado.
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57
Esta evaluación de los soldadores es muy importante para la
empresa, dado que permite garantizar el desarrollo de
uniones soldadas de alta calidad y además da garantía, buen
nombre y confiabilidad a la empresa como al soldador,
responsables de la aplicación de soldadura.
Así mismo es importante que dentro del contexto de
investigación, innovación y desarrollo de procesos mixtos e
híbridos en soldadura, de nuevos materiales base y de
aporte, y caracterización mecánica y microestructural de
soldaduras y recubrimientos superficiales llevadas a cabo
por instituciones tecnológicas, universidades y centros de
investigación.
Las aplicaciones de soldaduraestén soportadas además
personal capacitado, calificado y entrenado para tal
debe estar soportado también
por procedimientos
fabricación, ensamble y soldadura que garanticen
confiabilidad de los resultados obtenidos y por ende de
uniones soldadas.
de
fin
de
la
las
2.3. Certificación de soldadores y soldadura
Muchas características de una unión soldada pueden ser
evaluadas en el proceso de inspección, algunas relacionadas
con las dimensiones, y otras relativas a la presencia de
discontinuidades. El tamaño de una soldadura es muy
importante, ya que se relaciona directamente con la
resistencia mecánica
de la unión
y sus relativas
consecuencias. Tamaños de soldaduras inferiores a los
requeridos no podrán resistir las cargas aplicadas durante
su servicio.
Las discontinuidades en los cordones también pueden ser
importantes. Estas son las
imperfecciones
dentro o
adyacentes a la soldadura, que pueden o no, dependiendo de
su tamaño y / o ubicación, disminuir la resistencia para la
cual fue diseñada. Normalmente estas discontinuidades, de
inaceptables dimensiones y localización, se denominan
defectos de soldadura, y pueden ser causas prematuras de
falla, reduciendo la resistencia de la unión a través de
concentraciones de esfuerzos dentro de los componentes
soldados.
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58
Hay varias razones para realizar la inspección de una unión
soldada. Quizás la razón más importante es determinar si
dicha unión es de la calidad adecuada para su aplicación.
Para determinar la calidad de una unión soldada, primero
debemos tener alguna forma de evaluar y comparar sus
características. Es poco práctico tratar de evaluar una
soldadura, sin algún criterio de aceptación específico
Los criterios de aceptación de la calidad de soldadura
pueden provenir de diversas fuentes. Los dibujos de
fabricación suelen mostrar el tamaño de los cordones, su
longitud y ubicación. Estos requisitos dimensionales
generalmente han sido establecidos a través de cálculos
tomados de diseños
que cumplen los requerimientos de la
unión soldada.
Figura 19.-Diseño de fabricación
De los códigos
y normas de soldadura (figura 22) se
obtienen los criterios de aceptación de las dimensiones y
de las discontinuidades. Los códigos y las normas han sido
desarrollados
basándoseen
la
fabricación
de
juntas
soldadas. Es importante elegir un estándar de soldadura que
considere la industria o la aplicación específica en la que
usted está involucrado.
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59
El proceso de inspección de una unión soldada, requiere una
variedad de conocimientos por parte del inspector:






Comprensión de dibujos de soldadura.
Símbolos de soldadura,
Diseño de juntas soldadas,
Elaboración de procedimientos de soldadura,
Conocer e interpretar los requerimientos de códigos y
normas
Conocer las pruebas destructivas y no destructivas,
aplicadas a soldadura.
Por esta razón muchos códigos y normas de soldadura,
requieren que el inspector este formalmente calificado y
que tenga los conocimientos y experiencia para llevar a
cabo los servicios de inspección. Existe un programa,
utilizado
para
el
entrenamiento,
capacitación
y
certificación
de
inspectores
de
soldadura
a
nivel
internacional.
El programa fue creado en los EU y es administrado y
avalado por la American Welding Society (AWS). Este es el
programa para Inspector de Soldadura Certificado (CWI), el
cual exige que el aspirante demuestre sus conocimientos en
la inspección de soldadura a través de un examen.
Dicho
país.
2.3.1.
programa
ya
es
ampliamente
reconocido
en
nuestro
ISO 9956-1:1995
Especificación y aprobación de procedimientos de soldar
para materiales metálicos - la Parte 1: Reglas generales
para soldadura de fusión.
Esta norma define reglas generales para la especificación y
el visto bueno de soldar procedimientos para materiales
metálicos. Es aplicable, cuando el visto bueno de un
procedimiento soldando es requerido, por ejemplo. Por
contrato, los padrones etc. Aplicable por el equipo
soldando convencional bajo el control directo del soldador.
Es una norma actualmente retirada.
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60
2.3.2.
ISO/TR
17671-1:2002
Soldadura - Recomendaciones para soldar de materiales
metálicos - la Parte 1: Dirección general para soldadura de
arco.
Esta norma define los procesos y los técnica hacer
referencia en esta parte de 17671 de la ISO / TR no podrían
ser aplicables a todos materiales.
2.3.3.
NMX-CC-019-1997-IMNC
Administración de la calidad -Directrices para planes de
calidad.
2.3.4.
NMX-CC-9000-IMNC-2000
Sistemas de
vocabulario.
gestión
de
la
calidad
–
Fundamentos
y
Esta norma describe los fundamentos de los sistemas de
gestión de la calidad y específica su terminología.
Esta norma fue sustituida por:
2.3.5.
