CÓMO SE USA ESTE LIBRO Cada unidad de este libro comienza con un caso práctico inicial, que plantea una situación relacionada con el ejercicio profesional y que está vinculado al contenido de la unidad de trabajo. Pretende que comprendas la utilidad de lo que vas a aprender. Consta de una situación de partida y de un estudio del caso, que o bien lo resuelve o da pistas para su análisis a lo largo de la unidad. 4 Soldadura eléctrica con electrodo revestido 79 CASO PRÁCTICO INICIAL situación de partida A un taller de carrocería llega un remolque de coche que ha sufrido un accidente y presenta deformaciones en las siguientes partes: vamos a conocer... 1. Soldadura eléctrica con electrodo revestido • Unadelasesquinasdelaestructura. 2. Equipo de protección • Partedelanterapordondeseuneelremolquealvehículo. 3. Manejo y regulación de los parámetros de la máquina de soldar 5. Selección del tipo de corriente y polaridad 6. Proceso de soldadura 7. Posiciones de soldeo 8. Defectos en la soldadura 9. Ventajas e inconvenientes 10. Vocabulario técnico PRÁCTICA PROFESIONAL Preparación del equipo de soldadura por electrodo revestido Soldadura a tope de dos pletinas MUNDO TÉCNICO Historia de la soldadura eléctrica por electrodo revestido a Conocerás los tipos de máquinas de soldadura de electrodo revestido. estudio del caso Descubrirás cómo se efectúa la regulación de los parámetros de la máquina. Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después, analiza cada punto del tema con el objetivo de contestar al resto de preguntas de este caso práctico. Sabrás cómo se elige el electrodo en función de los diferentes parámetros. 1. ¿Ves otra solución al tipo de reparación que se plantea? Aprenderás a realizar el proceso de soldadura. 2. ¿Cuáles son los pasos que crees que habría que seguir? Corregirás los defectos que pueden producirse en el proceso. Soldadura eléctrica con electrodo revestido a Figura 4.28. Selector de corriente. 5. Selección del tipo de corriente y polaridad 6. Proceso de soldadura 5.1. Elección del tipo de corriente Después de esto, los pasos que se siguen en un proceso de soldadura son los siguientes: Corriente continua Corriente alterna Soldar a gran distancia de la máquina No recomendable Preferible Electrodos de pequeño diámetro Muy fácil Dificultad en el encendido del arco Cebado del arco Muy fácil Difícil en electrodo de diámetro pequeño Mantenimiento del arco con electrodos de Fácil, mayor estabilidad diámetro pequeño 1. Limpieza y preparación de la pieza Para realizar el proceso de soldadura hay que comenzar por la preparación y limpieza de las piezas que vamos a soldar; esto se hará con una lima, cepillo, lija, radial, etc. (figuras 4.31, 4.32 y 4.33), para eliminar la pintura, los óxidos o la suciedad que pudiera tener la pieza que trabajamos. También hay que tener en cuenta el espesor de las piezas que vamos a soldar, ya que a partir de 3 mm se deben separar y a partir de 5 mm hay que realizarles un chaflán. Más difícil Vertical y bajo techo, ya que se utilizan Todas las posiciones si el electrodo es el intensidades más bajas adecuado 4.8. Corriente continua y corriente alterna. 5.2. Selección de la polaridad En cuanto a la polaridad que se utiliza con corriente continua, esta dependerá del material a soldar y del electrodo empleado; sin embargo, se obtendrá mayor penetración con polaridad directa. • Con polaridad directa obtendremos mayor penetración. saber más En algunos tipos de electrodo viene gravado el tipo de corriente y la polaridad con la que es aconsejable utilizarlo. • Según la polaridad que elijamos, a la hora de soldar tendremos más temperatura en el electrodo (inversa) o en la pieza (directa). 3. Seleccionar el electrodo Se tendrá en cuenta el diámetro, las características de la varilla y el revestimiento en función de la naturaleza y espesor de las piezas a soldar. • En algunas máquinas podremos cambiar de polaridad con un interruptor. 