LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 1. PRACTICA Nº2: RENDIMIENTO DE ELECTRODOS. TASA DE APORTACIÓN. 2. Objetivos: - Determinar la tasa de aporte de los electrodos mas comunes utilizados en el proceso SMAW. Comparar la tasa de aportación de los electrodos utilizados e identificar cuales tienen mayor rendimiento. Analizar la influencia de intensidad de corriente en la tasa de aportación de los electrodos utilizados. 3. Introducción: En el siguiente informe se realizo en el laboratorio de soldadura producción y mantenimiento de manera virtual. En esta practica se pretende realizar el cordón de soldadura con diferentes electrodos y conocer cual es la influencia que estos tienen sobre el mismo. Para lo cual se va a utilizar la máquina de soldadura para proceso SMAW con la cual se va a aplicar un cordón de soldadura en tres placas de acero con diferentes electrodos para el proceso SMAW limpiar toda la escoria que se forma en el cordón y proceder a realizar los cálculos para obtener la tasa de aportación de los electrodos y el conocer cual de ellos tiene mayor rendimiento. 4. Revisión teórica: a. Explique la influencia de las variables del proceso de soldadura en la tasa de aporte del electrodo. Indique la relación que existe entre la intensidad de corriente y la tasa de aporte del electrodo. Podemos considerar que cuando la corriente del electrodo aumenta y el resto de las variables permanecen, cte. la velocidad de aporte de los electrodos aumenta. Si esto ocurre la penetración en la soldadura es mayor y por consiguiente la tasa de deposición aumenta y el tamaño del cordón también aumentara. [1] La influencia entre la intensidad de corriente y la tasa de aporte del electrodo viene dada desde la maquina de soldadura en este caso la SMAW. Cuando cambiamos las polaridades en la maquina de soldadura esto influye de manera directa en el electrodo ya que algunos trabajan con polaridad directa en inversa. Estas polaridades se dirigen mediante un cable conectado al electrodo él. Como por ejemplo si trabajamos con una polaridad inversa el arco es mas estable, tiene buenas características del electrodo y provocan que aumente la profundidad de penetración de soldadura con altas corrientes eléctricas.[1] b. Especifique las características de los tipos de electrodos utilizados en la práctica. Página 1 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 - Electrodo E6010 Es un electrodo revestido con alto contenido celulósico, diseñado para proporcionar un arco uniforme y estable para lograr una penetración profunda dentro del metal base. Tiene una gran eficiencia de deposición y pocas perdidas.[2] A continuación, se presenta su polaridad y corriente. Figura. 1 especificaciones del E6010. Fuente:[2] - Electrodo E6011 Electrodo de tipo celulósico, utilizado en soldaduras de penetración. El arco de soldadura es estable y su material de solidificación es estable, rápida, de fácil aplicación y depósitos de alta calidad en cualquier posición. A continuación, se presenta su polaridad y corriente.[2] Figura. 2 especificaciones del E6011. Fuente:[2] - Electrodo E7010 Es un electrodo diseñado especificado para múltiples pasadas, en posición vertical descendente para la aplicación sobre tuberías. Penetración profunda, mínima escoria para un control óptico de arco eléctrico, charco de soldadura limpio. [3] A continuación, se presenta su polaridad y corriente. Figura. 3 especificaciones del E7010. Fuente:[3] - Electrodo E7018 Electrodo con revestimiento de bajo hidrogeno, con polvo de hierro. Para aceros de alta tracción y aceros de construcción. Su arco es estable y de preferencia un arco corto hace que presenten poco chorro de porosidades. [2] A continuación, se presenta su polaridad y corriente. Página 2 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 Figura. 4 especificaciones del E7018. Fuente:[2] - Electrodo R91 Es un electrodo especial que se aplica con bajos amperajes para todo tipo de acero. Permite obtener depósitos lisos, libres de poros. Su composición es (CrNiMn) se utiliza en metales que requieran mayor resistencia a tracción, corrosión, calor, desgaste, impacto y a las quebraduras. A continuación, se presenta su polaridad y corriente. Figura. 