NMX-CC-9000-IMNC-2008
Sistemas de
vocabulario.
2.3.6.
gestión
de
la
calidad
–
Fundamentos
y
NMX-CC-9001-IMNC-2000
Sistemas de gestión de la calidad – Requisitos
Esta norma específica los requisitos para los sistemas de
gestión de la calidad aplicables a toda organización que
necesite demostrar su capacidad para proporcionar productos
que cumplan los requisitos de sus clientes y los
reglamentarios que le sean de aplicación y su objetivo es
aumentar la satisfacción del cliente.
Esta norma internacional proporciona recomendaciones sobre
sistemas de gestión de calidad, incluyendo procesos de
mejora continua que contribuyen a la satisfacción de los
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61
clientes en una organización y de otras partes interesadas.
Las recomendaciones en esta Norma Internacional son
genéricas y aplicables a todas
las organizaciones,
independientemente de su tipo, tamaño y del producto que
proveen. Además de describir métodos y prácticas que
clarifican el alcance de muchos de los requisitos indicados
en la misma.
2.3.7.
NOM-008-SCFI-2002
Sistema general de unidades de medida.
Esta norma oficial mexicana establece las definiciones,
símbolos y reglas de escritura de las unidades del
SistemaInternacional de Unidades (SI) y otras unidades
fuera de este Sistema que acepte la CGPM, que en
conjunto,constituyen el Sistema General de Unidades de
Medida, utilizado en los diferentes campos de la ciencia,
la tecnología, laindustria, la educación y el comercio.
2.3.8.
NOM-011-SEDG-1999
Recipientes portátiles para contener Gas L.P. no expuestos
a calentamiento por medios artificiales. Fabricación.
Esta Norma Oficial Mexicana establece las especificaciones
mínimas y métodos de prueba que se deben cumplir para la
fabricación de recipientes portátiles para contener Gas
L.P. para una presión de diseño de 1,65 MPa (16,9 kgf/cm2)
a 323 K (50°C) y capacidad máxima de 45 kg, el tiempo de
vida útil de los recipientes, el marcado para identificar
al fabricante, al distribuidor propietario y la fecha de
fabricación, asimismo, el procedimiento para la evaluación
de la conformidad.
Esta Norma se complementa con las siguientes normas
oficiales
mexicanas
y
normas
mexicanas.
Cuando
se
hagamención de las normas, se refieren siempre a la vigente
en el momento de la fabricación de los recipientes
portátiles paraGas L.P.
NMX-B-86-1991Guía para examen radiográfico.
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62
NMX-B-172-1988Métodos de prueba mecánicos para productos de
acero.
NMX-B-266-1989Requisitos generales para lámina laminada en
caliente y en frío, de acero al carbono y de acerode baja
aleación y alta resistencia.
NMX-D-122-1973Determinación
de
resistencia
a
la
corrosión
conrecubrimientos
empleadas
en
método de niebla salina.
NMX-H-7-1978Métodos
soldadas.
de
prueba
las
propiedades
de
de
partes
metálicas
vehículos
automotores,
mecánicos
para
juntas
NMX-U-32-1980Recubrimientos para protección anticorrosiva.
Determinación de la resistencia alintemperismo acelerado.
NMX-U-65-1979Pinturas, recubrimientos y productos afines.
Pruebas de corte cuadriculado.
NMX-U-112-1984Pinturas
Especificaciones.
sólidas
brillantes.
NMX-X-14-1981Recipiente sujeto a presión – Hermeticidad.
Método de prueba.
NMX-X-15–1981Recipiente sujeto
elástico - Método de prueba.
a
presión,
comportamiento
NMX-Z-12-1987 Muestreo para la inspección por atributos.
NOM-018/2-SCFI-1993Recipientes portátiles para contener Gas
L.P. válvulas.
NOM-060-SCFI-1994Lámina de acero empleada en la fabricación
de recipientes portátiles para Gas Licuado dePetróleo.
2.3.9.
NOM-027-STPS-2000
Soldadura y corte-Condiciones de seguridad e higiene.
Establecer las condiciones mínimas de seguridad e higiene
en las actividades de soldadura y corte, para prevenir
daños a los trabajadores y al centro de trabajo.
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63
Esta Norma rige en todo el territorio nacional y aplica en
todos los centros de trabajo donde se realicen actividades
de soldadura y corte.
2.3.10. NRF-084-PEMEX-2004
Esta norma fue sustituida por:
2.3.11.
NRF-084-PEMEX-2011
Electrodos para soldadura para los sistemas de ductos e
instalaciones relacionadas.
Esta
Norma
de
Referencia
establece
la
clasificación,análisis
químico,
pruebas
mecánicas,
contenido máximo de hidrógeno difusible y certificación
requerida para los electrodos de acero al carbono y aceros
de baja aleación empleados en los siguientes procesos:
soldadura de arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW)
y semiautomáticos: soldadura de arco metálico protegido con
gas (GMAW) y soldadura con alambre tubular con núcleo de
fundente (FCAW), adquiridos directamente o como procura en
obras, para soldar tubería y accesorios de los sistemas de
ductos e instalaciones relacionadas.
Esta norma cancela y sustituye a la
Revisión 0, del 19 de junio de 2004.
