La soldadura en la industria

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Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
de la U . N. L.
ASOCIACION MEXICANA DE INGENIEÜOS MECANICOS Y ELECTRICISTAS, A. C
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SEMINARIO
DE
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MECANICA
P o n e n c i a :
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Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
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ASOCIACION MEXICANA DE INGENIEROS MECANICOS Y ELECTRICISTAS, A. C
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SEMINARIO
DE
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MECANICA
P o n e n c i a :
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BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
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059 34 5V
I N D I C E
PAGS.
INTRODUCCION
1
M E T A L U R G I A DE L A S O L D A D U R A
3
T A B L A NO. I
6
O J A L E S SON L A S F U N C I O N E S D E L P R E C A L E N T A M I E N T O
8
PROPIEDADES MECANICAS IMPORTANTES
10
DIAGRAMA DE P R O B E T A S
14
CLASIFICACION
19
D E E L E C T R O D O S Y SUS R E V E S T I M I E N T O S
F O R M U L A T I P I C A DE A L T A C E L U L O S A SODICA
30
E-6016 ( B A J O H I D R O G E N O )
34
BIBLIOGRAFIA
4 5
- íi -
INTRODUCCION
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S
r
^
s
L a s o l d a d u r a en sus m ú l t i p l e s t i p o s y a p l i c a c i o n e s , v a tan l i g a d a a l a
i n d u s t r i a , que c a s i p u e d e d e c i r s e no h a y i n d u s t r i a f u n c i o n a n d o s i n e l
r e c u r s o m a g n í f i c o de esta t é c n i c a »
L a f a b r i c a c i ó n de b a r c o s , equipo f e r r o c a r r i l e r o , a v i o n e s , industria a u t o m o t r i z y la p e t r o l e r a son a l g u n a s de l a s m u c h a s i n d u s t r i a s que fun
c i o n a n en l a a c t u a l i d a d , g r a c i a s a l r e c u r s o de l a s o l d a d u r a .
En la industria s i d e r ú r g i c a , la soldadura resulta casi i n d i s p e n s a b l e .
T a n t o en t r a b a j o s d e m a n t e n i m i e n t o c o m o en l a r e c u p e r a c i ó n de p i e z a s
gastadas o rotas, o ambas cosas»
En l a s a c e r í a s , c o n una f a c i l i d a d que a s o m b r a , v e m o s una f l e c h a q u e - t r a n s m i t e v a r i o s m i l e s de c a b a l l o s d e f u e r z a p a r a un l a m i n a d o r ,
se
-
r o m p e en d o s y e s e n v i a d a a la c h a t a r r a » E s t o r e s u l t a a n t i e c o n ó m i c o ,
y
m á s aún s i s e r e p i t e con f r e c u e n c i a i n t e r m i t e n t e , p u e s cada p i e z a e s t á
c o t i z a d a en m á s de $ 60, 000» 00» L a r e c u p e r a c i ó n p o r s o l d a d u r a e s pues
ta en p r á c t i c a , y l a p i e z a r o t a e s r e s t i t u i d a c o m o r e f a c c i ó n u t i l i z a b l e
-
p o r a p e n a s un 12% d e su c o s t o o r i g i n a l »
N o e s p o s i b l e d e c i r a u s t e d e s en tan c o r t o t i e m p o , l o s e n o r m e s
recursos
de l a s o l d a d u r a . P e r o p i e n s e n , u s t e d e s : s e s u e l d a n y a l a s j u n t u r a s de l a s
v í a s d e l f e r r o c a r r i l p o r s o l d a d u r a de t e r m i t a . Se sueldan k i l ó m e t r o s de
t u b e r í a s p a r a g a s e o d u c t o s u o l e o d u c t o s . Se s u e l d a c u a l q u i e r p i e z a r o t a -
en l a i n d u s t r i a , be f a b r i c a p r á c t i c a m e n t e c u a l q u i e r c l a s e de p i e z a p_a
r a c u a l q u i e r i n d u s t r i a , be p u e d e n i m p a r t i r r e q u e r i m i e n t o s
especiales
a las piezas: r e s i s t e n c i a al d e s g a s t e , r e s i s t e n c i a a los i m p a c t o s ,
gran
r e s i s t e n c i a al corte y ductilidad ai m i s m o t i e m p o »
F u e r o n e n c o n t r a d o s 30 r o d i l l o s l a m i n a d o r e s d e p e r f i l e s en l a c h a t a r r a
p o r d e s g a s t e m á x i m o en su d i á m e t r o . E s t á n s i e n d o r e c u p e r a d o s a l 50%
d e su v a l o r o r i g i n a l , y v o l v e r á n a l t r a b a j o c o m o n u e v o s . .
C o m o ya s e d i j o , l a s o l d a d u r a s e u t i l i z a de m u c h í s i m a s f o r m a s ,
pero,-
f u n d a m e n t a l m e n t e s i e m p r e s e r á l o m i s m o : " s o l d a r e s u n i r d o s p i e z a s me_
t á l i c a s p o r m e d i o d e l c a l o r " . Y cuando e l a c e r o d e c i e r t a a l e a c i ó n s e su
j e t a a c h o q u e s t é r m i c o s , h a b r á problemas¿> Y e s t o s p r o b l e m a s l o s
suelve la m e t a l u r g i a , c o m o se e x p r e s a r á
posteriormente.
re-
- M E T A L U R G I A A P L I C A D A A LA SOLDADURA P r u e b a s M e c á n i c a s y F í s i c a s de l a s S o l d a d u r a s en A c e r o
E l u s o de la s o l d a d u r a en la f a b r i c a c i ó n d e l o s p r o d u c t o s i n d u s t r i a l e s
ha s i d o tan e x t e n s a y v e r s á t i l , que h o y p o r h o y , l a s o l d a d u r a e s l a m a
ñ e r a c o m o s e ganan la v i d a m u c h a s i n d u s t r i a s »
E l d e s a r r o l l o m o d e r n o en l o s c a m p o s de la p e t r o q u í m i c a ,
construcción
d e b a r c o s , a g r i c u l t u r a y a r q u i t e c t u r a s e ha l l e v a d o a c a b o g r a c i a s a l o s e s f u e r z o s c o n t i n u o s de l o s i n g e n i e r o s en s o l d a d u r a y m e t a l u r g i a para u t i l i z a r los c o n o c i m i e n t o s disponibles a p l i c a b l e s a la soldadura»
Entonces,
¿Qué es la m e t a l u r g i a aplicada a la
soldadura?
E s t o e s l a r e v i s i ó n de l o s c o n c e p t o s d e l a s f u n c i o n e s f u n d a m e n t a l e s d e
l a m e t a l u r g i a que t r a t a n de l o s c a m b i o s en l a s p r o p i e d a d e s d e l o s m e t a
l e s , cuando s e c a l i e n t a n a a l t a s t e m p e r a t u r a s y l a a p l i c a c i ó n de d i c h a s
funciones a la
soldadura.
En e l p r o c e s o de l a s o l d a d u r a c o m e r c i a l , l a s o l d a d u r a de a r c o p o r e j e m
pío la función e s e n c i a l es el calentamiento d e l m e t a l b a s e , c o m o el a c e r o a l c a r b o n o , a una t e m p e r a t u r a p r ó x i m a o s o b r e su punto d e f u s i ó n »
El
a r c o e l é c t r i c o e s l a f u e n t e de c a l o r » E l c a l o r i n t e n s o l i c ú a e l a c e r o loca_l
m e n t e , l o que l l a m a m o s l a s o l d a d u r a »
P a r a c o n o c e r l o que e s una junta p o r s o l d a d u r a , t e n e m o s que a n a l i z a r
-
l a s u p e r f i c i e en que s e d e p o s i t a un c o r d ó n s e n c i l l o d e e s t a o l a d e una s o l d a d u r a a t o p e en l a que d o s p i e z a s d e a c e r o quedan u n i d a s .
E n un c o r d ó n s e n c i l l o de s o l d a d u r a h a y t r e s z o n a s de i m p o r t a n c i a :
1.-
El metal base»
2.-
L a zona d e l m e t a l b a s e a f e c t a d a p o r e l c a l o r .
3.-
El metal depositado.
E i m e t a l de l a s p i e z a s p o r s o l d a r r e p r e s e n t a o i n d i c a e l e s t a d o o r i g i n a l
d e l m a t e r i a l que s e v a a s o l d a r .
E l e x a m e n d e un c o r t e a t r a v é s de un c o r d ó n s e n c i l l o d e s o l d a d u r a h e c h o
s o b r e un a l a m b r e d e 1 / 2 " , d e a c e r o a l c a r b o n o , (.15% C ) , con e l e c t r o d o s
EÓ013 d e 3 / 1 6 " , m u e s t r a que l a c o r r i e n t e d e s o l d a d u r a , que t a m b i é n e s l a f u e n t e d e c a l o r , ha p r o d u c i d o un c a m b i o en l a e s t r u c t u r a d e l m e t a l de
la p i e z a por s o l d a r adyacente al m e t a l depositado.. Esta á r e a se conoce
c o m o l a z o n a a f e c t a d a p o r e l c a l o r y s e e n c u e n t r a en toda unión d e s o l d a d u r a . E l a n c h o de e s t a zona v a r í a d e s d e 1/8" h a s t a 1 / 4 " , d e p e n d i e n d o d e l
p r o c e d i m i e n t o de la s o l d a d u r a y l a c o r r i e n t e u s a d a . E l c i c l o de c a l e n t a m i e n t o de la s o l d a d u r a puede r e b l a n d e c e r o e n d u r e c e r l a z o n a a f e c t a d a ,
d e p e n d i e n d o de l a c o m p o s i c i ó n d e l a c e r o , ,
O t r a p a r t e i m p o r t a n t e d e l c o r t e e s e l m e t a l d e p o s i t a d o . E s a p a r e n t e que
e l m e t a l f u n d i d o ha a d q u i r i d o una e s t r u c t u r a t o t a l m e n t e d i f e r e n t e d e la d e l m e t a l b a s e . E s t a p o r c i ó n r e p r e s e n t a l a c a n t i d a d f u n d i d a en e l m e t a l d e l a p i e z a . L a d i f u s i ó n r e p r e s e n t a p o r l o g e n e r a l d e l 25 a l 35%
entre el m e t a l base y el de a p o r t e . L a soldadura es t o s c a y consiste de " D e n t r i t e s " , t é r m i n o m e t a l ú r g i c o que s i g n i f i c a una e s t r u c t u r a cris_
t a l o g r á f i c a , en c o n s t r a s t e con l a e s t r u c t u r a u n i f o r m e e q u i a x i a l d e l me^
tal b a s e .
H a s t a a h o r a h e m o s c o n s i d e r a d o s o l a m e n t e un c o r d ó n s e n c i l l o de s o l d a d u r a p a r a i l u s t r a r l a s á r e a s b á s i c a s de é s t a . En s o l d a d u r a s de v a r i o s c o r d o n e s , l o s e f e c t o s son s i m i l a r e s s o l a m e n t e que m u l t i p l i c a d o s p o r e l
n u m e r o d e c o r d o n e s . Cada c r o d ó n s u b s e c u e n t e p r o d u c e un c a m b i o
l a r en l a z o n a d e l m e t a l b a s e , a f e c t a d a p o r e l c a l e n t a m i e n t o .
simi-
Recalenta-
do e l m e t a l d e p o s i t a d o p r e v i a m e n t e , l a e s t r u c t u r a t o s c a d e d i c h a s o l d a d u
r a s e c a m b i a a una con g r a n o m á s f i n o .
Con f r e c u e n c i a h e m o s o í d o l a p a l a b r a " P r e c a l e n t a m i e n t o " en r e l a c i ó n con l a s o l d a d u r a d e c i e r t o s a c e r o s . P a r a c o m p r e n d e r l a f u n c i ó n de p r e c a l e n t a m i e n t o , p u e d e s e r de v a l o r una p e q u e ñ a r e v i s i ó n a l o s t i p o s d e a c e r o s m á s comunmente usados para tanques a p r e s i ó n , aviones o m i e m bros
estructurales.
