Boletín técnico de soldadura STARTING WELD TAB El cupón debe ser agitado fuertemente en el agua por 20 ó 30 segundos y luego colocado rápidamente en un baño líquido a baja temperatura ( - 60 ° C mín)” RUN OFF WELD TAB TEST SPECIMEN CRATER Los cupones deben ser soldados dentro de los 60 minutos de iniciado el soldeo del primer cupón. 0-25 mm 25 mm +- 6mm (1 in. +- 1/4 in.) Boletín técnico de soldadura (0-1 n) Fig. 6.- Constitución de Cupón N° 112 DESARROLLO DE NUEVOS ELECTRODOS BÁSICOS DE EXTRA BAJO HIDRÓGENO E7018-1 H4R / E11018-G H4 Desde siempre las fallas en las uniones soldadas han sido una constante preocupación para los que trabajamos en el mundo metalmecánico, ya que estas fallas obligan, en el mejor de los casos, a realizar reparaciones y en otros casos a rechazar y desechar por completo la unión soldada. En ambos casos la pérdida de tiempo y dinero, aumentan los costos de un proyecto. Fig. 8.- Plataforma para Soldeo de Cupones Fig. 7.- Fotografía de Probetas Una de estas fallas puede deberse al agrietamiento en frío. Este tipo de falla es producida como resultado de la combinación de los esfuerzos residuales en la unión soldada (generalmente en la zona afectada por el calor) y el hidrógeno difusible, es por ello que comúnmente se le denomina como agrietamiento inducido por hidrógeno. Las piezas antes de ser soldadas son sometidas a un proceso de desgasificación a 410 °C por una hora mínimo. Después del tratamiento las muestras deben ser limpiadas en caso se hubiese formado cascarilla; para lo cual las probetas son arenadas. Después de marcar la pieza, pesar con una presición de 0.1g ó menos. Antes de soldar las tres partes del espécimen deben ser desengrasadas con alcohol o acetona. Toda la manipulación de los especímenes debe ser con tenazas limpias, guantes sin pelusas o con otros instrumentos libres de contaminación. Los parámetros a usar debe ser los mismos al inicio del ensayo y para todos los cupones. El soldeo de los cupones se realizará en una plataforma de soporte estandarizada establecida en la norma ANSI/AWS 4.3 -93R. Fig. 9.- Cupones Soldados 2. El cupón se debe soldar lo mas rápido posible y colocarlo en agua con hielo, dentro de un tiempo de 5 segundo de extinguido el arco. 3. Desgasificación En esta etapa las probetas soldadas son colocadas en el horno a una temperatura de 150°C ( + 1 °C) por un lapso de tiempo de 6 horas ( Fig .1). Lectura de Hidrógeno. Después de la desgasificación, los cupones son conectados al regulador de muestras y luego los gases son trasladados al cromatógrafo de gases (Fig. 4) donde se realiza la detección y medición del hidrógeno para que finalmente el reporte sea impreso en el Cromatocorder 21 (Fig. 5). OFICINAS REGIONALES OFICINA PRINCIPAL: Av. Nicolás Arriola 767-771 La Victoria - Lima 13 / Perú Casilla Postal 2260, Lima 100 / Perú T (01) 619 9600 F (01) 619 9619 E [email protected] FÁBRICA: Antigua Panamericana Sur km 38,5 Lurín - Lima 16 / Perú T (01) 619 9600 F (01) 619 9619 CENTRO TECNOLÓGICO DE SOLDADURA SOLDEXA - CTSol: Jorge Salazar Araoz 195 La Victoria - Lima 13 T (01) 224 3768, 224 2049 F (01) 225 6879 E [email protected] AREQUIPA: Calle Misti 104 Yanahuara T (054) 25 6164, 27 1168 F (054) 25 3396 E [email protected] ILO: Av. Uno Lote D9, Urb. Costa Azul TF (053) 48 3363 E [email protected] TALARA: Zona Industrial Lote 66 Talara Alta T (073) 38 5582 F (073) 38 3478 E [email protected] TRUJILLO: Av. Santa 815 El Molino T (044) 25 7097 F (044) 25 7175 E [email protected] www.soldexa.com.pe · · · · · Precalentamiento. Tratamiento térmico postsoldadura. Técnicas adecuadas de soldeo. Limpieza de los materiales base. Seleccionar y almacenar adecuadamente los materiales de aporte. Dentro de esta última utilizar materiales de aporte que introduzcan la menor cantidad de hidrógeno (materiales con un indicador de bajo hidrógeno, como H4 o H8) es una práctica contra el agrietamiento en frío. Las mejores propiedades mecánicas, necesarias para los aceros de alto carbono y/o aleados son obtenidas mediante el uso de electrodos de revestimiento básico, pero a su vez, estos electrodos tienen una capacidad higroscópica (capacidad para absorber humedad del medio ambiente) mayor que cualquiera de los otros revestimientos: rutílicos, celulósicos, etc. Debido a esta mayor capacidad higroscópica es que estos electrodos deberían ser almacenados en su envase original en un área seca o una vez abierto el envase en hornos de mantención, a la temperatura recomendada por el fabricante, hasta que sean empleados para evitar que su revestimiento absorba humedad. Debe usar la técnica de “STRINGER BEAD” El inicio y fin del arco debe ser al menos a 25 mm del Test Espécimen. Junio/2010 Los materiales base más susceptibles a sufrir este tipo de falla son los aceros de gran espesor, aceros de alto contenido de carbono y aceros aleados. En estos últimos además de tener cuidado con el agrietamiento en frío, se debe cuidar de utilizar materiales de aporte que garanticen sus altas propiedades mecánicas. El hidrógeno que se introduce