NRF-084-PEMEX-2004
Esta Norma de Referencia es de aplicación general y
observancia obligatoria en la adquisición de electrodos de
acero al carbono y acero de baja aleación para soldar
tubería y accesorios de los sistemas de ductos e
instalaciones relacionadas, que se lleven a cabo en los
centros de trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios, por lo que se
debe incluir
en los
procedimientos
de
contratación:
licitación
pública,
invitación a cuando menos tres personas o adjudicación
directa; como parte de los requisitos que debe cumplir el
licitante, proveedor o contratista.
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64
CAPITULO III: PROCEDIMIENTO DE
REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR EN LA
CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE
SOLDADORES EN PEMEX
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65
3.1. Pemex
Petróleos Mexicanos
(Pemex) es una
empresa
pública
paraestatal mexicana petrolera, creada en 1938, que cuenta
con un régimen constitucional para la explotación de los
recursos
energéticos
(principalmente
petróleo
y
gas
natural) en territorio mexicano, aunque también cuenta con
diversas operaciones en el extranjero.
Esta empresa actúa bajo la supervisión de un consejo de
administración, cuyo presidente es el Secretario de
Energía, actualmente Pedro Joaquín Coldwell. El Director
General de Pemex (el cual es el encargado de las
operaciones diarias) es Emilio Lozoya Austin.
Pemex
es
además
la
compañía
estatal
encargada
de
administrar la exploración, explotación y ventas del
petróleo, siendo la mayor empresa de México. Fue la mayor
compañía Latinoamericana hasta mediados del 2009. Pemex
tiene ventas superiores a los 106.000 millones USD al año,
una cifra incluso superior al PIB anual de algunos de los
países de Latinoamérica.
Figura 20.-Torre ejecutiva PEMEX
En la Ciudad de México se encuentra la Torre ejecutiva
(figura 23). Inician operaciones en 1937.
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66
La Ley Orgánica de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios que define a Petróleos Mexicanos como órgano
descentralizado de la Administración Pública Federal,
responsable de la conducción de la industria petrolera
nacional.
Esta Ley determina la creación de un órgano Corporativo y
cuatro Organismos Subsidiarios, que es la estructura
orgánica
bajo
la
que
opera
actualmente.
Dichos Organismos son:




PEMEX
PEMEX
PEMEX
PEMEX
Exploración y Producción (PEP)
Refinación (PXR)
Gas y Petroquímica Básica (PGPB)
Petroquímica (PPQ)
En
este
año
hubo
una
explosión
en
administrativo Torre de Petróleos Mexicanos.
el
complejo
3.2. Certificación
Las competencias de las personas son los conocimientos,
habilidades, destrezas y comportamientos individuales, es
decir, aquello que las hace competentes para desarrollar
una actividad en su vida laboral.
La certificación de competencias es el proceso a través del
cual las personas demuestran por medio de evidencias, que
cuentan, sin importar como los hayan adquirido, con los
conocimientos, habilidades y destrezas necesarias para
cumplir una función a un alto nivel de desempeño de acuerdo
con lo definido en un Estándar de Competencia.
Un Estándar de Competencia es un documento oficial
aplicable en toda la República Mexicana que sirve de
referencia para evaluar y certificar la competencia de las
personas.
Una certificación, en general, asegura la calidad:
 de un producto
 de un organismo
 de una persona
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67
3.2.1.
¿Qué se necesita para ser certificado por la AWS?
Empezando en 1976 con el programa de Inspector Certificado
de Soldadura, la Sociedad Americana de Soldadura (AWS) ha
desarrollado una variedad de programas de certificación con
el fin de apoyarlas necesidades de la industria de la
soldadura. Estos programas de certificación están diseñados
para proporcionar a los individuos y a las organizaciones
las credenciales necesarias para demostrar su competencia y
conocimientos en disciplinas de soldadura específica o
relacionada con el área.
Los programas de certificación de la AWS brindan las
credenciales
requeridas
por
muchos
manufactureros,
contratistas, e instituciones gubernamentales, y de esta
forma facilitan al individuo oportunidades de carrera y
proporcionan un valioso servicio a la industria. Pero,
primero, aclaremos lo que queremos decir por certificación.
Es evidencia documentada, a través de un certificado u otra
credencial, que hace constar que la capacitación adecuada,
experiencia, conocimientos, y/o competencia para realizar
un oficio o profesión en particular han sido demostradas.
La certificación se logra al cumplir con una combinación de
cierta educación formativa, experiencia, y/o requisitos
para exámenes. La certificación, sin embargo, no es
garantía de la habilidad o competencia futuras.
Los programas actuales de certificación de la AWS
A continuación se encuentran las certificaciones que la
Sociedad Americana de Soldadura (AWS) ofrece en la
actualidad, y las siglas en inglés de cada programa de
certificación:
• Inspector Asociado de Soldadura Certificado (CAWI),
• Inspector de Soldadura Certificado (CWI),
• Inspector Señor de Soldadura Certificado (SCWI),
• Soldador Certificado (CW),
• Instructor (Educador) de Soldadura Certificado (CWE),
• Supervisor de Soldadura Certificado (CWS),
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68
• Intérprete Radiográfico Certificado (CRI),
•
Operador/Técnico
Certificado (CRAW),
de
Soldadura
Robótica
por
Arco
• Ingeniero en Soldadura Certificado (CWE),
• Fabricante de Soldadura Certificado (CWF), y
• Centro de Evaluación Acreditado (ATF).