-
im
L o s a c e r o s se designan g e n e r a l m e n t e p o r los n ú m e r o s utilizados p o r la
A 3 T M A m e r i c a n Society for Testing M a t e r i a l s (Sociedad A m e r i c a n a par a P r u e b a de M a t e r i a l e s ) ,
SAE, The Society Automotive Engineers - -
( S o c i e d a d d e I n g e n i e r o s A u t o m o t r i c e s ) , y l a A I S I T h e A m e r i c a n I r o n and
Steel Institute (Instituto A m e r i c a n o del H i e r r o y el A c e r o ) . En la T a b l a I
s e e s p e c i f i c a n a l g u n o s de e s t o s a c e r o s y sus a n á l i s i s
T A B L A
ipo de A c e r o
_C
Mn
Si
Cr
químicos.
I_
Ni
Mo
Y
Denominación
A c e r o al Carbón
STM-A-285
0.18
0.Ó0
0.10
STM-A-204-C
0.2Ó
0.90
0.20
STM-A-212-B
0. 31
0.90
0.20
STM-A-301
0.16
0.52
0.20
1.00
0.50
--
E-4130
0.30
0.62
0.20
0.72
0 U 21
-
AE-4340
0.40
0.70
0.20
0.80
1.75
0.25
0.20
0.18
0.95
0.29
0.60
0.85
0.55
0.06
Carilloy T - I
Cu
0.50
-
Carbón Silicio
.
-
Baja Aleación
-
Baja Aleación
0.26
Baja Aleación
L a f a c i l i d a d p a r a s o l d a r un a c e r o d a d o e s t á i n t i m a m e n t e r e l a c i o n a d a con
l o s e l e m e n t o s de a l e a c i ó n p r e s e n t e s en e l a c e r o y a su c o n t e n i d o d e c a r bono.
E l e f e c t o de los e l e m e n t o s de a l e a c i ó n comunmente u t i l i z a d o s , t a l e s c o m o c r o m o , n i c k e l , m o l i b d e n o y v a n a d i o , e s l a de m e j o r a r l a s p r o p i e d a d e s
-
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L o s a c e r o s se designan g e n e r a l m e n t e p o r los n ú m e r o s utilizados p o r la
A 3 T M A m e r i c a n Society for Testing M a t e r i a l s (Sociedad A m e r i c a n a par a P r u e b a de M a t e r i a l e s ) ,
SAE, The Society Automotive Engineers - -
( S o c i e d a d d e I n g e n i e r o s A u t o m o t r i c e s ) , y l a A I S I T h e A m e r i c a n I r o n and
Steel Institute (Instituto A m e r i c a n o del H i e r r o y el A c e r o ) . En la T a b l a I
s e e s p e c i f i c a n a l g u n o s de e s t o s a c e r o s y sus a n á l i s i s
T A B L A
ipo de A c e r o
_C
Mn
Si
Cr
químicos.
I_
Ni
Mo
Y
Denominación
A c e r o al Carbón
STM-A-285
0.18
0.Ó0
0.10
STM-A-204-C
0.2Ó
0.90
0.20
STM-A-212-B
0. 31
0.90
0.20
STM-A-301
0.16
0.52
0.20
1.00
0.50
--
E-4130
0.30
0.62
0.20
0.72
0U2I
-
AE-4340
0.40
0.70
0.20
0.80
1.75
0.25
0.20
0.18
0.95
0.29
0.60
0.85
0.55
0.06
Carilloy T - i
Cu
0.50
-
Carbón Silicio
.
-
Baja Aleación
-
Baja Aleación
0.2b
Baja Aleación
L a f a c i l i d a d p a r a s o l d a r un a c e r o d a d o e s t á i n t i m a m e n t e r e l a c i o n a d a con
l o s e l e m e n t o s de a l e a c i ó n p r e s e n t e s en e l a c e r o y a su c o n t e n i d o d e c a r bono.
E l e f e c t o de los e l e m e n t o s de a l e a c i ó n comunmente u t i l i z a d o s , t a l e s c o m o c r o m o , n i c k e l , m o l i b d e n o y v a n a d i o , e s l a de m e j o r a r l a s p r o p i e d a d e s
m e c á n i c a s d e l a c e r o , cuando e l c o n t e n i d o de c a r b o n o e s t á en e l l a d o
b a j o , p o r e j e m p l o a l r e d e d o r d e 0.10%.
--
Cuando e l c o n t e n i d o d e c a r b o n o -
es alto, por e j e m p l o 0.30 a 0.40%, distintas g a m a s de p r o p i e d a d e s
se-
p u e d e n o b t e n e r en d i c h o s a c e r o s con t r a t a m i e n t o d e c a l o r .
L a s especificaciones para a c e r o s apropiados para construir calderas y una v a r i e d a d d e t a n q u e s de p r e s i ó n r e q u i e r e n que a l a s p l a c a s s e l e s d e un t r a t a m i e n t o t é r m i c o u n i f o r m e , sin t e m p l a r con l í q u i d o s , d e s p u é s d e l ú l t i m o p a s e d e r o l a d o , p a r a r e f i n a r el t a m a ñ o d e l g r a n o a n t e s de l a s op-e
r a c i o n e s de f a b r i c a c i ó n y s o l d a d u r a .
Los t é r m i n o s m e t a l ú r g i c o s para los distintos t r a t a m i e n t o s t é r m i c o s
son
como sigue:
1.
N o r m a l i z a d o . - E l c a l e n t a m i e n t o d e l a p l a c a de a c e r o a una t e m p e ratura de 787°
C
a 898°
C.
manteniendo la t e m p e r a t u r a
especi-
f i c a d a p o r un t i e m p o d a d o , p o r l o g e n e r a l , una h o r a p o r cada pul g a d a de e s p e s o r , d e s p u é s s e r e t i r a e l m a t e r i a l d e l h o r n o y s e d e j a
e n f r i a r n o r m a l m e n t e en a i r e h a s t a l a t e m p e r a t u r a
ambiente.
E s t e t r a t a m i e n t o s i r v e para r e f i n a r el tamaño del grano y m e j o r a r
las propiedades
2.
mecánicas.
R e c o c i d o . - E l c a l e n t a m i e n t o de l a p l a c a de a c e r o a una t e m p e r a t u r a
de 7 8 7 °
C - 898° C manteniendo la temperatura especificada por
-
un t i e m p o d a d o , g e n e r a l m e n t e una h o r a p o r cada p u l g a d a de e s p e s o r ,
d e s p u é s s e e n f r í a en e l h o r n o en una f o r m a p r e s c r i t a ,
del objeto del tratamiento t é r m i c o .
Se usa p a r a o b t e n e r l a m a y o r -
d u c t i l i d a d y r e m o v e r l o s e f e c t o s d e l r o l a d o en f r í o .
r a l s e t e m p l a n l o s a c e r o s que d e b e n t r a b a j a r s e
3.
dependiendo
P o r l o gene^
-
en f r í o .
A l i v i o de E s f u e r z o s . - E l c a l e n t a m i e n t o de un p r o d u c t o s o l d a d o a
-
una t e m p e r a t u r a e n t r e 5 3 8 ° C y 6 4 8 ° C , m a n t e n i e n d o l a t e m p e r a t u r a e s p e c i f i c a d a p o r un t i e m p o d a d o , g e n e r a l m e n t e 1 h o r a p o r pul
-
g a d a de e s p e s o r y d e j a n d o que s e e n f r í e l a p i e z a en e l h o r n o h a s t a 315° C cuando s e r e t i r a d e l h o r n o y s e d e j a e n f r i a r n o r m a l m e n t e
hasta la t e m p e r a t u r a
4.
-
ambiente.
E l e n d u r e c i d o s e l l e v a a c a b o c a l e n t a n d o e l a c e r o a una t e m p e r a t u r a e n t r e 5 3 8 ° C y 6 4 8 ° C y t e m p l a d o en agua o a c e i t e .
Esto produce-
l a m a y o r d u r e z a y r e s i s t e n c i a a la t e n s i ó n .
5.
E l r e c a l e n t a m i e n t o de una p i e z a s o l d a d que ha s i d o t e m p l a d a en l í
-
quido s e l l a m a R e v e n i d o .
-
de 315°C h a s t a 6 4 8 ° C
La temperatura para el Revenido varía
d e a c u e r d o con l a s p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s
re
queridas.
C U A L E S SON L A S F U N C I O N E S D E L
PRECALENTAMIENTO.
/
Se n o t a r á que s e usa l a p a l a b r a " F u n c i ó n " en su s e n t i d o p l u r a l .
E s t o indi -
ca o i m p l i c a que e l p r e c a l e n t a m i e n t o p u e d e s e r v i r p a r a m á s de una f u n c i ó n .
E l p r e c a l e n t a m i e n t o puede s e r v i r para c o n t r a r r e s t a r el e n f r i a m i e n t o rápido
d e l á r e a p a r a l a s o l d a d u r a y e v i t a r g r i e t a s en a l g u n a s u n i o n e s s o l d a d a s . E1 p r e c a l e n t a m i e n t o t a m b i é n p u e d e u s a r s e p a r a r e d u c i r e l e f e c t o de e.s f u e r z o s en una unión s o l d a d a .
Ir
L o s e s f u e r z o s son e l r e s u l t a d o d e un c a l e n t a m i e n t o r á p i d o d e l m e t a l ba s e , que c a u s a l a e x p a n s i ó n de l a p l a c a , y l a s o l i d i f i c a c i ó n de l a s o l d a d u ra que s e c o n t r a e a l e n f r i a r s e .
L a r e s i s t e n c i a de una unión s o l d a d a a d e f o r m a r s e m á s a l l á d e l punto de
-
c e d e n c i a , está í n t i m a m e n t e l i g a d a a las p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s y metalújr
g i c a s d e l m e t a l b a s e y la s o l d a d u r a
resultante.
E l p r e c a l e n t a m i e n t o r e t a r d a e l e f e c t o d e c h o q u e de l o s e s f u e r z o s en l a zo_
na d e l m e t a l b a s e a f e c t a d a p o r e l c a l o r , y t a m b i é n en e l m e t a l d e p o s i t a d o .
E l e f e c t o del p r e c a l e n t a m i e n t o es d e f i n i t i v a m e n t e b e n e f i c i o s o .
L a s t e m p e r a t u r a s de p r e c a l e n t a m i e n t o p o r l o g e n e r a l v a r í a n de 93 a 2 3 2 °
C p a r a a c e r o s d e b a j a a l e a c i ó n y c o n t e n i d o m e d i a n o de c a r b o n o ( 0 . 3 0 a
0 . 4 0 % de c a r b o n o ) .
-
L o s a c e r o s a l c a r b o n o (0.15 a 0 . 2 5 % de c a r b o n o ) no -
r e q u i e r e n p r e c a l e n t a m i e n t o a m e n o s que l a t e m p e r a t u r a de l a s p i e z a s p o r *
soldar sea i n f e r i o r a los 15°C.
L a c o m p o s i c i ó n d e l m e t a l d e p o s i t a d o t a m b i é n j u e g a un p a p e l i m p o r t a n t e pa_
ra que l a s u n i o n e s s o l d a d a s t e n g a n l a s p r o p i e d a d e s n e c e s a r i a s .
En conse-
c u e n c i a l a c o m p o s i c i ó n de l a s o l d a d u r a d e p e n d e r á h a s t a c i e r t o punto d e l
-
a c e r o que s e v a a soldar,, su c o m p o s i c i ó n y l a c a n t i d a d d e d i l u c i ó n con e l -
* «te*« ti«»
4 tmmnmiá
"tom
mtr
'"• téts
mmu
m e t a l b a s e . E s t o n o s l l e v a a l a d i s c u s i ó n s o b r e l a e v a l u a c i ó n de
l a s u n i o n e s s o l d a d a s . L a s e l e c c i ó n de un a c e r o e s p e c i a l p a r a un
p r o d u c t o s o l d a d o , c o m o un t a n q u e a p r e s i ó n , s e b a s a en l a s p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s d e l a c e r o , y e l s e r v i c i ó que v a a p r e s t a r .
Es
o b v i o que e l m e t a l d e p o s i t a d o d e b e t e n e r p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s
-
s i m i l a r e s a l m a t e r i a l de l a p l a c a .
P R O P I E D A D E S M E C A N I C A S I M P O R T A N T E S Y C O M O SE E V A L U A N
Son l a s
1.-
siguientes:
R e s i s t e n c i a a la c e d e n c i a dada en l i b r a p o r p u l g a d a c u a drada.