4. Colocar el electrodo en la pinza portaelectrodos • En la polaridad directa colocaremos la pinza portaelectrodo al terminal negativo de la máquina para conseguir mayor penetración. A la pinza portaelectrolos se le coloca el electrodo por la parte descubierta de este, justo donde no hay recubrimiento (figura 4.34). La pinza portaelectrodo tiene unas ranuras para colocar el electrodo en diferentes posiciones: tanto recta como inclinada (figura 4.35). • En la polaridad invertida colocaremos la pinza portaelectrodo al polo positivo de la máquina: tendremos menor penetración. Polaridad directa 4.30. Tipos de polaridad. Negativo Polaridad inversa a Figura 4.34. Colocación del electrodo. a Figura 4.35. Posicionado del electrodo. unidad 5 Soldadura mig-mag 4. Defectos de la soldadura Defecto aceros de baja aleación • Piezas sucias • Protección insuficiente de gas • Excesiva inclinación de la pistola aceros inoxidables • Material sucio Fisuras • Intensidad elevada • Intensidad baja • Velocidad de avance incorrecta • Parámetros inadecuados Dispositivo que va dentro o fuera de la máquina de soldar y que suministra el alambre a la pistola. aluminio Ángulo de empuje Término utilizado en la soldadura para la técnica de empuje. argón Gas inerte usado como protección antioxidante en la soldadura. Es más pesado que el aire. Boquilla exterior Dispositivo colocado sobre la pistola de soldar, que orienta al gas protector para rodear al electrodo y al arco. • Suciedad en el metal base Cobre Metal rojizo que es muy dúctil, buen conductor del calor y la electricidad y resistente a la corrosión. Cromo Metal brillante gris que aumenta la resistencia a la corrosión del acero. DCEN Siglas que indican la corriente directa con electrodo negativo (polaridad directa). DCEP Siglas que indican la corriente directa con electrodo positivo (polaridad inversa). Equipo regulador de gas Equipo que controla el suministro de gas protector para la soldadura. • Movimiento de avance lento • Intensidad/tensión demasiado elevada • Arco demasiado largo • Intensidad muy elevada Agujeros • Movimiento de avance lento • Bordes de las chapas muy separados a Tabla 5.4. Defectos de la soldadura. 5. Ventajas y limitaciones de la soldadura mig-mag Ventajas de la soldadura mig-mag • Con ella se puede soldar en todas las posiciones. • Se pueden realizar soldaduras sin que existan empalmes entre cordones. • Ausencia de escoria para retirar. Limitaciones de la soldadura mig-mag • El equipo de soldeo es más costoso, complejo y menos transportable que el de la soldadura SMAW. • Es difícil de utilizar en espacios restringidos y requiere conducciones de gas, tuberías y botellas de gas de protección. Equipo semiautomático Equipo que utiliza una máquina de soldar y una pistola manual que se maneja por el soldador. Extensión del electrodo Distancia desde el extremo de la boquilla de contacto hasta el extremo del electrodo. FCaW Siglas que utiliza la Sociedad Americana de Soldadura para la soldadura por arco con núcleo fundente. Orientación del electrodo Posición en la que el soldador maneja el electrodo según el ángulo y el recorrido. • Soldadura de buena calidad. Punta de contacto Dispositivo colocado en la pistola que transmite la electricidad al electrodo. • Soldadura de espesores, que van desde 0,7 a 6 mm, sin preparación de bordes. Resistencia a la corrosión Capacidad de un metal para resistir a ataques de otros elementos y químicos. Saliente visible Distancia desde el extremo de la pistola hasta el extremo del electrodo. Soldadura por arco metálico con gas Proceso de soldadura por arco en el cual el electrodo y el gas son suministrados por la pistola. • Buena apariencia o acabado (pocas salpicaduras). • Poca formación de gases contaminantes y tóxicos. • Proceso semiautomático (menos dependiente de la habilidad del soldador). • Alta tasa de metal adicionado (principal ventaja). • Se pueden depositar grandes cantidades de metal con una buena calidad. a Tipos de aceros que contienen más de 15 % de cromo y son muy resistentes a la corrosión. Metal plateado claro que es blando, ligero y conductor térmico. • Arco muy largo • Intensidad excesiva Cordón irregular Aceros que contienen pequeñas cantidades de materiales agregados que cambian las propiedades del metal: manganeso, molibdeno, níquel. alimentador de alambre • Velocidad de enfriamiento elevada Falta de penetración Tabla 5.5. • Es sensible al viento y a las corrientes de aire, por lo que su aplicación al aire libre es limitada. 