Abajo se describen
programas.
los
detalles
de
cada
uno
de
los
Inspector de Soldadura Certificado (CWI)
El programa CWI contiene varios niveles de inspectores y
las oportunidades de carrera abundan para los CWI y los
SCWI en todas las industrias que usan la soldadura por arco
como técnica principal para unir. Además, existen muy
buenas oportunidades para empezar un negocio propio
dedicado a la inspección enfocado en las credenciales de
CWI/SCWI.
Las certificaciones para Inspector de Soldadura Certificado
e
Inspector
Señor
de
Soldadura
Certificado
están
ampliamente
reconocidas,
tanto
nacional
como
internacionalmente, en la industria de la soldadura.
Compañías exitosas y el gobierno de los Estados Unidos han
llegado a confiar en esta certificación de la AWS para
asegurar el nivel más alto en la calidad de mano de obra.
Las especificaciones para calificar para estos programas se
identifican
en
AWSB5.1,
“Specification
for
the
Qualification of Welding Inspectors” (Especificación para
la Calificación de Inspectores de Soldadura). Por otro
lado, las especificaciones para la certificación de estos
programas están identificadas en AWS QC1, “Standard for AWS
Certification of Welding Inspectors” (Estándar de la AWS
para la Certificación de Inspectores de Soldadura).
Para calificar para la inscripción al examen, el candidato
debe determinar si él/ella llena los requisitos de
calificación y certificación de estos estándares.
Los requisitos para calificar para llegar a ser CAWI, CWI,
o SCWI se muestran en las Secciones 5.1 a la 5.3 de AWS
B5.1.
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69
La Solicitud para el Examen de Inspector de Soldadura y la
documentación de apoyo que los dos estándares requieren
(AWS B5.1 y QC1) deberán ser entregadas al Departamento de
Certificación de AWS y aprobadas como calificadas antes de
que se le permita al candidato tomar un examen. Las
solicitudes con información incompleta o faltante serán
descalificadas
a
menos
que
el
solicitante
pueda
proporcionar la documentación faltante dentro de un plazo
de dos semanas posterior a haber sido notificado (vía
telefónica o correo electrónico) de que la información está
incompleta. Si el solicitante fracasa para llenar los
criterios de calificación para el examen, la cuota del
examen (o la porción del examen de una cuota por paquete
seminario/examen) será reembolsada deduciendo una cuota de
procesamiento.
Como se mencionó antes, el programa de CWI comenzó en 1976
con la primera publicación de QC1. El programa de SCWI se
definió por primera vez enQC1:1996, y los primeros exámenes
se aplicaron a principios de 1997.
La renovación para la certificación de CWI y SCWI es cada
tres años. El individuo debe llenar los requisitos de
renovación de la Sección 15 de AWS QC1. A los portadores de
la certificación CAWI no se les permite la renovación. Cada
nueve años, los CWI y los SCWI necesitan recertificarse
mediante una de las opciones indicadas en la Sección 16 de
QC1.
El aval o endosos son una opción para la recertificación de
cada nueve años.
Supervisor de Soldadura Certificado (CWS)
Los supervisores de soldadura pueden hacer valiosas
contribuciones a los cuatro indicadores más importantes en
las
operaciones
de
soldadura:
calidad,
costo,
productividad, y seguridad. Aún así, la posición del
supervisor de soldadura es con frecuencia un recurso que se
pasa por alto.
A menudo la causa subyacente de la inhabilidad del
supervisor para mejorarla productividad puede apuntar a
niveles inadecuados de conocimientos y habilidades, así
como al poco tiempo que el supervisor en realidad trabaja
con los soldadores para entender sus necesidades.
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70
El programa de Supervisor de Soldadura Certificado de la
AWS se instituyó entre2003 y 2004 para rectificar estas
condiciones ofreciendo a los supervisores de soldadura y a
sus compañías la oportunidad de colocar al supervisor de
soldadura en posición de apoyo para los soldadores,
logrando que los soldadores sean los más productivos y lo
mejor que puedan ser. Este programa identifica un cuerpo de
conocimientos que todo supervisor de soldadura debería
saber y comprender
con el
fin de incrementar la
productividad y mejorar la calidad de la soldadura. Es un
programa útil para toda aquella industria que utilice la
soldadura como su técnica principal para unir.
AWS, en conjunto con el Programa Nacional de Investigación
para la Construcción de Naves (National Shipbuilding
Research Program), NSRP por sus siglas en inglés, publicó
un reportaje acerca de las ventajas de capacitar a los
supervisores de soldadura y su efecto en la eficiencia en
costos de producción.
La investigación se respaldó con un proyecto piloto en un
astillero en Alabama. Los resultados del programa piloto
son como sigue:
• Los costos proyectados por soldador se redujeron en
US$17.000 anualmente. Las horas de trabajo en secuencias
sucesivas de construcción modular se redujeron en1000 horas
por módulo;
• Los ahorros potenciales del programa dieron un total de
US$2 millones anualmente; y
• En un orden de naves múltiples, la mejora típica en
eficiencia promediaba entre 200 y 300 horas cuando un
módulo se repetía. Después de la capacitación del
supervisor de soldadura, el primer módulo repetido se
realizó en 600 horas menos de trabajo; el segundo mostró
1000horas menos de trabajo.
Las metas operativas para el logro y sus ahorros estimados
fueron como sigue:
• Reducir el volumen del metal de soldadura.
potencial estimado: US$3.319 por soldador;
Ahorro
• Reducir el tiempo de arco por soldado. Ahorro potencial
estimado: US$4.280 por soldador;
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71
• Reducir el retrabajo
estimado: US$3.244; y
y
desperdicio.