2. -
R e s i s t e n c i a a l a t r a c c i ó n t a m b i é n dada en l i b r a p o r p u l g a da c u a d r a d a .
3.-
Ductilidad expresada c o m o por ciento de a l a r g a m i e n t o s o b r e un e s c a n t i l l ó n .
4.-
R e s i s t e n c i a al i m p a c t o e x p r e s a d a c o m o l a f u e r z a de rupUi
r a en p i e - l i b r a .
5.-
R e s i s t e n c i a a l a f a t i g a , o l í m i t e d e r e s i s t e n c i a a la f a t i g a ,
e x p r e s a d a en l i b r a p o r pulgada c u a d r a d a .
Cuando s e s o m e t e una unión s o l d a d a a l a s f u e r z a s de t e n s i ó n ,
resis
t i r á i o s e f e c t o s d e l o s e s f u e r z o s h a s t a que s e a l c a n z a una c a r g a p a ra l a cual e l á r e a e m p i e z a a c e d e r y s e d e f o r m a
permanentemente.-
E s t o c o n s t i t u y e e l punto de c e d e n c i a o l a r e s i s t e n c i a a l a c e d e n c i a .
P u e d e v a r i a r de 4 0 , 0 0 0 a 7 0 , 0 0 0 P s i .
( l i b r a s p o r pulgada c u a d r a
d a ) p a r a l o s a c e r o s y s o l d a d u r a s d e p e n d i e n d o de l a a l e a c i ó n y l a s
c o n d i c i o n e s d e l m a t e r i a l , es d e c i r si l a s c o n d i c i o n e s son d e : T a l
y c o m o quedo s o l d a d o o si s e l e da t r a t a m i e n t o p a r a r e d u c i r l e l o s
esfuerzos.
M u y a m e n u d o e l " P u n t o de c e d e n c i a " o l a " R e s i s t e n c i a a l a c e d e n
c i a " s e r e p o r t a c o m o l a p r e s i ó n que p r o d u c e un a l a r g a m i e n t o p e r m a n e n t e . M a t e n a l e s que s e han s o m e t i d o a e s f u e r z o s que p r o d u cen h a s t a 0 . 5 % d e a l a r g a m i e n t o i n i c i a l m u e s t r a n un a l a r g a m i e n t o
p e r m a n e n t e d e 0 . 2 % e n t r e m a r c a s , y a s e a n de 1 . 4 " o 2 . 0 " d e l a r g o . E s t e m é t o d o de m e d i r l a " R e s i s t e n c i a a l a c e d e n c i a a 0 . 2 % d e
a l a r g a m i e n t o p e r m a n e n t e " ha s i d o g e n e r a l m e n t e a c e p t a d o p a r a e s p e c i f i c a r un a c e r o dado o m e t a l d e p o s i t a d o .
En
u n i o n e s s o l d a d a s que s e c o m p o n e n de t r e s z o n a s d i s t i n t a s , a
-
s a b e r , e l m a t e r i a l de l a p l a c a , la zona a f e c t a d a p o r el c a l o r y el m e t a l d e p o s i t a d o , l a e v a l u a c i ó n de la r e s i s t e n c i a a l a c e d e n c i a d e be c o n s i d e r a r s e con c i e r t a s r e s e r v a s ,
t a r cual á r e a m u e s t r a l a c e d e n c i a
y a que e s s u m a m e n t e d e t e £
original.
L a r e s i s t e n c i a a la t r a c c i ó n o pensión r e p r e s e n t a la c a r g a para
la
cual s o b r e v i e n e l a f a l l a . En l a s u n i o n e s s o l d a d a s la f a l l a p u e d e
o c u r r i r en l a s p i e z a s s o l d a d a s , en l a zona a f e c t a d a p o r e l c a l o r
o en e l m e t a l d e p o s i t a d o , d e p e n d i e n d o de cual de l a s t r e s á r e a s
t i e n e la m e n o r
resistencia.
Cuando l a c a r g a o e l e s f u e r z o s e a u m e n t a g r a d u a l m e n t e m á s a l l á
d e l punto d e c e d e n c i a , e l m a t e r i a l e m p e z a r á a a l a r g a r s e o deform a r s e h a s t a que s e a l c a n z a e l e s f u e r z o m á x i m o
en l a f a l l a .
La
cantidad de a l a r g a m i e n t o r e p r e s e n t a la ductilidad del m a t e r i a l .
La
d u c t i l i d a d t a m b i é n s e d e t e r m i n a h a c i e n d o d o b l e c e s en l a unión s o l dada , y a s e a t r a n s v e r s a l e s o l o n g i t u d i n a l e s a l a s o l d a d u r a . Se ha
e s t a b l e c i d o que l a d u c t i l i d a d de un m e t a l e s t á i n t i m a m e n t e
rela-
c i o n a d a a su r e s i s t e n c i a a l a t r a c c i ó n , e s t o q u i e r e d e c i r que s i s e aumenta la r e s i s t e n c i a a la t r a c c i ó n se disminuye la ductilidad y v i
ceversa.
L a s p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s de l a s s o l d a d u r a s y u n i o n e s s o l d a d a s de l o s t a n q u e s a p r e s i ó n ,
s e e v a l ú a n p o r m e d i o d e p r o b e t a s que s e
p r e p a r a n d e a c u e r d o con l a s e s p e c i f i c a c i o n e s d e s c r i t a s en e l c ó d i g o
de la
A S M E , A m e r i c a n Society f o r Mechanical Engineers
(Sociedad
A m e r i c a n a de I g e n i e r o s M e c á n i c o s ) en t a n t o que p a r a l o s p r o d u c t o s
militares tales como aviones y barcos,
s e p r o c e d e según l a s e s p e c i
f i c a c i o n e s del g o b i e r n o .
L a r e s i s t e n c i a al impacto del a c e r o o del m e t a l depositado utiliz a d o s en s e r v i c i o s donde el m e t a l p u e d e r e c i b i r un s a c u d i m i e n t o
I
o t o r s i ó n r e p e n t i n a c o m o en l a s e x c a v a c i o n e s d e m i n a s o en l o s
b a n c o s , e s una p r o p i e d a d i m p o r t a n t e y d e b e d e t e r m i n a r s e de a l guna m a n e r a . L a r e s i s t e n c i a a l i m p a c t o e s una p r o p i e d a d indepen_
d i e n t e , y p u e d e v a r i a r de a c e r o a a c e r o , aún en m a t e r i a l e s c o n resistencias a la tracción
similares.
E l p a t r ó n p a r a m e d i r l a r e s i s t e n c i a a l i m p a c t o de un m a t e r i a l ,
-
puede p r e p a r a r s e según las probetas e s p e c i f i c a d a s para este o b j e t o , p o r la
A S T M A m e r i c a n Society f o r Testing M a t e r i a l s
(Sociedad
A m e r i c a n a para P r u e b a de M a t e r i a l e s ) .
L a p r o p i e d a d de un m a t e r i a l d e t e r m i n a d o p a r a r e s i s t i r i m p a c t o e s
definida por especímenes especialmente desarrollados para éste
-
propósito por A S T M .
E n r e s u m e n , l a r e s i s t e n c i a a l i m p a c t o d e una unión s o l d a d a , s e d e t e r m i n a en una p e q u e ñ a p r o b e t a r e c t a n g u l a r de 0 . 3 9 4 " p o r 0 . 3 9 4 "
por
-
2 . 1 6 5 " l a que s e a g r i e t a en una d i m e n s i ó n d a d a , y a s e a p o r f r e
sado o t a l a d r o a t r a v é s del á r e a m a r c a d a p a r a prueba tal c o m o se
m u e s t r a en l o s s i g u i e n t e s
diagramas.
Zona
afectada.
por el Calor
- 5oíc\aduva
—\
/
\
\
2.1G5'
.. ..
^Muesca e n V a ^
^
Metal
C>ase
/
6
__
F¡£ I - E s p e c i m e n para impactos C h a r p y muesca V
/
M u e s c c ~ í i p c ranura.
^
Fig. 2rEspecimen pora impactos Charpa muesca r a n u r a
L o s dos t i p o s de p r o b e t a s s e usan p a r a l o s d i s t i n t o s f a b r i c a n t e s de
productos soldados,
p e r o e l t i p o que d e b e u s a r s e d e p e n d e de l a s -
e s p e c i f i c a c i o n e s que dé e l d e p a r t a m e n t o de I n g e n i e r í a .
E l h e c h o de que l a s m u e s c a s s o n d i s t i n t a s en d i s e ñ o m u e s t r a que
l o s r e s u l t a d o s no son c o m p a r a b l e s .
s e g ú n sus p r o p i o s m é r i t o s .
-
Cada uno d e b e de i n t e r p r e t a r s e
L o s v a l o r e s de i m p a c t o no t i e n e n una
-
r e l a c i ó n c o n s t a n t e con l a s o t r a s p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s d e l m a t e r i a l
y d e b e n c o n s i d e r a r s e s o l a m e n t e s o b r e l a b a s e d e l a s p r o b e t a s que
-
se utilicen.
I :i f
L o s v a l o r e s s e d e t e r m i n a n s o s t e n i e n d o l a p r o b e t a en una p o s i c i ó n
-
d e f i n i d a y s o m e t i é n d o l a a un g o l p e r e p e n t i n o con un m a r t i l l o a una
-
v e l o c i d a d c o n s t a n t e y d e s d e una a l t u r a d e t e r m i n a d a .
Esto hace que-
i a p r o b e t a s e f r a c t u r e . Si e l m a t e r i a l es s e n s i b l e a l a g r i e t a , l a f r a £
t u r a s e l l e v a r á a c a b o sin o b s e r v a r l a e n e r g í a d e l i m p a c t o .
Si e l m a -
t e r i a l no es sensible a la g r i e t a , se d e f o r m a r á p a r c i a l m e n t e antes de •
f r a c t u r a r s e , también r e s i s t i r á la v e l o c i d a d del m a r t i l l o y detendrá
-
p a r c i a l m e n t e el g o l p e . La cualidad del m a t e r i a l p o r detener el g o l p e c o n s t i t u y e l a r e s i s t e n c i a al i m p a c t o y s e e x p r e s a c o m o l a e n e r g í a
de-
r u p t u r a en l i b r a - p i e .
E n g e n e r a l , l a s p r o p i e d a d e s de a l g u n o s a c e r o s y s o l d a d u r a s al i m p a c -
t o s e d e t e r m i n a no s o l a m e n t e a l a t e m p e r a t u r a d e l c u a r t o s i n o q u e t a m b i é n a v a r i a s t e m p e r a t u r a s b a j o c e r o , l a s t e m p e r a t u r a s de p r u e
ba p u e d e n s e r , p o r e j e m p l o ,
2 3 . 8 ° C, - 17°C, - 4 0 ° C , - 73.3
C, y
aún - 1 9 5 ° C que e s l a t e m p e r a t u r a d e l N i t r ó g e n o l i q u i d o .
E l c o m p o r t a m i e n t o del a c e r o y soldadura a t e m p e r a t u r a s bajo c e r o es d i f e r e n t e , y e s t á r e l a c i o n a d a d e f i n i t i v a m e n t e a l a c o m p o s i c i ó n d e l
m a t e r i a l y al t r a t a m i e n t o t é r m i c o d e l p r o d u c t o .
En l o s t a n q u e s de p r e s i ó n g r a n d e s , d e b e n de a l i v i a r s e l o s
esfuerzos-
a 5 9 3 ° C - 6 5 0 ° C tan p r o n t o s e t e r m i n e n t o d a s l a s s o l d a d u r a s
mayores.
En a l g u n o s a c e r o s y s o l d a d u r a s l a s p r o p i e d a d e s a l i m p a c t o son a f e c t a das p o r e l t r a t a m i e n t o t é r m i c o p a r a a l i v i o de e s f u e r z o s y en o t r o s no l o s s o n . A p a r e n t e m e n t e é s t o d e b e de a s o c i a r s e a l a s p r o p i e d a d e s y
c a m b i o s m e t a l ú r g i c o s de l o s m e t a l e s cuando s e c a l i e n t a n a l a s t e m p e r a
turas antes m e n c i o n a d a s .