5 especificaciones del R91. Fuente:[2] 5. Resultados obtenidos. a. Tabular los datos obtenidos Tabla 1. Datos obtenidos para el Primer Proceso de soldadura. PESO PLACAS [g] ELECTRODO NUEVO PESO DE PLACA [g] SIN ESCORIA[g] ELECTRODO SOBRANDTE [g] TIEMPO [S] POLARIDAD CORRIENTE [A] PLACA1 E6010 94 26 102 102 16 27,37 DC- 70 PLACA2 E7010 94 25 105 104 15 36,97 DC- 60 PLACA3 E6011 93 27 99 99 17 35,95 DC+ 65 PLACA4 R91 94 35 107 102 22 44,13 DC+ 70 PLACA5 E7018 94 33 109 105 18 43,9 DC+ 95 N. DE PLACA ELECTRODOS Fuente: Propia. Tabla 2. Datos obtenidos para el Segundo Proceso de soldadura. ELECTRODO NUEVO PESO DE PLACA [g] SIN ESCORIA [g] ELECTRODO SOBRANDTE [g] TIEMPO [S] POLARIDAD CORRIENTE [A] 96 34 113 108 17 42,84 DC- 90 R91 84 28 112 109 16 37,03 DC- 95 E6011 87 23 104 103 15 40,07 DC+ 70 E6010 96 26 104 104 16 35,99 DC+ 60 E7010 96 26 104 103 16 35,59 DC+ 65 ELECTRODOS PESO PLACAS [g] E7018 PLACA2 PLACA3 PLACA4 PLACA5 N. DE PLACA PLACA1 Fuente: Propia. Página 3 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 b. Calcular la tasa de aporte del electrodo 𝑚̇ para cada cordón de soldadura (ecuación 1). Realice solo un ejemplo de cálculo. Tabular los valores calculados. Ejemplo de cálculo para el primer proceso de soldadura. - Para el electrodo E6010 𝑚̇ = 𝑚̇ = 𝑚̇ = 𝑚𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 [1] 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 sin 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑖𝑎−𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 𝑡 102 ( 𝑔) −94(𝑔) 27,37(𝑠) 𝑚̇ = 1,052 ∗ 3600 ( 𝑠) 1 ( ℎ) ∗ 1 (𝑘𝑔) [2] [3] 1000 ( 𝑔) 𝑘𝑔 [4] ℎ Tabla 3. Datos cálculos para el Primer Proceso de soldadura. N. DE PLACA ELECTRODOS Mfinal-Minicial [kg] Amperaje [A] tiempo[h] Tasa de aportación[kg/h] PLACA1 E6010 0,008 70 0,0076 1,052 PLACA2 E7010 0,01 60 0,0103 0,974 PLACA3 E6011 0,006 65 0,0100 0,601 PLACA4 R91 0,008 70 0,0123 0,653 PLACA5 E7018 0,011 95 0,0122 0,902 Fuente: Propia. Ejemplo de cálculo para el segundo proceso de soldadura. - Para el electrodo E7018 𝑚̇ = 𝑚̇ = 𝑚̇ = 𝑚𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 [5] 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 sin 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑖𝑎−𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 𝑡 108 ( 𝑔) −96(𝑔) 42,84(𝑠) 𝑚̇ = 1,008 ∗ 3600 ( 𝑠) 1 ( ℎ) ∗ 1 (𝑘𝑔) 1000 ( 𝑔) 𝑘𝑔 [6] [7] [8] ℎ Tabla 4. Datos cálculos para el Segundo Proceso de soldadura. N. DE PLACA ELECTRODOS Mfinal-Minicial [kg] Amperaje [A] tiempo[h] Tasa de aportación[kg/h] Página 4 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 PLACA1 E7018 0,012 90 0,0119 1,008 PLACA2 R91 0,025 95 0,0103 2,430 PLACA3 E6011 0,016 70 0,0111 1,437 PLACA4 E6010 0,008 60 0,0100 0,800 PLACA5 E7010 0,007 65 0,0099 0,708 Fuente: Propia. c. Elabore la gráfica tasa de aporte 𝑚̇ vs. intensidad de corriente 𝐼 para los 3 tipos de electrodos utilizados. - Grafica de tasa de aporte 𝑚̇ vs. intensidad de corriente 𝐼 para el primer proceso de soldadura. Tasa de aporte vs Amperaje 1,2 Tasa de aporte[kg/h] 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Amperaje[A] E6010 E7010 E6011 R91 E7018 Figura. 6 grafico de tasa de aportación vs amperaje para cada electrodo Proceso 1. Fuente: [Propia] - Grafica de tasa de aporte 𝑚̇ vs. intensidad de corriente 𝐼 para el Segundo proceso de soldadura. Página 5 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 Tasa de aporte vs Amperaje 3 Tasa de aporte[kg/h] 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Amperaje[A] E7018 R91 E6011 E6010 E7010 Figura. 7 grafico de tasa de aportación vs amperaje para cada electrodo Proceso 2. Fuente: [Propia] 6. Análisis de resultados. Comparar las áreas de las zonas afectadas por el calor de las probetas de las juntas soldadas, relacionar las variaciones con las variables del procedimiento de soldadura en cada caso. a. PRIMER PROCESO Figura. 8 gráfico de placas soldadas para el Proceso 1. Fuente: [Propia] E6010 Este electrodo trabaja con una polaridad DC- a una corriente de 70 [A] podemos observar que luego del proceso de soldadura su profundidad de penetración es muy Página 6 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 limpia y no presenta porosidades ni escoria atrapada y podemos decir que este cordón se utilizo para presentación. E7010 En este electrodo con polaridad DC- a una corriente de 60 [A] se observa que la junta de penetración sigue bastante tierna y también que la penetración fue bastante limpia por lo que se puede decir que este electrodo se utilizó para presentación. E6011 En esta junta soldada se cambia la polaridad a DC+ con una corriente de 65 [A] podemos ver que este cordón presenta mayores deformaciones no es continuo y esto se debe a que la corriente es bastante baja, la distancia entre la placa y el electrodo no es adecuada, y existen formación de escoria. Por lo tanto, se considera una junta para penetración. R91 Este electrodo es bastante bueno para soldar materiales podemos ver que tiene una polaridad DC+ con un amperaje 70[A] la junta mejora de alguna forma, pero existen una discontinuidad en las juntas por lo que esta se usaría para penetración. E7018 Este electrodo tiene una junta de penetración con polaridad DC+ con un amperaje de 95 [A] con lo cual la velocidad de deposición es rápida por lo que no se puede observar una junta de penetración completa y esta se encuentra llena de escoria por lo que son usadas más para la penetración de material de aporte. b. SEGUNDO PROCESO Figura. 