Ahorro
potencial
• Reducir el esfuerzo en el trabajo, movimiento y tiempo de
retraso. Ahorro potencial estimado: US$6.200.
El estándar que regula la certificación de AWS para
supervisores de soldadura es AWS QC13:2006, “Specification
for
the
Certification
of
Welding
Supervisors”
(Especificaciones para la Certificación de Supervisores de
Soldadura). Los requisitos de calificación se cubren en
AWSB5.9:2006, “Specification for the Qualification of
Welding Supervisors” (Especificaciones para la Calificación
de Supervisores de Soldadura).
Figura 21.-Requisitos para el examen CRAW
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72
Intérprete Radiográfico Certificado
El programa de Intérprete Radiográfico Certificado (CRI),
basado en los requisitos contenidos en ASW B5.15:2003,
“Specification for the Qualification of Radiographic
Interpreters” (Especificación es para la Calificación de
Intérpretes Radiográficos), está diseñado para proporcionar
evidencia
de
la
habilidad
de
los
individuos
para
interpretar
y
evaluar
adecuadamente
indicaciones
relacionadas con la soldadura producidas por la media de
radiográfica o aquella en relación con la misma.
A los candidatos que buscan la certificación se les
requiere que pasen con éxito tres exámenes, uno de
conocimientos generales, otro de conocimientos específicos
relacionados con los criterios requeridos de calidad y
aceptación como se indica en la mayoría de los códigos, y
un examen práctico que requiere la interpretación de
radiografías reales.
Se encuentra disponible un programa de capacitación
aprobada por la AWS que cubre40 horas de instrucción.
Los individuos que cubren los requisitos de capacitación,
experiencia, educación y de los exámenes como lo especifica
el AWS B5.15 reciben el título de Intérprete Radiográfico
AWS. Aquellos que sustentan esta certificación cuentan con
una herramienta muy valiosa para demostrar que están
calificados para interpretar radiografías de soldaduras. El
programa de CRI complementa al programa de CWI y ofrece a
los
individuos
certificados
muchas
de
las
mismas
oportunidades.
Las personas que toman el curso de capacitación de AWS
reciben instrucción en las siguientes áreas:
• Naturaleza y propiedades de la radiación gamma y rayos;
• Aspectos fotográficos como tipos de película y papel
utilizados en radiografía industrial y características como
velocidad, contraste, definición, y densidad;
• Aspectos fundamentales de la calidad radiográfica tales
como densidades óptimas de trabajo, contraste radiográfico,
y contraste objetivo y subjetivo;
• Principios de seguridad de radiación;
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73
• Información sobre equipo de rayos X yrayos gamma tal como
los efectos del cambio del
equipo en la calidad
radiográfica;
• Geometría de la formación de la imagen, incluyendo falta
de definición geométrica; control de la distancia del
objeto a la película, y distancia de la fuente a la
película; sensibilidad del penetrámetro; y la selección del
ángulo del haz;
• Cálculos de exposición;
•
Aplicaciones
en
las
soldaduras,
incluyendo
la
interpretación de radiografías de soldaduras en diferentes
materiales y geometrías de junta; técnicas de película
múltiple; soldaduras en tubos de pequeño calibre; y la
determinación de la profundidad de la falla de una
superficie del espécimen a través del uso práctico del tubo
o método de cambio de fuente (método de triangulación);
• Análisis de radiografías; y
• Tecnología de soldadura.
Soldador Certificado
El programa de Soldador Certificado (CW) es un programa
basado en el desempeño sin el requisito de cursos previos o
de certificaciones anteriores. La certificación final
proporcionará credenciales “transferibles” que tú puedes
llevar contigo a donde sea que vayas.
Los candidatos a la certificación realizan pruebas a los
procedimientos usados en acero estructural, oleoductos,
metal laminado, e industrias de soldadura en refinerías
químicas. Hay una provisión o norma para hacer pruebas a
las especificaciones proporcionadas por una compañía o a
las
Especificaciones
Estándar
de
Procedimientos
de
Soldadura de AWX (SWPS por sus siglas en inglés).
En un Centro de Evaluación Acreditado por AWS, se demuestra
físicamente la habilidad para depositar una soldadura bien
hecha en una junta de prueba estandarizada que será
inspeccionada y evaluada por un Inspector de Soldadura
Certificado AWS.
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74
La
habilidad
para
adherirte
apropiadamente
a
la
Especificación del Procedimiento de Soldadura, incluyendo
fit-up, ensamble, y colocación, será demostrada también
antes, durante y después de soldar el ensamble del test.
Se sabe si se pasa la prueba inmediatamente después de la
inspección realizada por el CWI o el SCWI.
Fabricante de Soldadura Certificado
Un sistema apropiado de calidad en soldadura es la base
para entregar un producto soldado o servicio de soldadura
de calidad. Cuando se diseñan para los productos únicos de
un fabricante de soldadura y se comprometen adecuadamente
en papel y en la práctica, las operaciones diarias de
manufacturas del fabricante son más consistentes y fáciles
de rastrear cuando surgen problemas.
Una tendencia en aumento es que los clientes y algunos
códigos requieren que los manufactureros y fabricantes
tengan un sistema de calidad en soldadura activo y
documentado.
Tener y usar un sistema de calidad para las operaciones de
soldadura ayuda a asegurarse de que el fabricante de
soldadura y los subcontratistas del fabricante sean capaces
de producir productos soldados que cumplan con sus
especificaciones y expectativas de manera consistente.