127 6. Vocabulario técnico Causa Poros en el cordón Proyecciones caso práctico inicial Como vamos a soldar una superficie protegida de la oxidación mediante una capa de cinc, antes de soldar limpiaremos la zona para evitar proyecciones y combustiones. Positivo Positivo 126 Mediante mordazas o elementos de sujeción se colocará y sujetará la pieza que vamos a soldar en la posición más cómoda posible. • Para cambiar de polaridad tendremos que hacerlo con la máquina apagada y cambiaremos las posiciones de los cables portaelectrodos y de masa poniéndolos en positivo o negativo según la polaridad elegida. Negativo d Figura a Figura 4.31. Limpieza con ra- a Figura 4.32. Limpieza con a Figura 4.33. Limpieza con cedial. lima. pillo. 2. Colocar las piezas y fijarlas A la hora de elegir la polaridad tendremos en cuenta que: a Figura 4.29. Cambio de polaridad. Elementos Fijos.pdf 3 93 Hay que tener en cuenta que para realizar soldaduras en vehículos el primer paso será desconectar la batería para no dañar los componentes electrónicos. La soldadura por arco con electrodo revestido se puede realizar tanto con corriente alterna como con corriente continua, tal como podemos ver en la figura 4.28, y en función de las condiciones de soldeo elegiremos una u otra. Se pueden utilizar como orientación las características que aparecen en la tabla 4.8. Condiciones a Tabla 4. ¿Podrías describir el proceso completo para realizar la reparación? 3. Establece los parámetros concretos del equipo de soldadura para llevar a cabo un trabajo como el que se nos presenta. unidad 4 92 Posiciones de soldeo En algunas unidades, al finalizar el desarrollo de los contenidos, tienes a tu disposición una serie de ventajas e inconvenientes a los que te tendrás que enfrentar a la hora de realizar determinados procesos; además, se incorpora una tabla con vocabulario técnico para que domines la terminología utilizada en el sector. Remolque. y al finalizar esta unidad... Emplearás las medidas de protección correspondientes. En los márgenes aparecen textos que amplían los contenidos y llamadas al caso práctico inicial. Para realizar este refuerzo se decide utilizar soldadura eléctrica con electrodo revestido, pues el espesor de las piezas es el idóneo; es decir, tienen el suficiente grosor, sobre todo, en los largueros, que son los elementos que presentan los daños más importantes. 4. El electrodo El caso práctico inicial se convierte en eje vertebrador de la unidad, ya que se incluyen llamadas que hacen referencia a ese caso concreto, a lo largo del desarrollo de los contenidos. El desarrollo de los contenidos aparece ordenado en epígrafes y subepígrafes, y acompañado de numerosas ilustraciones, seleccionadas de entre los equipos y las herramientas más frecuentes que te vas a encontrar al realizar tu trabajo. En el taller le aconsejan al propietario la reparación del remolque reforzando la parte del bastidor que ha sufrido el daño más grave. a Tabla 5.6. 07/05/13 14:39 IMPORTANTE Todas las actividades propuestas en este libro deben realizarse en un cuaderno de trabajo, nunca en el propio libro. Como cierre de la unidad se proponen una serie de actividades finales para que apliques los conocimiento adquiridos y, a su vez, repases los estudiado. 