Se ha d e t e r m i n a d o p o r una i n v e s t i g a c i ó n e x t e n s a y con d a t o s de p r u e b a s
e f e c t u a d o s que l a a d i c i ó n a p r o x i m a d a m e n t e 3 . 5 % d e N i c k e l en e l a c e r o o el m e t a l d e p o s i t a d o , m e i o r a n e n o r m e m e n t e l a s p r o p i e d a d e s a l i m p a c t o d e l m a t e r i a l . N o h a y una e x p l i c a c i ó n t a n g i b l e p a r a e s e
comportamien
t o , b a s t a s a b e r que l o s e f e c t o s b e n e f i c i o s o s d e l N i c k e l s e d e s c u b r i e r o n -
g r a c i a s al i n t e r c a m b i o l ó g i c o de los datos m e t a l ú r g i c o s del a c e r o
a la soldadura«
F a t i g a o l í m i t e de r e s i s t e n c i a e s una p r o p i e d a d d e s e a b l e en c i e r t o s
p r o d u c t o s c o m o f l e c h a s y h a s t a c i e r t o punto, en t a n q u e s a p r e s i ó n
que s e v e n s u j e t o s a c a m b i o s c í c l i c o s de p r e s i ó n y t e m p e r a t u r a .
E n a l g u n o s p r o d u c t o s l a p r o p i e d a d de f a t i g a p u e d e s e r a f e c t a d a p o r
a m b i e n t e s c o r r o s i v o s a d i f e r e n t e s t e m p e r a t u r a s . P o r l o t a n t o , un
p r o d u c t o s o l d a d o t a m b i é n d e b e d e t e n e r r e s i s t e n c i a a la f a t i g a s a t i s f a c t o r i a cuando s e v e a e x p u e s t o a c a m b i o s c í c l i c o s r e p e t i d o s
-
de e s f u e r z o s tanto de t e n s i ó n c o m o de c o m p r e s i ó n .
E l l í m i t e d e r e s i s t e n c i a de un m a t e r i a l e s e l e s f u e r z o m a y o r en l i b r a s p o r p u l g a d a c u a d r a d a que puede a p l i c a r s e r e p e t i d a m e n t e p o r
un p e r í o d o d e t i e m p o i n d e f i n i d o sin f a l l a d e l m a t e r i a l .
L a r e s i s t e n c i a a l a f a t i g a d e a c e r o s y s o l d a d u r a p a r a t a n q u e s de p r e
s i ó n es a p r o x i m a d a m e n t e l a m i t a d d e l a r e s i s t e n c i a a l a t r a c c i ó n
-
&
d e l m a t e r i a l d e que e s t á n h e c h o s .
Una de l a s p r o p i e d a d e s f í s i c a s m á s p o p u l a r e s d e l a c e r o y s o l d a d u r a s
e s la d u r e z a .
En c i e r t o s e n t i d o es e l i n d i c a d o r m e t a l ú r g i c o de l a
soldadura.
D e una c a n t i d a d de p r u e b a s en p r o b e t a s de t r a c c i ó n
para d e t e r m i n a r las p r o p i e d a d e s de dureza y r e s i s t e n c i a a la
t r a c c i ó n , s e ha e s t a b l e c i d o una r e l a c i ó n e n t r e l a d u r e z a y l a
sistencia a la t r a c c i ó n del m a t e r i a l »
re-
E s t a r e l a c i ó n es l a b a s e pa
ra c o n v e r t i r en un m a t e r i a l dado l o s v a l o r e s d e l a d u r e z a a l o s
v a l o r e s de l a r e s i s t e n c i a a l a t r a c c i ó n .
-
V a l e l a pena m e m o r i z a r
l a r e l a c i ó n de l a c o n v e r s i ó n que e s :
P a r a un n ú m e r o B r i n e l l de d u r e z a , p o r e j e m p l o 200 B H N ,
la r e s i s t e n c i a a la t r a c c i ó n es a p r o x i m a d a m e n t e 100,000psi.
E l n ú m e r o de d u r e z a s e d i v i d a p o r 2 y s e m u l t i p l i c a p o r 1000
y da a p r o x i m a d a m e n t e l a r e s i s t e n c i a a l a t r a c c i ó n .
L a d u r e z a de l o s m a t e r i a l e s se puede e x p r e s a r i n d i s t i n t a m e n t e
por medio del número: Brinell, Rockwell
-
y Vickers.
Cada uno t i e n e sus v e n t a j a s y t a m b i é n su l í m i t e d e a p l i c a c i ó n .
El
p r o b a d o r de d u r e z a B r i n e l l es a d e c u a d o p a r a m e d i r l a d u r e z a en m a t e r i a l e s con e s p e s o r m a y o r d e l / 4 " y con d u r e z a no m a y o r d e
450 B H N .
o abreviada
L o s v a l o r e s s e r e p o r t a n c o m o n ú m e r o B r i n e l l de d u r e z a
como BHN después del n ú m e r o .
frf.a^rTTr.Ar.rON nr. t t . t . f c t R O D O S Y
fírT
TMP^TANr-Tfr
1.- De acuerdo
F.N T'A O R T F . N C T O N D E
REVESTIMLENXOS
BUENASSQLDÁDUSAS
con l a A . W . S . ( S o c i e d a d A m e r i c a n a de S o l d a d u r a s )
l o s e l e c t r o d o s p a r a s o l d a r s e c l a s i f i c a n de l a s i g u i e n t e m a n e r a :
E l p r e f i j o " E " i n d i c a un e l e c t r o d o p a r a s o l d a r m e t á l i c o que s e c o n s u m e a l u s a r s e . E n e l c a s o de l a s e r i e E - 6 0 X X , l o s p r i m e r o s
d o s d í g i t o s i n d i c a n que l a r e s i s t e n c i a a l a t e n s i ó n d e l m e t a l d e p o s i t a d o s e r á de
60, 000 l i b r a s p o r p u l g a d a c u a d r a d a .
E n f o r m a s i m i l a r a l o d e s c r i t o en e l p á r r a f o a n t e r i o r s e e n c u e n t r a n
los siguientes electrodos,
el E - 7 0 X X , E - 8 0 X X , E - 9 0 X X , e t c . t i e -
n e n un m í n i m o d e r e s i s t e n c i a a l a t e n s i ó n
90,000 p s i . , etc. respectivamente.
de
70, 000, 8 0 , 000
Sin e m b a r g o , e s t o s n i v e l e s
r e s i s t e n c i a son v a l o r e s s a c a d o s de s o l d a d u r a s a l i v i a d a s
zos,
de
de e s f u e r -
s o l d a d u r a s h e c h a s con e l e c t r o d o s de l a s e r i e b a j a a l e a c i ó n y
a l t a r e s i s t e n c i a y s o n c o m p a r a b l e s a l o s d o s v a l o r e s d a d o s en l a s
s o l d a d u r a s sin ningún t r a t a m i e n t o h e c h a s con e l e c t r o d o s l l a m a d o s
"para acero moderado"
(C-.25Max.).
E l t e r c e r n ú m e r o p u e d e s e r un 1, 2 , 3 , y s e r e f i e r e a l a p o s i c i ó n en l a cual e l e l e c t r o d o p u e d e s e r u s a d o . N o . l i n d i c a que e l e l e c t r o do es apto p a r a u s a r s e en toda p o s i c i ó n ; p o s i c i ó n p l a n a ,
sobre cabeza y horizontal. Las
vertical,
posiciones vertical y sobre cabeza
r e s t r i n g e n e l u s o d e e s t o s e l e c t r o d o s h a s t a un d i á m e t r o m á x i m o
-
de 3/16" e x c e p t o p a r a l o s e l e c t r o d o s E-6015 y E - 6 0 1 6 , donde e l m á x
i m o p e r m i t i d o es 5/32" en d i á m e t r o .
ü>
E l N o . 2 i n d i c a que s o l a m e n t e e s apto p a r a l a s p o s i c i o n e s plana y h o r i z o n t a l ( i n c l u y e f i l e t e s ) , m i e n t r a s que e l N o . 3 i n d i c a que ú n i c a m e n t e p o d r á u s a r s e en p o s i c i ó n p l a n a .
1 1W1* .1
Hit
mi
E l c u a r t o d í g i t o , e x c e p t o cuando es c e r o ( 0 ) t i e n e c i e r t a s g i n i f i c a c i ó n
en cuanto a l a c o m p o s i c i ó n d e l r e c u b r i m i e n t o s e r e f i e r e . E l
electro-
do E - 6 0 1 0 t i e n e un t i p o de r e v e s t i m i e n t o de a l t a c e l u l o s a - s ó d i c a ,
-
m i e n t r a s que e l E - 6 0 2 0 t i e n e un a l t o c o n t e n i d o d e ó x i d o de h i e r r o en
su r e v e s t i m i e n t o ,
c i e r t a m e n t e n o e x i s t e ninguna r e l a c i ó n a q u í .
Cuando el c u a r t o d í g i t o es uno (1), e s t o i n d i c a un r e v e s t i m i e n t o d e a l to c o n t e n i d o de c e l u l o s a p o t á s i c a ; 2 e s a l t o en t i t a n i o s ó d i c o ; 3 e s un
r e v e s t i m i e n t o alto
en t i t a n i o p o t á s i c o .
Cuando e l ú l t i m o d í g i t o es 5 o 6, e l e l e c t r o d o e s i n m e d i a t a m e n t e iden_
t i f i c a d o c o m o un e l e c t r o d o t i p o de b a j o h i d r ó g e n o ; 5 i n d i c a un t i p o de
electrodo bajo hidrógeno revestimiento sódico o corriente directa pol a r i d a d -4-; 6, s e r í a un b a j o h i d r ó g e n o r e v e s t i m i e n t o p o t á s i c o y c a p a z
de t r a b a j a r en a m b a s c o r r i e n t e s
A.C.
y D.C.
A d e m á i s l o s n ú m e r o s 4 , 7 y 8 han s i d o udados en l a p o s i c i ó n de c u a r t o d í g i t o , i n d i c a n d o d i f e r e n t e s t i p o s de e l e c t r o d o s con r e v e s
t i m i e n t o de p o l v o d e h i e r r o .
E l n ú m e r o 4 e s t á i n d i c a n d o un r e v e s
t i m i e n t o de p o l v o d e h i e r r o y t i t á n i c o ; el N o . 7 i n d i c a p o l v o
»»»
de
-
h i e r r o y r e v e s t i m i e n t o d e ó x i d o de h i e r r o ; e l N o . 8 i n d i c a p o l v o de h i e r r o y r e v e s t i m i e n t o b a j o h i d r ó g e n o .
2.
E x p l i c a n d o e l s u b f i j o " L e t r a - N ú m e r o " que s i g u e a l a d e s i g n a c i ó n
d e l a c l a s e de l o s
electrodos.
E s t e s i s t e m a s e usa p o r a l g u n o s f a b r i c a n t e s de e l e c t r o d o s ,
pero
s e g u r a m e n t e s e u s a r á a n t e s de m u c h o t i e m p o p o r t o d o s l o s f a b r i c a n
tes .
Las letras A ,
B y C son u s a d a s p a r a d e s i g n a r la c o m p o s i c i ó n q u í m i
ca d e l m e t a l d e p o s i t a d o .
el depósito.
E l n ú m e r o que s i g u e a la l e t r a c l a s i f i c a
" A " d e s i g n a un d e p ó s i t o de c a r b ó n - M o l y b d e n o ; " B 1 ,
-
un d e p ó s i t o de C r o m o - M o l y b d e n o ; y " C " , un d e p ó s i t o de N í q u e l .
C o m o l o s n ú m e r o s van d e l 1 al 3 , l o s i n g r e d i e n t e s de a l e a c i ó n t a m
bien se i n c r e m e n t a n .
-
P o r ejemplo, X X X X - B - i sería 0.5 CR 0.5 M o .
X X X X - B - 2 resultaría 1.0Cr-0.5 Mo; X X X X - B - 3 sería
Cr-i. 0 Mo.
L a l e t r a " D " fué propuesta para d e s i g n a r la s e r i e M a n g a n e s o - M o l ^ b d e n o , p e r o aún no s e u s a .