Lo principal de un sistema de calidad en soldadura es un
manual
de
calidad
que
identifique
las
tareas
y
responsabilidades
de
los
gerentes,
supervisores,
y
soldadores, y que proporcione al cliente información
adecuada acerca de quién es responsable de asegurar que la
soldadura satisfaga las especificaciones.
Compañías
de
todos
tamaños
se
pueden
beneficiar
substancialmente
mediante
las
mejoras
sistemáticas
fomentadas por sistemas de calidad de punta.
Requisitos del Programa de Fabricante.
En respuesta a la demanda de la industria, AWS ha
proporcionado un programa de certificación en soldadura a
compañías que usan la soldadura como su forma de unión.
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75
Los requisitos
para este
programa están
claramente
explicados
en
AWS
B5.17,
“Specification
for
the
Qualification of Welding Fabricators” (Especificaciones
para Fabricante de Soldadura).
Esta
especificación
define
los
requisitos
para
el
cumplimiento de una compañía con las funciones en relación
a la soldadura y asegura, por medio del assessment
(evaluación-asesoría) de un tercero, que el Fabricante de
Soldadura
tenga
el
personal,
la
organización,
la
experiencia, los procedimientos, el conocimiento, el
equipo, la capacidad, y el compromiso para satisfacer las
expectativas del cliente hasta el momento de la entrega.
El programa de certificación para compañías solicitantes
involucra varios pasos.
Operador/Técnico de Soldadura Robótica con Arco
El programa de certificación más nuevo de la Sociedad
Americana de Soldadura (AWS), el cual comenzó a funcionar
de lleno en 2007, es el de Soldadura Robótica con Arco –
Operadores y Técnicos (CRAW). Esta certificación permite al
personal de soldadura empleado en diferentes sectores
medirse a sí mismos con los estándares de su oficio. Además
significa que el operador o técnico en soldadura robótica
con arco ha (CRAW) ha demostrado la capacidad de trabajar
con diversos códigos, estándares, y especificaciones.
Debido a que cada tres años se requiere evidencia de
práctica activa o la reexaminación, la certificación además
significa que el operador o técnico CRAW está actualizado
en la industria de la soldadura. Si estás relacionado con
una industria que usa la robótica para la soldadura con
arco de sus productos, deberías considerar el obtener esta
certificación CRAW.
AWS D16.4:2005, “Specification for the Qualification of
Robotic Arc WeldingPersonnel” (Especificación para la
Calificación del Personal de Soldadura Robótica con Arco),
y AWS QC19, “Standard for the AWS Certification of Robotic
Arc Welding Personnel” (Estándar para la Certificación del
Personal de Soldadura Robótica con Arco de AWS), establecen
los requisitos principales para tomar el examen para CRAW.
Estos requisitos se definen en la Cuadro 1.
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76
3.3. CALIFICACIÓN
SOLDADURA
Y
CERTIFICACIÓN
DE
SOLDADORES
Y
El
proceso
de
calificación
y
certificación
de
procedimientos de soldadura, soldadores y operadores de
máquinas de soldar debe estar dirigido por un especialista
en soldadura calificado como lo estipula AWS o equivalente.
A continuación se explican los 12 pasos para lograr la
calificación y certificación.
Co
mi
té de Normalización
de Petróleos
Mexicanos y
Organismos
Subsidiarios.
3.3.1.
CALIFICACIÓN Y
CERTIFIFACIÓN DE
SOLDADORES Y SOLDADURA
NRF-020-PEMEX2005
Rev.: 0
Calificación de los procedimientos de soldadura
1) Requerimientos de la Especificación de un Procedimiento
de Soldadura (WPS)
La especificación del procedimiento de soldadura debe
elaborarse como lo establecen los requerimientos de la
norma
ISO/TR
17671-1:2002(E)
e
ISO
99562:1995/Amd.1:1998(E).
El formato para la elaboración del WPS debe ser conforme a
lo que se establece en el código ASME Sección IX o
equivalente.
Además cuando aplique para los trabajos de construcción o
mantenimiento, los procedimientos deben ser elaborados de
acuerdo a las especificaciones de diseño y/o especificación
de material.
2) PQR – Procedure Qualification
Calificación de Procedimiento)
Record
(Registro
de
Las variables esenciales y resultados de la calificación de
los procedimientos de soldadura deben registrarse en un
PQR. El formato para la elaboración del PQR debe ser
conforme a lo que se establece en el código ASME Sección IX
o equivalente. El contratista debe presentar a Pemex y
conservar el PQR original sin modificación.
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77
La calificación de los procedimientos de soldadura debe
efectuarse por medio de las pruebas indicadas en la
normativa de referencia.
Las pruebas destructivas realizadas a los especímenes de
las probetas del procedimiento a calificar deben ser
realizadas por un laboratorio de pruebas reconocido por la
“ema” u otra entidad de acreditación reconocida por el
gobierno de México.
Cada procedimiento de soldadura debe ser calificado
conforme a lo siguiente, más lo que indique el código de
construcción de los elementos que se va usar en particular.
Soldadura de estructuras metálicas debe ser de acuerdo al
código AWS S1.1 (código de soldadura estructural) o
equivalente.
Soldadura de sistemas de tuberías de proceso y servicios
debe ser al código ASME Sección IX o equivalente.