170 unidad 7 Soldaduras TIG y por arco sumergido ACTIVIDADES FINALES Resuelve en tu cuaderno o bloc de notas 1. El transformador de tensión de la máquina de soldadura TIG... ■ 1. Identifica en el siguiente dibujo los elementos marcados: 1 2 3 a) Aumenta la intensidad de corriente, aumenta la tensión y mantiene fija la distancia del arco. 5 ■ 2. Rellena en tu cuaderno la siguiente tabla con los riesgos y los equipos de protección relacionados con la soldadura TIG: Individual Colectiva ••• ••• ■ 3. Explica los componentes de la pistola o antorcha de un equipo de soldadura TIG. 3. La tobera es... c) No pertenece al equipo. Cobre ••• ••• Penetración Gas ••• ••• Electrodo ••• ••• ••• ••• ■ 6. ¿Qué diferencia hay entre polaridad directa y polaridad inversa? ■ 7. Realiza en el taller la regulación de los parámetros del equipo, contando con los siguientes espesores de chapa, y rellena la siguiente tabla en tu cuaderno: Espesor de chapa (mm) 1 1,5 - 2 φ del electrodo (mm) ••• ••• Intensidad (amperios) Caudal de gas (L/min) ••• ••• φ de la varilla de aporte ••• ••• ••• ••• ■ 8. Una vez regulados los parámetros en la actividad anterior, lleva a cabo en el taller la práctica de la soldadura para uno de los dos casos. Haz una lista de los pasos seguidos durante el proceso y los problemas encontrados. ■ 9. ¿Qué es el tiempo de preflujo? ¿Y el de posflujo? ■ 10. ¿En qué consiste la soldadura por arco sumergido? d) No se puede mezclar argón con helio. a) Suciedad en las piezas. b) Electrodo muy caliente. d) Se utiliza para dirigir el agua de refrigeración del equipo cuando la pistola alcanza temperaturas muy altas. 4. El caudal de gas de protección en la soldadura TIG... a) Se encuentra entre 8 y 12 L/min, independientemente del espesor de la pieza. c) Falta de protección de gas. d) Falta de intensidad de corriente. 9. Las toberas metálicas en el equipo de soldadura TIG... a) Utilizan refrigeración por aire. b) Utilizan refrigeración por agua y en pistolas con intensidades inferiores a 200 A. b) Variará en función del espesor de la pieza y se encuentra entre 12 y 25 L/min. c) No utilizan refrigeración. c) Variará entre 3 y 5 L/min si el espesor de la pieza es menor de 1 mm. d) Se utilizan en pistolas con intensidades de corriente superiores a los 200 A. d) Variará en función del espesor de la pieza. 5. La pieza metálica con orificios encaminados a que salga el gas protector de la soldadura se llama... 10. La soldadura por arco sumergido... a) Se utiliza para piezas entre 4 y 40 mm. a) Tobera. b) Utiliza intensidades que van de los 200 a los 2000 A. b) Portatobera. c) Portaelectrodo. c) Utiliza corriente alterna para espesores grandes y corriente continua para espesores medios o bajos. d) Pistola. d) Las tres anteriores son ciertas. HERRAMIENTAS • Llavefija • Brochayaguajabonosa MATERIAL 173 • ComponentesdelequipoTIG HERRAMIENTAS Montaje del equipo para empezar a soldar Regulación de los parámetros de la máquina TIG OBJETIVO OBJETIVO Realizarelmontajedeloscomponentesparalaposteriorpuestaenmarchadel equipo. Conseguirunabuenaregulacióndelosparámetrosconrespectoalmaterialque vamosasoldarenfuncióndesuespesorysunaturaleza. PRECAUCIONES PRECAUCIONES • Manipularloscomponentesconlamáquinadesconectadadelared. • Regularlosparámetroscuandoelequipoestéapagadoynomodificarloscon lamáquinaenfuncionamiento. • Utilizarloscomponentescorrectosenlorelativoalosdiámetrosutilizadosentre ellos. DESARROLLO 1.Montamoslabotelladeargónylaconectamoscomprobandoquenohayafugasmedianteunasolucióndeagua jabonosaaplicadaconunabrochaatodaslasuniones. 2.Ponemoselcabledemasaylasconexionesdelcabledelapistola(figura7.26),ajustándolosperfectamenteen susalojamientos. 3.Colocamoslasalidadegas(figura7.25).Enelsoportedelapistolacolocamoselportatobera(figura7.27)y colocamoselportaelectrodo. a Figura 7.25. Salida de gas. a a Figura 7.26. Cable de corriente. Figura 7.27. Fijamos la portatobera. 5.Colocamoslatobera(figura7.29). 