L o s e l e c t r o d o s son a d e m á s i d e n t i f i c a d o s p o r un s i s t e m a de pintu
ra de t r e s c o l o r e s .
E s t o s c o l o r e s son unas p e q u e ñ a s m o t a s de
p i n t u r a a p l i c a d a s en un e x t r e m o o p o r un l a d o d e l e l e c t r o d o en l a
p a r t e d e s c u b i e r t a , y o t r a m o t a en l a p a r t e d e l r e v e s t i m i e n t o .
Los
M •
e l e c t r o d o s son d i v i d i d o s en v a r i o s g r u p o s t a l e s c o m o : b a j o h i d r o g e n o , a c e r o i n o x i d a b l e D C , a c e r o i n o x i d a b l e D C - A C , no f e r r £ s o s , y cada g r u p o p r i n c i p i a p o r i d e n t i f i c a r s e p o r un " c o l o r - g r u p o "
e l cual e s a p l i c a d o en e l r e v e s t i m i e n t o .
L a i d e n t i f i c a c i ó n de c o l £ -
r e s ha s i d o e s t a b l e c i d a p o r N . E . M . A . y t o d o s l o s f a b r i c a n t e s
e l e c t r o d o s c u m p l e n con é s t e
de
sistema.
A h o r a que y a t e n e m o s l o s e l e c t r o d o s c l a s i f i c a d o s e i d e n t i f i c a d o s ,
es c o n v e n i e n t e d a r a u s t e d e s una i d e a de c o m o s e c o n s t r u y e n d i c h o s
e l e c t r o d o s p a r a que den l a s c a r a c t e r í s t i c a s
deseadas.
I
L a r e s i s t e n c i a a la t e n s i ó n y e l a n á l i s i s q u í m i c o d e l m e t a l deposita_
d o , d e p e n d e n de l a c l a s e de a l a m b r e y d e l a c o m p o s i c i ó n d e l
timiento.
reves-
E l m a n e j o de l o s e l e c t r o d o s , t a l c o m o la c l a s e de c o r r i e n
t e con que d e b e n t r a b a j a r , y la p o s i c i ó n de t r a b a j o en que p u e d e n s e r
usados, depende enteramente del r e v e s t i m i e n t o .
La composición y
c a l i d a d es un f a c t o r i m p o r t a n t e en la o p e r a c i ó n d e f a b r i c a r e l e c t r £ dos r e v e s t i d o s .
E l t i p o de a l a m b r e que c o m u n m e n t e s e u s a p a r a
- s^ -
f a b r i c a r electrodos para coldar a c e r o m o d e r a d o ,
"acero rimiado".
es h e c h o de
Impurezas tales como el aluminio, cobre,
y
especialmente a z u f r e y f o s f o r o , deberán c o n s e r v a r s e muy bajas,
una r á p i d a v i s t a a l o s d i f e r e n t e s m a t e r i a l e s que s e - u s a n en r e v e s
t i m i e n t o s nos h a r á c o m p r e n d e r sus c o m p l e j a s f u n c i o n e s .
3.
A l g u n o s r e v e s t i m i e n t o s c o n s i s t e n hasta de 16 d i f e r e n t e s i n g r e d i e n
t e s , cada uno de l o s c u a l e s e s e s e n c i a l p a r a la o p e r a c i ó n y a p r £ piadas c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c o - q u í m i c a s del e l e c t r o d o .
Otros re
-
v e s t i m i e n t o s son r e l a t i v a m e n t e s i m p l e s y c o n t i e n e n c u a t r o o c i n c o
de e s t o s i n g r e d i e n t e s .
4.
L o s i n g r e d i e n t e s m a s c o m u n m e n t e u s a d o s p a r a r e v e s t i m i e n t o s pue_
den s e r f í s i c a m e n t e c l a s i f i c a d o s a " g r o s o m o d o " ,
sólidos.
como líquidos y
L o s l í q u i d o s son g e n e r a l m e n t e s i l i c a t o d e s o d i o o s i l i c a t o
de p o t a s i o .
L o s s ó l i d o s son m a t e r i a l e s que s e e n c u e n t r a n l i b r e s en
l a n a t u r a l e z a , y que s o l a m e n t e r e q u i e r e n c o n c e n t r a r s e y p u l v e r i z a r ^
se a p r o p i a d a m e n t e .
A l g u n o s de e s t o s m a t e r i a l e s s e p r o d u c e n c o m o
r e s u l t a d o de r e a c c i o n e s q u í m i c a s , t a l e s c o m o a l e a c i o n e s y o t r a s
complejas composiciones sintéticas.
El tamaño de las partículas es
un f a c t o r i m p o r t a n t e , y p u e d e i r d e s d e i m p a l p a b l e h a s t a f i n o o g r u e s o »
L a c o m p o s i c i ó n e s v a r i a d a , y l i t e r a l m e n t e m i l e s de i n g r e d i e n t e s
han s i d o p r o b a d o s p a r a su p o s i b l e u s o .
Su ú n i c o r e q u i s i t o e s que
e s t o s m a t e r i a l e s d e b e r á n de e x i s t i r en a b u n d a n c i a , que su c o m p o
s i c i ó n s e a c o n s t a n t e , y su p r e c i o r a z o n a b l e .
La estructura física
tal v e z se c l a s i f i c a c o m o c r i t a l i n a , f i b r o s a o a m o r f a
M a t e r i a l e s c r i t a l i n o s son:
M a t e r i a l e s f i b r o s o s son:
(no-critalina).
Rutilo, Quarzo y M i c a .
A s b e s t o , y f i b r a de m a d e r a .
M a t e r i a l e s n o - c r i s t a l i n o s son:
Vidrios y muchos ingredientes
orgánicos.
5.
L a s f u n c i o n e s de l o s r e v e s t i m i e n t o s de e l c t r o d o s son i l u s t r a d o s como sigue:
a)
P r o t e c c i ó n d e l m e t a l de a p o r t e en e s t a d o de f u s i ó n
La m á s i m p o r t a n t e función del r e v e s t i m i e n t o ,
del oxígeno y nitrógeno a t m o s f é r i c o s ,
es p r o t e g e r
e l m e t a l de a p o r t e
d e l e l e c t r o d o m i e n t r a s s e e n c u e n t r a en e s t a d o d e f u s i ó n ,
o m i e n t r a s e s t á p a s a n d o d e l e l e c t r o d o al m e t a l b a s e .
Esta
p r o t e c c i ó n es n e c e s a r i a p a r a a s e g u r a r que l a s o l d a d u r a
s e r á buena, l i b r e de p o r o s , y con l a c o r r e c t a
y sobre todo dúctil.
eléctrico,
el N
2
y el
resistencia,
A las altas t e m p e r a t u r a s del a r c o
0
2
-
s e c o m b i n a n r á p i d a m e n t e con e l
ÉlkiLKíl Í
, »•«. * I fifi.-
finólo arar
UfeMSf M R m . R D K f
hierro
f o r m a n d o n i t r a t o s y ó x i d o s , l a s c u a l e s , si e s t á n
p r e s e n t e s , aún en m í n i m a s c a n t i d a d e s , s e r á n c a u s a de
doldaduras p o r o s a s y q u e b r a d i z a s . El nitrógeno es lo
-
que m á s nos i m p o r t a , dada l a d i f i c u l t a d que p r e s e n t a p a r a c o n t r o l a r sus e f e c t o s una v e z p r e s e n t e en e l d e p ó s i t o .
E l o x í g e n o puede s e r n e u t r a l i z a d o con el u s o de buenos desoxidantes.
A d i c i o n e ^ m e t á l i c a s a t r a v é s del r e v e s t i m i e n t o . Una v a r i e d a d d e e l e m e n t o s t a l e s c o m o C r , N i , M o ,
Cu, W , pueden p e r a g r e g a d o s a l m e t a l d e p o s i t a d o ,
nándolos a la c o m p o s i c i ó n del r e v e s t i m i e n t o .
V,
adicio
Comencemos
con un a l a m b r e p a r a e l e c t r o d o s de a c e r o m o d e r a d o . A ñ a
-
diendo la aleación c o r r e s p o n d i e n t e p o r el r e v e s t i m i e n t o ,
de
p o s i t a r á un m e t a l con l a a l t a r e s i s t e n c i a a l a t e n s i ó n p r e d i
señada.
Es f r e c u e n t e m e n t e n e c e s a r i o a g r e g a r a l e a c i ó n por el r e v e s
t i m i ento p a r a r e p o n e r l a e s p e r a p é r d i d a de a l e a c i ó n de l a
p a r t e m e t á l i c a d e l e l e c t r o d o d u r a n t e la o p e r a c i ó n de s o l d a r
debido a la v o l a t i l i z a c i ó n y r e a c c i ó n q u í m i c a s .
Los
electro
dos p a r a a c e r o m o d e r a d o r e q u i e r e n p e q u e ñ a s c a n t i d a d e s de
C , M n , y Si en e l d e p ó s i t o p a r a d a r buenas s o l d a d u r a s
d e l n i v e l de r e s i s t e n c i a d e s e a d o . Una p o r c i ó n d e C y Mn se d e r i v a r á del a l a m b r e del e l e c t r o d o , p e r o s e r á n e c e s a r i o r e f o r z a r l a con F e , M n y en a l g u n o s c a s o s con
a d i c i ó n p o r e l r e v e s t i m i e n t o con F e ,
Si.
La escoria. L a f u n c i ó n de l a e s c o r i a e s ( l ) d a r p r o t e c c i ó n c o m o ya s e
d i j o d e la c o n t a m i n a c i ó n a t m o s f é r i c a ,
(2) actuar c o m o
-
a b s o r v e n t e de i m p u r e z a s que v a n f l o t a n d o s o b r e e l m e t a l
depositado, limpiándolo,
( 3 ) h a c e que el m e t a l de a p o r t e
e n f r i e lentamente p e r m i t i e n d o la salida de g a s e s . L a e s c o r i a t a m b i é n c o n t r o l a l a u n i f o r m i d a d y buena a p a r i e n c i a
de l a s o l d a d u r a . E s t o e s p a r t i c u l a r m e n t e n o t a b l e en soldfi
d u r a s de f i l e t e .
I m p a r t e c a r a c t e r í s t i c a s p a r a p o s i c i ó n de t r a b a j o . Con l a a d i c i ó n de a l g u n o s i n g r e d i e n t e s ,
primordialmente
c o m p o s i c i o n e s de t i t a n i o en e l r e v e s t i m i e n t o , h a c e n pos_i
ble
s o l d a r en p o s i c i ó n v e r t i c a l y s o b r e c a b e z a . E s t o es
c a r a c t e r í s t i c a de e s c o r i a que dan c i e r t a t e n s i ó n en l a su
p e r f i c i e y un e s p e c i a l puento de f u s i ó n , l o s c u a l e s d e t e j :
minan las cualidades y capacidad de el e l e c t r o d o para soldar
en p o s i c i ó n .
C o n t r o l a la buena c a l i d a d d e l m e t a l d e p o s i t a d o . "
»
L a p o r o s i d a d d e l m e t a l d e p o s i t a d o p u e d e s e r c o n t r o l a d a en
un a l t o g r a d o p o r l a c o m p o s i c i ó n d e l r e v e s t i m i e n t o .
e s , con a l g u n o s i n g r e d i e n t e s en e l r e v e s t i m i e n t o ,
1
Esto
debida -
m e n t e e q u i l i b r a d o s p r o d u c i r á n un m a r c a d o e f e c t o en l a
pre.
s e n c i a d e p o r o s en e l m e t a l d e p o s i t a d o . E l e q u i l i b r i o a p r £ p i a d o de e s t o s i n g r e d i e n t e s e s c r í t i c o p a r a l a o b t e n c i ó n de
s o l d a d u r a s s ó l i d a s y d e buena c a l i d a d .
El F e Mn es, probablemente,
el i n g r e d i e n t e m á s
comunmente
u s a d o p a r a o b t e n e r e l c o r r e c t o e q u i l i b r i o de l a f ó r m u l a .
Imparte propiedades mecánicas especificas. P r o p i e d a d e s m e c á n i c a s e s p e c i f i c a s pueden s e r i n c o r p o r a d a s
al m e t a l depositado por m e d i o de r e v e s t i m i e n t o . V a l o r e s de
resistencia al impacto a bajas t e m p e r a t u r a s ,
alta ductilidad
p r o p i e d a d e s de t e n s i ó n y c e d e n c i a , p u e d e n s e r o b t e n i d a d p o r
aleaciones agregadas a t r a v é s del
revestimiento.