Soldadura de ductos terrestres y marinos para transporte de
hidrocarburos debe ser de acuerdo al API-1104, código ASME
Sección IX o equivalente, lo cual en las bases de
licitación Pemex especificara el que aplique.
Soldadura de recipientes a presión debe ser de acuerdo al
código ASME Sección IX o equivalente.
Soldadura de tanques atmosféricos debe ser de acuerdo al
código ASME Sección IX o equivalente.
Se permite el uso de procedimientos de soldadura
precalificados, siempre que el contratista desarrolle el
WPS respectivo, de conformidad como lo permite el AWS, AME
Sección IX o equivalente, el WPS sea apropiado para el uso
destinado en producción.
El formato para la elaboración del PQR debe ser conforme a
lo que se establece en el código ASME sección IX o
equivalente.
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78
3) Recalificación del procedimiento de soldadura
Un procedimiento de soldadura debe ser completamente
recalificado cuando existan cambios en cualquiera de las
variables esenciales listadas en los códigos mencionados
que aplican, para los procesos involucrados, como se
establece en 8.1.2 de esta norma.
3.3.2.
Calificación de soldadores
4) Requerimientos para la calificación
Sera obligatorio por parte del contratista calificar y
mantener
la
calificación
de
todos
los
soldadores
involucrados durante el periodo que duren los trabajos, de
acuerdo a los procedimientos autorizados establecidos en
8.1 de esta norma.
La contratista debe presentar la documentación que acredite
que el soldador fue calificado (Registro de Calificación de
Soldadura). Lo cual debe incluir como mínimo resultados de
las pruebas no destructivas de la calificación, y la
documentación del personal que califica al soldador.
El personal que evalúe los resultados de las pruebas no
destructivas debe estar calificado al menos con nivel II en
el ensayo correspondiente de acuerdo a la ASNT-TC1A o
equivalente.
La calificación de los soldadores y operadores de máquinas
de soldar debe realizarse con los parámetros establecidos
en el WPS calificado que contemple las variables esenciales
aplicables en producción. Las probetas de calificación
pueden ser en placa, tubo u otro perfil a la cual le será
aplicable la normatividad respectiva y los WPS.
El aspirante a soldador calificado debe elaborar la probeta
de calificación la cual estará sujeta una vez terminada a
inspección
visual
y
radiográfica
o
ultrasonido
y
adicionalmente si Pemex lo requiere en las bases de
licitación aplicar las pruebas mecánicas que señala la
normatividad.
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79
Si las distintas inspecciones y pruebas mecánicas a las que
se somete la probeta de calificación son satisfactorias de
acuerdo con el especialista en soldadura acreditado por AWS
o equivalente responsable de aplicar y avalar la prueba, el
aspirante podrá realizar los trabajos durante el tiempo que
estipule la normatividad respectiva.
Como parte del entrenamiento de sus soldadores, ayudantes
de soldadores y paileros, el contratista debe darles
platicas documentadas respecto a las medidas de seguridad
durante la ejecución de los trabajos, las cuales deben
incluir los requisitos de la NOM – 027 – STPS – 2000 y las
regulaciones internas de seguridad de Pemex.
Durante la calificación de los soldadores Pemex tendrá
libre acceso al área en donde se efectúen las pruebas para
constatar el cumplimiento de la normatividad aplicable.
5) Vigencia de calificación de los soldadores
La calificación de un soldador
soldar es válida solo por un
embargo si suelda dentro de ese
por un periodo similar a partir
aplica soldadura, de conformidad
u operador de máquina de
periodo de 6 meses. Sin
periodo, continua vigente
de la última fecha en que
con la siguiente.
a) Si el soldador aplica soldadura manual o semi –
automática dentro de ese periodo en un proceso
determinado,
su
calificación
manual
o
semi
–
automática en ese proceso se mantiene.
b) Si el operador de la máquina de soldar aplica
soldadura con una maquina o un proceso automatice
dentro de ese periodo, su calificación en máquina y
soldadura automática en ese proceso se mantiene.
5.1.
El contratista debe demostrar a PEMEX, cuando
requiera,
que
la
calificación
del
soldador
operador, cumple con los requisitos indicados.
anterior puede efectuarse por medio un registro
las juntas en que el soldador ha intervenido
registros de prácticas, ambas firmadas por
especialista de soldadura.
Universidad Veracruzana
80
lo
u
Lo
de
o
el
5.2.
Cuando Pemex o el especialista de soldadura
determine que existen razones especificas suficientes
que ponen en duda su habilidad de hacer soldaduras
que satisfagan la especificación, las calificaciones
que apoyan la soldadura que él está haciendo serán
revocadas. Todas las otras calificaciones no puestas
en duda permanecerán vigentes.
6) Criterios de aceptación y rechazo de soldadores
El criterio de aceptación y rechazo para la calificación
del soldador debe ser de acuerdo con los requerimientos
señalados en 8.1.2 de esta norma.
7) Tipos y procesos de soldaduras
calificación de soldadores
que
aplican
para
la
Los tipos de soldadura que aplican en esta norma
referencia son: manual, semiautomático y automático.
de
Los procesos de soldadura deben ser de acuerdo a como lo
indica la norma ISO/TR 17671 – 1:2002(E) en el punto 7.
8) Recalificación de soldadores
Una prueba con éxito renueva las calificaciones previas del
soldador u operario de soldadura para ese proceso,
materiales, espesores, diámetros, posiciones y otras
variables para las cuales estuvo calificado previamente.