6.Ponemoselcasquillosuperior(figura7.30),quecierraelconjuntoysujetaelelectrodo,fijándoloaunadistancia de5mmarasconlatoberaycomprobamoslasfugasenelcircuitodegas. a Figura 7.28. Montaje del portaelectrodo. Elementos Fijos.pdf 4 b) Es un componente del equipo de refrigeración. Soldaduras TIG y por arco sumergido 4.Ponemoselelectrodo(figura7.28). Además, en el apartado entra en internet, se incluyen una serie de actividades para cuya resolución es necesario consultar diversas páginas web sobre componentes y equipos. c) Oxígeno y acetileno. PRÁCTICA PROFESIONAL Estas prácticas profesionales representan los resultados de aprendizaje que debes alcanzar al terminar tu módulo formativo. La unidad finaliza con el apartado en resumen, mapa conceptual con los conceptos esenciales. b) Argón mezclado con oxígeno. 8. Si al realizar un proceso de soldadura TIG aparecen poros en el cordón de soldadura, estos pueden deberse a... unidad 7 • ActuarconlosEPIcorrespondientes. La sección mundo técnico versa sobre información técnica de este sector vinculada a la unidad. Es importante conocer las últimas innovaciones existentes en el mercado y disponer de ejemplos de la vida real de las aplicaciones de los contenidos que hemos tratado. a) Argón, helio o una mezcla de ambos. c) Es de tungsteno con aleación de torio al 5 %. d) Es de torio con aleación de zirconio o tungsteno en cantidad inferior al 2 %. ■ 5. Rellena en tu cuaderno la siguiente tabla para un proceso práctico en el que, en un caso, se quiere soldar aluminio, y para otro caso se desea soldar cobre: Aluminio 172 a) Es de zirconio aleado con tungsteno. a) Un componente de la pistola de soldar del equipo TIG. Tipo de corriente d) La intensidad de corriente no varía en función del espesor de chapa. 7. El gas que se utiliza en la soldadura TIG es... ■ 4. Realiza una comparación entre las ventajas e inconvenientes de utilizar argón, helio o ambos como gas de protección. Material c) Una variación de 30 A por cada milímetro de espesor de chapa. 2. En la soldadura TIG el electrodo... b) Es de tungsteno solo o aleado con torio o zirconio. Equipo de protección ••• b) Una variación de 20 A por cada milímetro de espesor de chapa. d) Disminuye la tensión, aumenta la intensidad y mantiene fija la distancia del arco. Figura 7.24. Riesgo a) Una variación de 30 A por cada 3 mm de espesor de chapa. c) Disminuye la tensión, aumenta la intensidad y permite variaciones de distancia del arco. 6 7 a 6. Para elegir la intensidad de corriente en el equipo de soldadura TIG, y para soldar aceros, tendremos en cuenta: b) Disminuye la tensión y aumenta la intensidad de corriente. 4 8 El apartado evalúa tus conocimientos consiste en una batería de preguntas que te permitirán comprobar el nivel de conocimientos adquiridos a lo largo de la unidad. En la sección práctica profesional se plantea el desarrollo de un caso práctico, en el que se describen las operaciones que se realizan, se detallan las herramientas y el material necesario, y se incluyen fotografías que ilustran los pasos a seguir. 171 EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS 76 a Figura 7.29. Montaje de la tobera. • Equipodesoldar MATERIAL • Equipodeprotección DESARROLLO Queremossoldarunachapadeaceroconunespesorbajo(1mm).Paraellotendremosqueregularlosparámetrosen funcióndeestosdosfactores,demaneraqueelegiremoselelectrodomásadecuado,afilándolodeformacorrecta yconeldiámetrocorrespondienteatendiendotambiénalcoloridentificativoparaCCyacero,talcomoconocemos. 1.Regulamoseltipodetensiónautilizar(CC),yaqueelmaterialasoldaresacero. 2.Regulamoslaintensidadmásapropiadaparaeseespesorylapondremosa40amperios(figura7.31).También regularemoslaintensidadparaelcontroldeconexióndeincrementodecorriente(slope up)(figura7.32)ydel controldeladesconexióngradualdelacorriente(slop down)(figura7.33). a Figura 7.31. Regulación de la intensidad. a Figura 7.32. Incremento de la corriente. a Figura 7.33. Desconexión de la corriente. 