E l r e v e s t i m i e n t o actúa c o m o a i s l a n t e
eléctrico.-
En l u g a r e s i n c ó m o d o s s e p u e d e s o l d a r con c o m o d i d a d ,
el
c o r t o c i r c u i t o s e e f e c t ú a ú n i c a m e n t e en e l e x t r e m o d e l
e l e c t r o d o , y aunque el e l e c t r o d o t o c a r a con su r e v e s t i m i e n
to e l m e t a l que s e e s t á s o l d a n d o , no h a b r á i n t e r f e r e n c i a .
C l a s i f i c a c i ó n de i n g r e d i e n t e s p a r a
revestimiento.
L o s m a t e r i a l e s p a r a r e v e s t i m i e n t o pueden s e r c l a s i f i c a d o s d e n t r o
de ó g r a n d e s g r u p o s c o m o s e i l u s t r a r á m á s
adelante.
Cada uno de
l o s c u a l e s t i e n e una f u n c i ó n d e f i n i d a .
a). -
Aleaciones
T a l e s como F e , M n , F e Si, F e C r , F e V , N i ,
b).-
etc.
Aglutinantes.
E s t o s son 2 s i l i c a t o s s o l u b l e s de s o d i o y de p o t a s i o , u s a d o s
c o m e r c i a l m e n t e en l a i n d u s t r i a de f a b r i c a c i ó n de e l e c t r o d o s .
L a s f u n c i o n e s de i o s a g l u t i n a n t e s son: H a c e r de l o s r e v e s t i _ m i e n t o s , o r i g i n a l m e n t e en p o l v o , una m a s a p l á s t i c a c a p a z de
d e j a r s e e x t r u i r y a d h e r i r a l a l a m b r e que s e r á e l e l e c t r o d o ,
a d e m á s de p e r m i t i r h o r n e a r s e . E l h o r n e a d o f i n a l l o h a c e l o
s u f i c i e n t e d u r o y r e s i s t e n t e p a r a no r o m p e r s e ni a g r i e t a r s e
h a s t a c u m p l i r su f u n c i ó n . L o s a g l u t i n a n t e s h a c e n t a m b i é n e l
r e v e s t i m i e n t o no i n f l a m a b l e y e v i t a n una d e s c o m p o s i c i ó n p r e
matura.
P u e d e n h a c e r el r e v e s t i m i e n t o tan f l e x i b l e que aun
al doblar
un e l e c t r o d o no l o d a ñ a r á .
M e z c l a s f o r m a d o r a s de g a s e s . L o s m a t e r i a l e s m á s c o m u n m e n t e u s a d o s c o m o f o r m a d o r e s de
g a s e s son: L o s h i d r a t o s de c a r b o n o , h i d r a t o s y c a r b o n a t o s .
E j e m p l o s : Celulosas tales como madera especialmente prepa
r a d a , l o s c a r b o n o t o s de c a l c i o y m a g n e s i o q u í m i c a m e n t e
com
binados. con agua t a l c o m o s e e n c u e n t r a en e l b a r r o , m i c a y
a s b e s t o s . E s t o s m a t e r i a l e s i n v o l u c r a n C O ^ , C O , H^O a l a s
altas temperaturas del a r c o e l é c t r i c o .
L a e m u l s i ó n que s e
p r o d u c e e s o t r o i n g r e d i e n t e f o r m a d o r de g a s y s e e n c u e n t r a
p a r t i c u l a r m e n t e en l o s t i p o s de e l e c t r o d o s c e l u l ó s i c o s
siendo
una p a r t e d e l a f ó r m u l a en cantiar>aes de Z a i %. E s t e i n g r e d i e n t e t i e n e una m a r c a d a i n f l u e n c i a en e l a r c o e l é c t r i c o y e s
un i n g r e d i e n t e n e c e s a r i o en e l t i p o de e l c t r o d o s
clasificados
c o m o E-6010 .
Establizadores . E l a i r e no e s s u f i c i e n t e m e n t e buen c o n d u c t o r p a r a m a n t e n e r
el a r c o , p o r e s t o s e h a c e n e c e s a r i o a g r e g a r a l o s m a t e r i a l e s
mam
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0 KÜJ1 4
- o «^snsaEr.Eac»
d e l r e v e s t i m i e n t o un e s t a b l i z a d o r que a y u d e a m a n t e n e r e l
flujo eléctrico.
E s t o es p a r t i c u l a r m e n t e i n d i s p e n s a b l e p a r a
s o l d a r con c o r r i e n t e alterna«. M a t e r i a l e s e s t a b i l i z a d o r e s
con
c o m b i n a c i o n e s a b a s e de t i t a n i o , a b a s e de p o t a s i o , o a b a s e
de c a l c i o .
e). -
F u n d e n t e s y f o r m a d o r e s de e s c o r i a . E s t o s i n g r e d i e n t e s son p r i m o r d i a l m e n t e u s a d o s p a r a d a r c u e r
p o a la e s c o r i a a m á s d e i m p a r t i r l e c i e r t a s p r o p i e d a d e s de
v i s c o s i d a d , y c o n t r o l d e l punto de f u s i ó n d e l m e t a l ,
Asbesto, Magnetita,
f). -
-
Sílica,
son m a t e r i a l e s de e s t e t i p o .
Plastizadores.L o s m a t e r i a l e s p a r a r e v e s t i m i e n t o son a m e n u d o m u y g r a n u l a
r e s ó a r e n o s o s , y p a r a p o d e r m a n e j a r l o s bien en la m á q u i n a d e e x t r u s i ó n , es n e c e s a r i o
o plastizadores.
agregarles materiales lubricantes
C a r b o n a t o s de s o d i o y p o t a s i o son a m e n u d o
usados.
7.
F ó r m u l a t í p i c a de a l t a c e l u l o s a S ó d i c a E - 6 0 1 0 . E s t e p á r r a f o i l u s t r a s o b r e un r e v e s t i m i e n t o t í p i c o E - 6 0 1 0 , l o s i n g r e d i e n t e s son: C e l u l o s a , T i O ? , F e M n , a s b e s t o y c o m o a g l u t i n a n t e ,
sili-
c a t o de s o d i o .
C o , C o ^ , **^ ^
Durante la soldadura, la celulosa se c o n v e r t i r á a
o t r o s
g a s e s que f o r m a r á n l a a t m ó s f e r a p r o t e c t o r a
a l r e d e d o r d e l a r c o . Se f o r m a r á p o c a c a n t i d a d de e s c o r i a f á c i l m e n
t e r e m o v i b l e . L a g r a n c a n t i d a d de v a p o r de agua i n v o l u c r a d a en la
d e s c o m p o s i c i ó n de l a c e l u l o s a , da al e l e c t r o d o E - 6 0 1 0 un a r c o de
p r o f u n d a p e n e t r a c i ó n , l o h a c e un e l e c t r o d o a p r o p i a d o p a r a s o l d a r
acero galvanizado,
s u c i o o e n z a r r a d o . L a c o m b i n a c i ó n de é s t a c í a
s e de m a t e r i a l e s p a r a r e v e s t i m i e n t o ,
causan la rápida f o r m a c i ó n
d e l c o r d ó n de d o l d a d u r a y d e p a s o c o n v i e r t e n a e s t e e l e c t r o d o en e x c e l e n t e p a r a s o l d a r en p o s i c i ó n o s o b r e c a b e z a . L a s p r o p i e d a u e s
m e c á n i c a s y r a d i o g r á f i c a s d e l m e t a l d e p o s i t a d o son b u e n a s . L a comb i n a c i ó n d e l s i l i c a t o de s o d i o con l o s i n g r e d i e n t e s de r e v e s t i m i e n t o
a n t e s m e n c i o n a d o s h a c e n que e s t e e l e c t r o d o f u n c i o n e s con C
L o s e l e c t r o d o s E-6011 con r e v e s t i m i e n t o a l t o en c e l u l o s a p o t á s i c a c o m p l e t a m e n t e s i m i l a r e s a l o s E - 6 0 1 0 e x c e p t o que l o s E-6011 f u n c i £
nan i n d i s t i n t a m e n t e con C . A .
o C . D . (+-), y su p e n e t r a c i ó n no es tan
p r o f u n d a c o m o en l o s E - 6 0 1 0 . E l p o t a s i o en el s i l i c a t o , t i e n e una b a j a i o n i z a c i ó n p o t e n c i a l l o cual ayuda a m a n t e n e r e l a r c o cuando p a s a
a t r a v é s d e l punto c e r o l a e n e r g í a ,
8.
en e l c i c l o de la C .
A.
E s t e p á r r a f o i l u s t r a r á un r e v e s t i m i e n t o t í p i c o c o r r e s p o n d i e n t e ai t i
po E - 6 0 1 2 , l o s p r i n c i p a l e s i n g r e d i e n t e s s o n : R u t i l o , F e l d e s p a t o y
ferromanganeso.
L o s e l e c t r o d o s E - 6 ü i 2 p u e d e n s e r u s a d o s con C .
A . o C . D . p o l a r i d a d n e g a t i v a en t o d a s l a s p o s i c i o n e s .
E s t e e l e c t r o d o p u e d e u s a r s e con a l t o s a m p e r a j e s , d e b i d o a l a c o m
p o s i c i ó n de su r e v e s t i m i e n t o de b a j o c o n t e n i d o c e l u l ó s i c o y a l t o en
materiales refractarios tales como rutilio y slicatos
minerales.
P u e s t o que p u e d e n u s a r s e a a l t a s i n t e n s i d a d e s de c o r r i e n t e ,
mejora
l o s í n d i c e s de p r o d u c c i ó n , y a que a l s u m i n i s t r a r m a s l a c o r r i e n t e e l é c t r i c a aumenta la v e l o c i d a d de depósito.
y
i
E l m e t a l de a p o r t e es v i s c o s o , y p o r consiguiente este e l e c t r o d o se
r e c o m i e n d a p a r a s o l d a r p i e z a s de a j u s t e i r r e g u l a r o p o b r e .
Lo vis
c o s o d e l m e t a l de a p o r t e l o h a r á c a m i n a r l e n t a m e n t e a t r a v é s de l a
i r r e g u l a r j u n t u r a , s o l i d i f i c a n d o l o b a s t a n t e d e s p u é s de h a b e r p e n e trado bien.
L o s e l e c t r o d o s E - 6 0 1 3 con r e v e s t i m i e n t o a l t o en t i t a n i o p o t á s i c o ,
son
s i m i l a r e s a i o s E - 6 0 1 2 . O r i g i n a l m e n t e e l E - 6 0 1 2 no o p e r a b a o no po
d í a o p e r a r con C . A . , y e l E - 6 0 1 3 f u é i n t r o d u c i d o c o m o una v e r s i ó n
m e j o r a d a d e l E - 6 0 1 2 , c a p a z de o p e r a r con C . A . ,
d i á m e t r o s de l / 8 " o m e n o r e s .
e s p e c i a l m e n t e en
E l s i l i c a t o de s o d i o f u é u s a d o c o m o
a g l u t i n a n t e a l e m p e z a r la f a b r i c a c i ó n de l o s E - 6 0 1 2 .
E l s i l i c a t o de
p o t a s i o e m p e z ó a u s a r s e c o m o a g l u t i n a n t e en l o s E - 6 0 1 3 y c o n s e c u e n t e m e n t e t r a j o una buena c a p a c i d a d d e o p e r a c i ó n de e s t o s
t r o d o s con C . A .
ingredientes,
elec
En la a c t u a l i d a d , m u c h o s E - 6 0 1 2 l l e v a n c o m o
c o m p o s i c i o n e s de p o t a s i o en sus r e v e s t i m i e n t o s y
p o s e e n buenas c a r a c t e r í s t i c a s d e s o l d a d u r a u s a n d o
C.A.