Los soldadores deben ser calificados cada vez que cambien
las condiciones o parámetros (variables esenciales) que
sirvieron de base para la calificación original.
9) Control de registros de la calificación de soldadores
El contratista debe llevar invariablemente el registro de
los
resultados
obtenidos
en
calificaciones
de
procedimientos de soldar y de calificaciones de habilidad
de soldadores para soldadura o de operarios de soldadura.
Estos registros deben ser presentados a Pemex en original
para cotejo y entregados en copia antes de que inicie los
trabajos de soldadura.
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81
3.3.3.
Certificación de procedimiento de soldadura
10) Documentación
La contratista debe entregar a Pemex al inicio de los
trabajos, la documentación en original para cotejo y copia
para el expediente correspondiente de conformidad con lo
siguiente:
a) Lista aprobada por el contratista, que identifique a
los
procedimientos
calificados
(WPS)
y
sus
correspondientes registros de calificación (PQR) que
lo avala. La lista debe incluir los espesores,
diámetros, materiales y electrodos aplicables.
b) Lista aprobada por el contratista, con fecha que
identifique la relación de soldadores calificados, que
incluya. La identificación del soldador, el o los
procedimientos (WPS) en que está calificado, posición,
entre otros.
c) Especificaciones
calificado, WPS.
de
procedimiento
de
soldadura
d) Registros de calificación de los procedimientos, PQR.
e) Registro o certificados de calificación de soldadores.
Esta documentación debe estar aprobada por el responsable
de calidad y el especialista de soldadura calificado del
contratista.
3.3.4.
Certificación de soldadores.
11) Requerimientos para certificación de soldadores
El responsable del contratista debe generar un documento
por cada soldador que este calificado con base en los
resultados aceptables del procedimiento de calificación de
conformidad con esta norma. Este documento debe ser firmado
por el responsable de la compañía y el responsable de
calidad de la misma.
Universidad Veracruzana
82
12) Documentación
La contratista debe entregar a Pemex al inicio de los
trabajos, la documentación en original para cotejo y copia
para el expediente correspondiente.
De igual forma la contratista debe entregar la relación de
soldadores calificados; la que al menos contendrá nombre,
ficha, periodo de vigencia, procedimiento en el cual fue
calificado. Igualmente esta debe ser avalada por AWS.
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83
CONCLUSIONES
Uno de los principales ingredientes de un buen sistema de
calidad en soldadura, es el establecimiento e introducción
de un programa de inspección de soldadura eficaz con
revisión continua.
Sólo con la evaluación completa de los requisitos de
calidad de la soldadura, los criterios de aceptación, el
pleno reconocimiento de la inspección, los métodos de
prueba que deben ser utilizados, y la debida formación y
experiencia de los inspectores, un programa de inspección
podrá ser establecido.
La certificación en los soldadores y la soldadura es muy
importante dentro de PEMEX, porque esto permite tener una
planilla de trabajadores distinta que arrojará los mismos
resultados en cuanto a procedimiento y acabado de la
soldadura, dando mayor seguridad y confiabilidad.
La certificación da control y aseguramiento en los trabajos
realizados por los soldadores. Se tienen menos pérdidas
económicas al contar con personal capacitado y evaluado
para dicho trabajo.
Hoy en día vivimos en un mundo internacionalizado donde
existe una elevada competencia y la certificación es un
requisito para poder garantizar confiabilidad y asegurar un
producto terminado de óptima calidad debido a sus
exigencias.
Las empresas que cuentan con personal certificado tienen la
garantía de recibir productos de alta calidad debido a que
es una herramienta de trabajo que asegura calidad en la
unión soldada.
Universidad Veracruzana
84
BIBLIOGRAFÍA
 ASM International (2003). Trends in Welding Research.
Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 0-87170780-2
 Blunt, Jane and Nigel C. Balchin (2002). Health and
Safety in Welding and Allied Processes. Cambridge:
Woodhead. ISBN 1-85573-538-5.
 Cary, Howard B. and Scott C. Helzer (2005). Modern
Welding Technology. Upper Saddle River, Nueva Jersey:
Pearson Education. ISBN 0-13-113029-3.
 Hicks, John (1999). Welded Joint Design. Nueva York:
Industrial Press. ISBN 0-8311-3130-6.
 Kalpakjian, Serope and Steven R. Schmid (2001).
Manufacturing Engineering and Technology. Prentice
Hall. ISBN 0-201-36131-0.
 Lincoln Electric (1994). The Procedure Handbook of Arc
Welding. Cleveland: Lincoln Electric. ISBN 99949-2582-2.
 Weman, Klas (2003). Welding processes handbook. Nueva
York: CRC Press LLC. ISBN 0-8493-1773-8.
 http://www.solysol.com.es/productos-yservicios/procesos-soldadura/
 http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/
Soldadura.pdf
 http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/tipos
-de-soldadores-electricos
 http://www.slideshare.net/liALUI/la-soldadura-tipos
 http://www.gruposemesa.com/pdf/material_aporte_soldadu
ra2012infra.pdf
 https://docs.google.com/document/d/1T3YnDOaOvIqIsQFMp1
CX3pLyh1ckWriv6TDeaoWgdIQ/edit
 http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn47.ht
ml
 http://www.omcs.org.mx/
 http://www.pemex.com/files/content/NRF084PEMEX2011%20_
15ago2011_%20DV1.pdf
 http://www.aws.org/wj/esp/2008/10/wjesp1008-31.pdf
[email protected]
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