9 gráfico de placas soldadas para el Proceso 2. Fuente: [Propia] E7018 Podemos ver que en la primera placa se va a soldar con una polaridad DC- con una corriente de 90 [A]. podemos observar que existe salpicadura por causa de la polaridad este cordón por lo general se utiliza para presentar en un acabado final con un acabado uniforme y que presenta pocas porosidades. R91 En este electrodo se puede trabajar con una polaridad DC- con una corriente de 95 [A] observamos que el acabado del Cordón de soldadura es bastante limpio y uniforme con deposición de escoria mínima. Este tipo de soldadura son muy utilizados para la presentación. E6011 En esta placa podemos observar que se trabajo con una polaridad DC+ con un amperaje de 70 [A]. se puede observar que el acabo es bastante irregular debido a que presenta Página 7 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 un excesivo amperaje con muchas escorias en la placa. Este tipo de junta son utilizadas para la penetración. E6010 E esta junta se trabaja con una polaridad DC+ con un amperaje de 60 [A]. se puede apreciar que no existen muchas porosidades y la junta es bastante uniforme para ser una junta de penetración por lo que se puede decir, que se t rabajo con un amperaje adecuado. E7010 En esta placa se soldó con una polaridad DC+ con un amperaje de 65 [A]. se puede apreciar que el acabado es bastante desigual, tiene muchas escorias en su junta y en la placa. Esto se puede deber a que existe una falta de amperaje. 7. Conclusiones. - En los procesos de soldadura es de vital importancia controlar todas las variables que influyen durante la operación. Estos pueden ser por falta de amperaje, excesivo amperaje, tensiones altas y bajas, distancia entre la placa y el electrodo inadecuados. Estos son un problema para todas las personas que trabajan en la industria de soldadura. - Para el primer caso de soldadura podemos observar que el electrodo con mayor penetración y con mejor rendimiento de material de aporte es el electrodo E7018 el cual presenta buenas características con respecto a alta penetración y aprovecha de buena forma su composición y se puede utilizar para el primer pase. - Para el segundo caso de soldadura podemos concluir que el electrodo con mejores características y rendimiento es el R91 ya que presenta una junta muy limpia y con escoria reducida por lo general este tipo de soldadura son las que se pueden observar en el segundo pase o de presentación. 8. Recomendaciones - En el caso de los procesos de soldadura lo más importante es controlar todas las variables que influyen entre el electrodo y la placa base por lo que es de vital importancia. - La selección del electrodo influye bastante en el proceso y el final de la soldadura. Se debe tomar en cuenta que electrodo es celulósico y Rutilico con el fin de determinar cuál es para penetración y para la presentación. - Se debe controlar y mantener un pulso constante durante el proceso de aportación del material base. Esto se debe a que si la junta es mas uniforme tiene mayor calidad. 9. Bibliografía Página 8 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 [1] A. S.A, «ACADEMIA,» 14 12 2003. [En línea]. Available: https://www.academia.edu/6434648/Manual_del_Electrodos_y_Gases_Aga_Ver_001. [Último acceso: 30 06 2020]. [2] L. ELECTRIC, «LINCOLN ELECTRIC,» 12 05 2015. [En línea]. Available: https://www.lincolnelectric.com/assets/global/Products/Consumable_StickElectrodesMildandLowAlloySteels-Gricon-Gricon7010P1/GriconE7010_P1_ESMX.pdfhttps://weldingwire.com/Images/Interior/documentlibrary/spanish%20carbon%20 027.pdf. [Último acceso: 30 06 2020]. Anexos En el siguiente anexo mostramos un WPS mostrando uno de los procesos de soldadura realizado con un electrodo E6010. Con el fin de poder entender que como fue realizado el proceso. Página 9 de 10 LAB. SOLDADURA DE PRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO INFORME ELABORADO POR: PERALTA GBRIEL GRUPO (2) 18-06-2020 Página 10 de 10