E s un h e c h o q u e , d e s d e que l o s m e n c i o n a d o s e l e c t r o d o s e s t á n d i s
p o n i b l e s , y l a d i f e r e n c i a en sus c a r a c t e r í s t i c a s es m í n i m a en cuan
t o a l a c o m p o s i c i ó n de su r e v e s t i m i e n t o ,
se hace por
consiguiente,
d i f i c u l t o s a su c l a s i f i c a c i ó n . En e l E - 6 0 1 3 e s t á un e l e c t r o d o E - 6 0 1 2
m o d i f i c a d o y e s p e c i a l m e n t e d i s e ñ a d o con l a l i g e r a v a r i a n t e d e p o d e r
h a c e r t r a b a j o s de soldadura " a r r a s t r a n d o " el e l e c t r o d o . El r e v e s t í
J ¡1
m i e n t o ha s i d o m o d i f i c a d o p a r a que pueda t o m a r a l t o s a m p e r a j e s ,
con un m í n i m o d e p e n e t r a c i ó n y una g r a n f l u i d e z d e e s c o r i a y m e t a l .
L a f l u i d e z p e r m i t e a l m e t a l de a p o r t e h a c e r t r a b a j o de r e l l e n o b a j o
el a r c o , a gran v e l o c i d a d .
L o s e l e c t r o d o s E-60L3 t i e n e n en su r e v e s t i m i e n t o , un p o c o m a s a l t o
c o n t e n i d o d e c e l u l o s a que l o s de t i p o E - 6 0 1 2 , y p o r e s t a r a z ó n p o d r á n
usarse a mas bajos a m p e r a j e s .
También,
el E - 6 0 1 3 t i e n e un " a r c o "
s u a v e y es m á s a p r o p i a d o p a r a v a r i a d o s t r a b a j o s de s o l d a d u r a d e t i po l i g e r o .
E - 6016
E s t e p á r r a f o i l u s t r a r á s o b r e la f ó r m u l a t í p i c a de " B a j o h i d r ó g e n o " ,
de a l t o c o n t e n i d o de m á r m o l ,
e s p a t o - í l u o r y b i ó x i d o de t i t a n i o .
L o s e l e c t r o d o s de b a j o h i d r ó g e n o son l l a m a d o s a s í p o r q u e sus r e v e s
t i m i e n t o s c o n s i s t e n de m i n e r a l e s y m a t e r i a l e s l i b r e s de h i d r ó g e n o .
E l t é r m i n o " C a l c i o - F e r r í t i c o " fué el título dado o r i g i n a l m e n t e a este
t i p o de e l e c t r o d o s .
L a d e s i g n a c i ó n " C a l c i o " p r o v i e n e de que e l t i p o -
d e r e v e s t i m i e n t o es e s e n c i a l m e n t e b á s i c o .
La designación
"Ferrítico"
s e r e f i e r e a l a c o n d i c i ó n d e l a l a m b r e con e l que s e f a b r i c a el e l e c t r o d o . C o m o la i n v e s t i g a c i ó n y d e s a r r o l l o son c o n s t a n t e s , l o s
revesti-
m i e n t o s f u e r o n m o d i f i c a d o s d e un p r e d o m i n a n t e t i p o b á s i c o , a o t r a s c o m b i n a c i o n e s d e m a t e r i a l e s t a l e s , que el t é r m i n o " C a l c i o F e r r í t i c o 5 '
e s a c t u a l m e n t e i n a p r o p i a d o , y l a d e s i g n a c i ó n " B a j o h i d r ó g e n o " es m á s
correcta.
Con l o s e l e c t r o d o s de " B a j o H i d r ó g e n o " , l o s f a b r i c a n t e s n o s han d a do una i n a p r e c i a b l e h e r r a m i e n t a de t r a b a j o , pues l o s a c e r o s que en
o t r o t i e m p o e r a n en e x t r e m o d i f i c u l t o s o s p a r a s o l d a r s e , en la a c t u a U
d a d , y c o m p a r a t i v a m e n t e h a b l a n d o , son c o s a f á c i l de h a c e r s e .
A c e r o s d e a l t o c o n t e n i d o d e C , A c e r o s de alta r e s i s t e n c i a , A c e r o s de
g r a n c o n t e n i d o d e a z u f r e , son a l g u n o s t i p o s de a c e r o s , p a r a n o m e n -
c i o n a r m á s , que p u e d e n s e r s o l d a d o s s e g u r a y e f e c t i v a m e n t e con
l o s e l e c t r o d o s de b a j o h i d r ó g e n o »
A m b o s tipos de e l e c t r o d o s , bajo h i d r ó g e n o y los
convencionales
p a r a a c e r o m e d i a n o E - 6 0 1 0 , s e f a b r i c a n con e l m i s m o a l a m b r e .
A s í p u e s , l a d i f e r e n c i a e n t r e uno y o t r o d e p e n d e e x c l u s i v a m e n t e d e l r e v e s t i m i e n t o . En e l E - 6 0 1 0 h a y abundante h i d r ó g e n o o v a p o r
de a g u a , y en l o s de t i p o b a j o h i d r ó g e n o a u s e n c i a de é s t o s .
T e n e m o s 4 f u e n t e s p r i m o r d i a l e s de h i d r ó g e n o en l o s
i
tos para
a).
revestimien-
electrodos:
M a t e n a l e s o r g á n i c o s t a l e s c o m o m a d e r a de p o l v o ,
celulo-
sa, almidón y dextrina o a z u c a r e s .
b).
El agua, químicamente combinada,
s e e n c u e n t r a en c i e r -
t a s c a n t i d a d e s en v a r i o s m a t e r i a l e s p a r a r e v e s t i m i e n t o ,
-
t a l e s c o m o b é n t o n i t a s o a r c i l l a s y es pa te de su e x t r u c t u r a
química.
c).
E l agua c o n t e n i d a en l o s a g l u t i n a n t e s ,
s i l i c a t o s de s o d i o o
p o t á s i c o , que c o n t i e n e n h a s t a un 60%.
d).
H u m e d a d a b s o r b i d a de l a a t m ó s f e r a c o m o agua l i b r e .
Esta
h u m e d a d puede s e r l i b e r a d a a t e m p e r a t u r a de 100° C .
L a m a y o r í a de l o s e l e c t r o d o s convencionales para a c e r o m e d i a n o ,
c o n t i e n e n c e l u l o s a , l a a d i c i ó n de e l agua q u í m i c a m e n t e
combina
da c o n l o s o t r o s i n g r e d i e n t e s d e l r e v e s t i m i e n t o , m a s ia h u m e d a d
a b s o r b i d a d e la a t m ó s f e r a r e p r e s e n t a n una s u b s t a n c i a l f u e n t e d e
hidrógeno.
La temperatura del a r c o e l é c t r i c o ,
e n t r e 4000 y 5000 C , de s c o m
p o n e l a c e l u l o s a y v a p o r d e agua t r a n s f o r m á n d o s e en h i d r ó g e n o y
otros gases.
Cuando e l h i d r ó g e n o e s t a p r e s e n t e en c a n t i d a d e s a p r e c i a b l e s en e l
g a s a l r e d e d o r d e l a r c o e l e c t r o d o , una c o n s i d e r a b l e c a n t i d a d de h i d r ó g e n o es d i s u e l t o p o r e l m e t a l de a p o r t e cuando aun e s t á en e s t a do de f u s i ó n . Cuando e s t e m e t a l s e e n f r í a , s o l a m e n t e una p e q u e ñ a
p a r t e d e l h i d r ó g e n o p e r m a n e c e s o l u b l e en e l a c e r o , y e l r e s t o e s t á
p r e s e n t e c o m o una s o l u c i ó n p u r í s i m a de h i d r ó g e n o a t ó m i c o .
E s t e h i d r ó g e n o a t ó m i c o es c a p a z de d i f u n d i r s e en e l m e t a l de a p o r
t e con b a s t a n t e l i b e r t a d , y p o r c o n s i g u i e n t e p r o d u c i r á r e a s
porosas,
inclusiones de e s c o r i a , y otras f a l l a s , r e c o m b i n á n d o s e hasta f o r m a
hidrógeno molecular,
e l cual no p u e d e r e a l m e n t e c a s o m o v e r s e en
e l a c e r o . C o m o m á s y m á s h i d r ó g e n o se d i f u n d e d e n t r o de una c a v i d a d , la p r e s i ó n d e l g a s d e n t r o de é s t a , a u m e n t a r á . Si h a y s u f i c i e n t e
h i d r o g e n o p r e s e n t e en e l m e t a l , la p r e s i ó n d e l g a § p u e d e a c e r c a r
se al l í m i t e de
l a r e s i s t e n c i a d e l m i s m o « , Con a c e r o m e d i a n o (ba_
j o en c a r b ó n ) d ú c t i l y o r d i n a r i a m e n t e no e n d u r e c i b l e , no p u e d e
-
h a b e r ningún d a ñ o , si c o n s i d e r a m o s que e s c a p a z de e s t i r a r s e l o
bastante para a l i v i a r la p r e s i ó n . L e s m e t a l e s - b a s e e n d u r e c i b l e s son en c a m b i o , un p r o b l e m a . A q u í e l m e t a l de l a zona a f e c t a d a p o r
e l c a l o r de l a s o l d a d u r a es e n d u r e c i d o , y cuando l a p r e s i ó n d e l gas
a u m e n t a d e b i d o a l a c o n c e n t r a c i ó n d e l h i d r ó g e n o m o l e c u l a r , no p u e d e e s t i r a r s e l o n e c e s a r i o p a r a a l i v i a r l a p r e s i ó n , y si h a y b a s tante h i d r ó g e n o p r e s e n t e ,
continuará acumulándose, aumentando -
l a p r e s i ó n h a s t a p r o d u c i r una g r i e t a o r a j a d u r a en l a p i e z a
soldada.
E s t e t i p o de g r i e t a s es c o n o c i d o c o m o g r i e t a s b a j o el c o r d ó n de s o l
dadura.
O t r a d e m o s t r a c i ó n de l a s f a l l a s que e l h i d r ó g e n o o r i g i n a en e l a c e r o , p u e d e n s e r v i s t a s en l a s p r o b e t a s de t e n s i ó n h e c h a s con e l e c trodos convencionales para a c e r o m o d e r a d o .
L a s u p e r f i c i e r o t a de
la p r o b e t a , m u e s t r a a l r e d e d o r , á r e a s l u s t r o s a s l l a m a d a s " o j o s de
pescado",
con una p e q u e ñ a á r e a o b s c u r a c e r c a d e l c e n t r o d e l " o j o
de p e s c a d o " . E s t a á r e a o b s c u r a , f u é una p e q u e ñ a c a v i d a d l l e n a d e
hidrógeno molecular a presión.
C o m o la probeta fué p o r entonces
e s t i r a d a , e s t a p r e s i ó n s e f o r z ó a s í m i s m a , y en c o m b i n a c i ó n
con
e l e s f u e r z o a l a t e n s i ó n , c a u s ó l a f a l l a en e l á r e a q u e b r a d i z a d e l
" o j o de p e s c a d o " . Si a e s t a m i s m a p r o b e t a s e l e h u b i e r a p e r m i t i do e n v e j e c e r p o r a l g u n a s s e m a n a s a " t e m p e r a t u r a de c u a r t o " , o haberla hecho e n v e j e c e r a r t i f i c i a l m e n t e a 100°C por algunos d í a s , l o s " o j o s d e p e s c a d o " h u b i e r a n d e s a p a r e c i d o , p o r q u e e l H^, s e h a bría difundido poco a poco f u e r a de las cavidades,
con l o que s e hu_
b i e r a a l i v i a d o la alta p r e s i ó n .
Ki l
A l g u n o s e l e c t r o d o s p a r a a c e r o b a j o en C . t a l e s c o m o l o s t i p o s
- -
E - 6 0 2 0 y E - 6 0 3 0 , c o n t i e n e n t r a z a s o nada d e c e l u l o s a en su r e v e s t i m i e n t o , aún a s í , t o d a v í a e x i s t e e l p r o b l e m a d e g r i e t a s , " b a j o e l c o r d ó n " . L a f u e n t e p r o d u c t o r a de h i d r ó g e n o e s , e n t o n c e s , e l agluti_
n a n t e , o m e j o r d i c h o e l agua de
c o m b i n a c i ó n , o agua a b s o r b i d a de
la a t m ó s f e r a .