3.Regulamoslasalidadegasdandouncaudaldiezvecessuperioraldiámetrodelaboquilla,10L/min(figura7.34), yaquelaboquillatieneundiámetrode10mmyregulamoselpregas(pre-flow)(figura7.35)yposgas(postflow),comopuedeapreciarseenlafigura7.36. a Figura 7.30. Montaje del casquillo de cierre. a a Figura 7.34. Caudal de gas. a Figura 7.35. Pregas. Figura 7.36. Posgas. unidad 3 Soldadura blanda y oxiacetilénica MUNDO TÉcNico Los colores en la identificación de los gases Debido a que los gases están envasados a alta presión y llevan asociados determinados peligros cuando sus concentraciones son altas, se establece la utilización de una normativa mundial para evitar problemas durante su manipulación, transporte y utilización. Se ha de unificar un sistema de clasificación y etiquetado de los productos químicos peligrosos, entre los que se encuentran los gases y, como es lógico, todos los gases que se utilizan en los procesos de soldadura. Entre los gases que se utilizan en los talleres de reparación de vehículos, centrados principalmente en los procesos de soldadura, se encuentran principalmente el argón, el helio, el oxígeno, el acetileno y el dióxido de carbono. La normativa de obligado cumplimiento incluye la identificación de las botellas de gases a presión y afecta al marcado, etiquetado y código de colores. El etiquetado debe incluir la información específica relacionada con el peligro concreto de cada gas y llamar la atención del usuario. La etiqueta estándar incluye la siguiente información: • Información que exige la normativa de transporte vigente. • Nombre del transporte y numeración correspondientes según la normativa. • Etiquetas de los códigos europeos correspondientes y que se encuentren en vigor. • Información adicional que se considere oportuna e información complementaria para el proveedor. • Declaraciones de precaución para la prevención y posibles respuestas ante incidentes, almacenamiento y proceso de eliminación. Las etiquetas informativas se colocan en la ojiva de la botella, en un lugar donde sean totalmente legibles y visibles. 77 EN RESUMEN SoLDADURA coN APoRTAciÓN DE cALoR A las etiquetas de transporte se añaden los pictogramas de peligro que tienen forma de rombo, con un símbolo negro sobre fondo blanco y con marco rojo. Tipos de uniones Un nuevo sistema de interpretación de los riesgos asociados al gas envasado en las botellas por códigos de colores. Esta clasificación se realiza en función de que el gas sea tóxico o corrosivo, inflamable, oxidante o inerte. Los colores se incorporan en la ojiva de la botella, siendo una información complementaria asociada a las propiedades del gas y a los peligros relacionados con el mismo. SoLDADURA BLANDA (soldering) Riesgo código de color Tóxico/corrosivo Amarillo cinc Verde amarillento Inflamable Rojo fuego Oxidante Azul claro • A tope • A solape • En ángulo interior • En ángulo exterior • En cantos Material de aportación: estaño-plomo SoLDADURA FUERTE (brazing) Material de aportación: latón (aleación de cobre y cinc) SoLDADURA oXiAcETiLÉNicA • Carro portaequipo • Botella de oxígeno • Botella de acetileno • Manorreductores • Válvulas antirretroceso • Soplete identificación según sus propiedades Inerte Proceso de unión en el que se funden parcialmente las piezas y el material de aportación Equipo identificación de gases específicos Gas Potencia del equipo código de color Acetileno Rojo óxido Oxígeno Blanco puro Dióxido de carbono Gris polvo Helio Marrón oliva Si un gas tiene asociados dos riesgos, la ojiva llevará el color correspondiente al riesgo principal; el riesgo secundario puede marcarse con bandas, aunque no es obligatorio. Llama Fundentes oXicoRTE El color del cuerpo de la botella será de libre designación, con la única condición de que no dé lugar a confusión con los colores de riesgo. Fuente: Airliquide, insht, eiga • Carburante • Neutra • Oxidante Material de aportación Proceso de corte con equipo oxiacetilénico Boquilla extra de oxígeno entra en internet Visita las siguientes páginas relacionadas con procesos de soldadura: • <www.youtube.com/watch?v=_PXsa-wNYDk> • <www.youtube.com/watch?v=EfGhi27euoA> 07/05/13 14:39