D e s d e e l punto de v i s t a d e l agua p r o v e n i e n t e d e l o s a g l u t i n a n t e s o p o r a b s o r c i ó n , p r e s e n t e en t o d o s i o s e l e c t r o d o s , l a p r e g u n t a s e i m p o n e ; ¿ P o r q u é l o s e l e c t r o d o s b a j o h i d r ó g e n o son s u p e r i o r e s a l o s o t r o s t i p o s ? L a r e s p u e s t a s e r í a p o r a h o r a , el c o c i m i e n t o y e s p e c i a l
m a n e j o cae los e l e c t r o d o s bajo hidrógeno r e c i b e n . L o s
electrodos
r e c i b e n un h o r n e a d o n o r m a l de I 4 9 ° C a 2 0 4 ° C y d e i n m e d i a t o s e r e
«wmm *
-'«UOff(A
umusmm
"kimomesr
*m mrnma.aac»
h o r n e a n c o m o a 4 3 2 ° C con l o q u e , p r á c t i c a m e n t e queda e l i m i n a da toda h u m e d a d .
P a r a p r o t e g e r e s t o s e l e c t r o d o s de l a p o s i b i l i d a d de. r e a b s o r b e r humedad, se hace n e c e s a r i o empacarlos inmediatamente después
d e r e h o r n e a d o s p a r a c o n s e r v a r l o s con l a m í n i m a h u m e d a d p o s i b l e .
L a h e r m e t i c i d a d d e l e m v a s e r e s u l t a m u y i m p o r t a n t e . Se e l e m v a s e
se d a ñ a r a d u r a n t e su v i a j e f a b r i c a n t e - d i s t r i b u i d o r - c o n s u m i d o r ,
-
l o s e l e c t r o d o s c o n t e n i d o s en e l , d e b e r á n r e a c o n d i c i o n a r s e , pues si s e usan t a l c u a l , l o m á s p r o b a b l e es que p r o v o q u e n una f a l l a ,
tal v e z , de g r a v e s c o n s e c u e n c i a s .
-
Los electrodos bajo hidrogeno,
una v e z f u e r a de su e m v a s e h e r m é t i c o ,
s o l o pueden g u a r d a r s e p o r -
l a r g o s p e r i o d o s en l u g a r e s e s p e c i a l e s a t e m p e r a t u r a s d e 93 C a 149
Una l i s t a de l a s v e n t a j a s de i o s e l e c t r o d o s d e b a j o h i d r o g e n o s e po_
drían e n u m e r a r como sigue:
1. -
L a s t e m p e r a t u r a s de p r e c a i e n t a m i e n t o de l a s p i e z a s a s o l d a r s e , ya s e a n de a c e r o a l t o en C . , o de b a j a a l e a c i ó n , pu_e
den r e d u c i r s e , a h o r r á n d o s e de e s e m o d o , t i e m p o ,
molestias
y c o s t o s . L a s t e m p e r a t u r a s de p r e c a i e n t a m i e n t o e s t á n suj e t a s , o m e j o r d i c h o dependen d e l a a l e a c i ó n , e l c o n t e n i d o
C.
de C . y e l t i p o de e l e c t r o d o que s e u s e . M i e n t r a s m á s a l ta s e a l a c a p a c i d a d d e l a c e r o p a r a e n d u r e c e r , t e n d r á m á s
r e s t r i c c i o n e s y r e q u e r i r á m a y o r temperatura al p r e c a l e n t a r . C o n s i d e r a n d o que l o s e l e c t r o d o s b a j o h i d r o g e n o d e j a n
a p e n a s t r a s a s d e l m i s m o en e l á r e a s o l d a d a , el p r e c a l e n t a m i e n t o p a r a l o s t r a b a j o s h e c h o s con e s t o s e l e c t r o d o s ,
la t e m p e r a t u r a de p r e c a l e n t a m i e n t o s e r á
y
considerablemen_
t e m e n o r que c u a n d o . s e usan e l e c t r o d o s o r i d i n a r i o s ,
depen
d i e n d o e l g r a d o de p r e c a l e n t a m i e n t o e x c l u s i v a m e n t e d e l a c l a s e de a c e r o que v a a s e r doldado«,
2.-
E l a g r i e t a m i e n t o es e l i m i n a d o en l o s a c e r o s de a l t a
resis-
t e n c i a , cuando son s o l d a d o s con e l e c t r o d o s d e b a j o h i d r ó g e no«, Cuando s e usan e l e c t r o d o s o r d i n a r i o s ,
el m é t o d o para -
e v i t a r a g r i e t a m i e n t o s " b a j o el c o r d ó n " está basado p r i m o r d i a l m e n t e en e l p r e c a l e n t a m i e n t o « , E s t e p r e c a l e n t a m i e n t o p e r m i t e ai h i d r ó g e n o d i f u n d i r s e d i s m i n u y e n d o l a s á r e a s
cri
t i c a s d e l m e t a l . E l e n d u r e c i m i e n t o c o n c e n t r a d o en l a z o n a
afectada por el c a i o r d i s m i n u i r á , y consecuentemente las g r i e t a s " b a j o el c o r d ó n " quedarán, p r á c t i c a m e n t e
3.-
M e j o r e s p r o p i e d a d e s al i m p a c t o s e o b t e n d r á n
eliminadas.
en e l m e t a l -
s o l d a d o , en un a m p l i o í n d i c e de t e m p e r a t u r a s , d e s d e la
t e m p e r a t u r a ambiente hasta bajo c e r o .
4.-
Gran ductilidad del m e t a l soldado se obtendrá a d i f e r e n t e s
n i v e l e s de r e s i s t e n c i a a l a t e n s i ó n . E l m e t a l d e p o s i t a d o
s e r á de un g r a n o f i n o , l i b r e de p o r o s , dúctil y t e n a z .
La
c a l i d a d r a d i o g r á f i c a de i o s d e p ó s i t o s de s o l d a d u r a b a j o hi_
d r ó g e n o , es
5.-
excelente.
Los electrodos bajo hidrógeno, hacen posible soldar a c e r o s c o m o el de a l t o contenido de a z u f r e p a r a f á c i l maquina
d o , o el a l t o en f ó s f o r o p a r a c h u m a c e r a s , sin p o r o s ni g i r e
t a s . P e r o el b a j o contenido de h i d r ó g e n o de e s t o s
d o s no es la única r a z ó n
para l o g r a r l o .
electro-
Los electrodos
-
convencionales para a c e r o bajo C producen escoria ácida.
L a s e s c o r i a s á c i d a s no pueden e l i m i n a r el a z u f r e o el f ó s f o r o de el a c e r o . E n c a m b i o
los electrodos bajo hidrógeno
p r o d u c e n su e s c o r i a t i p o b á s i c o l o cual anula el e f e c t o del
a z u f r e y el f ó s f o r o .
6.-
L o s e l e c t r o d o s de b a j o h i d r ó g e n o e l i m i n a n la n e c e s i d a d de
r e c o c e r a q u e l l a s s o l d a d u r a s que t i e n e n que s e r e s m a l t a d a s .
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
"ALFONSO RETES"
059345
E s t o e s , r e p e t i m o s , d e b i d o a que c a r e c e n d e h i d r o g e n o en
el m e t a l de a p o r t e . L a s s o l d a d u r a s c e l u l ó s i c a s
ordinarias
t i p o b a j o c a r b ó n , cuando son e s m a l t a d a s m u e s t r a n d e s c a s _
c a r a m i e n t o o a m p o l l a d o en el e s m a l t e .
7.-
E l u s o de a l t o s a m p e r a j e s , t r a e r á c o m o r e s u l t a d o un a l t o
í n d i c e de d e p o s i c i ó n .
8.-
En m u c h o s t r a b a j o s , l o s e l e c t r o d o s b a j o h i d r ó g e n o
reempla
zan a l o s c a r o s e l e c t r o d o s i n o x i d a b l e s t i p o a u s t e n í t i c o .
E l p r o c e d i m i e n t o para todos l o s b a j o hidrógeno es el m i s m o .
Se u s a r á un a m p e r a j e tan a l t o c o m o e l " t r a b a j o " l o p e r m i t a .
E l e l e c t r o d o s e m a n t e n d r á e n t r e 5 o y 15° en d i r e c c i ó n a l
viaje.
El arco deberá ser lo más corto posible,
empleando
l a t é c n i c a de o n d e a d o . E l m a n t e n e r un a r c o m e d i a n o o g r a n
d e , p r o d u c i r á s o l d a d u r a s p o r o s a s . A l e m p e z a r un c o r d ó n
de s o l d a d u r a , o t e r m i n a r l o e s f r a n c a m e n t e un p r o b l e m a d e
de p o r o s .
E s t o puede r e d u c i r s e o e l i m i n a r s e ,
si al e m p e -
z a r l a s o l d a d u r a s e l l e v a e l e l e c t r o d o r á p i d a m e n t e en d i r e c
ción del t r a b a j o c o m o 2 . 5 c e n t í m e t r o s y se r e g r e s a a e m p e
z a r de n u e v o y a con la v e l o c i d a d n o r m a l .
m a al t e r m i n a r ,
En l a m i s m a f o r
r e g r e s a r el e l e c t r o d o s o b r e el cordón y
-
-
levantarlo.,
L a s e l e c c i ó n de e l e l e c t r o d o a p r o p i a d o p a r a una d e t e r m i n a d a
s o l d a d u r a , d e p e n d e de m u c h o s f a c t o r e s , a l g u n o s d e l o s cua l e s s e e n u m e r a n corno s i g u e :
a)
E l a n á l i s i s q u í m i c o d e l m e t a l b a s e es de p r i m o r d i a l
importancia.
Si é s t e e s a l t o en C . , a l t o en a z u f r e ,
o a c e r o f u e r a de a n á l i s i s , l o s e l e c t r o d o s b a j o h i d r ó
g e n o s e r í a n la p r i m e r a
b)
selección.
E l equipo disponible, C . A .
o C „ D . o si s e d i s p o n e de
a m b a s deben c o n s i d e r a r s e i o s siguientes hechos gene
rales:
c)
(1)
P a r a penetración profunda use C . D .
(-i-)
(2)
P a r a baja penetración use C . D .
(3)
Cuando no i m p o r t a e l s o p l o d e l a r c o u s e
( - )
C.A.
L a l o c a l i z a c i ó n de l a s o l d a d u r a , cuando no es p o s i b l e
s o l d a r " p l a n o " , un e l e c t r o d o de t o d a p o s i c i ó n d e b e s e r
elegido.
Cuando e l t r a b a j o p u e d e s e r c o l o c a d o a i g u s -
t o , sin que e s t o o c a s i o n e un g a s t o e x t r a , un e l e c t r o d o de g r a n v e l o c i d a d d e b e r á s e r
seleccionado.
d)
Un e l e c t r o d o m o d e r a d a m e n t e e c o n ó m i c o d e b e r á
seleccionado,
mente.
ser
el cual h a r á e l t r a b a j o s a t i s f a c t o r i a
-
Los tres principales factores a considerar -
en e s t e c a s o son:
L a v e l o c i d a d a que s ó i d a , o c o s t o
de m a n o de o b r a , l a c a n t i d a d de e l e c t r o d o s
requerida,
y e l p r e c i o de l o s e l e c t r o d o s p o r k i l o .
e)
E l í n d i c e de d e p ó s i t o d e l e l e c t r o d o , e s t á i n t i m a m e n t e
l i g a d o a l o s c o s t o s p o r m a n o de o b r a , y e s , p o r l o
tanto m u y i m p o r t a n t e .
D e b e r á t e n e r s e p r e s e n t e pol-
l o t a n t o , e s t e f a c t o r al s e l e c c i o n a r el t i p o de e l e c t r o
do.
MUCHAS
GRACIAS.
- B I B L I O G R A F I A
1.-
2.-
A . O. SMITH - M I L W A W K E E ,
WIS.
-
U . S.
U
A M E R I C A N WEDING SOCIETY - UNITED
A.
ENGINEERING
CENTER.
NEW YORK i7, N.
U . S. A .
U . S.
Y.
3.-
WESTINGHOUSE - W E L D I N G DIVISION
4.-
G E N E R A L E L E C T R I C - WELDING DIVISION
U . S. A
5.-
THE LINCOLN
U . S. A
E L E C T R I C CO. C L E V E L A N
A.
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