en la unión soldada puede provenir desde: el material de aporte, el material base o la atmósfera. Es claro que este tipo de agrietamiento ha sido ampliamente estudiado y se pueden emplear técnicas para evitar que se produzca, entre ellas: Es claro, desde el lado de los materiales de aporte, que los fabricantes de soldadura se deben preocupar de proveer materiales que cumplan con las características antes mencionadas: aportes con bajo tenor de hidrógeno y resistentes a la absorción de humedad, para prevenir que el agrietamiento en frío se produzca. Es en este sentido que SOLDEXA, como fabricante y líder del mercado nacional de soldaduras, ha invertido en la investigación y desarrollo de nuevos electrodos a través de la compra de un sistema de última generación en el análisis de hidrógeno en el metal depositado, marca OERLIKON modelo G-2060. Boletín técnico de soldadura Este equipo tiene dos objetivos principales: 1.1. Equipos de Sistema G-2060 Ser una herramienta importante para la investigación y desarrollo de nuevos electrodos de muy bajo tenor de hidrógeno, resistentes a la absorción de humedad y que requieren mejores propiedades mecánicas, especialmente en los valores de tenacidad. R) sin que por ello el valor de hidrógeno difusible sobrepase los 4ml/100g, consecuentemente manteniendo sus altos valores de tenacidad y previniendo el agrietamiento. El equipo OERLIKON G-2060, único en el Perú nos ha permitido el desarrollo de dos electrodos de estas características: Con la ayuda de este equipo hemos logrado desarrollar electrodos básicos que sólo introducen una cantidad de hidrógeno máxima de 4ml/100g de material depositado (clasificación H4), siendo el valor promedio del mercado 8ml/100g de material depositado (H8). Con esta mejora logramos obtener valores muy superiores de tenacidad del metal depositado, así como prevenir que se produzca el agrietamiento en frío. Asimismo estos nuevos electrodos básicos presentan una resistencia a absorber la humedad del medio ambiente superior a los electrodos presentes actualmente en nuestro medio. Esta resistencia a la absorción de humedad permite tener estos electrodos expuestos a la intemperie hasta por 9 horas (clasificación SUPERCITO 100 PLUS E7018–1 H4R TENACITO 110 PLUS E11018–G H4 El sistema G-2060 para la determinación de hidrógeno cuenta con los siguientes equipos: Horno Desgasificador El objetivo de este horno es desgasificar el hidrógeno de los cupones soldados a una temperatura de 150° C por un lapso de 6 horas. Ambos productos se han empleado en obras importantes como la Central Hidroeléctrica El Platanal - Perú y en Panamá para las obras de la ampliación del Canal de Panamá. 2. 2. Fig. 3.- Regulador de Muestra Chomatocorder 21. Este equipo tiene como principal función el procesamiento final de la data y la emisión del reporte. Este equipo también se aplica para el soporte del servicio postventa que nuestra empresa brinda a nuestros clientes, que por la importancia de sus obras apliquen dichos productos. SISTEMA DE ANÁLISIS DE HIDRÓGENO EN METAL DEPOSITADO G-2060 Fig. 2.- Horno Desgasificador Cromatógrafo GC 7000. La principal función de este equipo es la detección y medición del hidrógeno proveniente de las cápsulas con los cupones soldados. Principio deldel Método Principio Método El sistema G-2060 cuenta con un cromatógrafo que es un instrumento que mide volúmenes de componentes individualmente contenidos dentro de una mezcla de gases. El cromatógrafo de gases es provisto por una “columna” revestida con un material granular en una tubería de 2 a 6 mm de diámetro interior y de 50 cm a 3 m de longitud. Cuando la mezcla de gases pasa a través de esta columna aquí ocurre una diferencia de tiempo requerido para que un determinado componente pase a través de la columna. Por ejemplo cuando se hace pasar aire por la “columna” el primer componente en atravesar es el O2 y luego el N2, luego el volumen es medido con detector propio del equipo. Fig. 5.- Chromatocorder 21 Procedimiento de Trabajo 1. Fig. 1.- Equipo de medición de Hidrógeno difusible marca OERLIKON Modelo G-2060, adquirido por SOLDEXA. Fig. 4.- Cromatógrafo GC 7000 El sistema G -2060 está diseñado para medir el hidrógeno difusible en el metal depositado mediante un cupón soldado estandarizado que es desgasificado a un tiempo y temperatura ya determinados. El hidrógeno desgasificado del cupón es capturado en una cápsula y luego es www.soldexa.com.pe transportado al cromatógrafo de gases conjuntamente con gas argón de alta pureza que actúa como un gas de transporte del hidrógeno. Es en el cromatógrafo de gases donde finalmente se realiza la medición del hidrógeno. Regulador de Muestra Este equipo tiene como función hacer de interfase entre las cápsulas de cupones y el cromatógrafo de gases. Además del control y medición de los gases argón e hidrógeno. Preparación de la Muestra El procedimiento de trabajo para la determinación del hidrógeno en el metal depositado es de acuerdo a la norma ANSI/AWS 4.3 93R “Standard Methods for Determination of the Diffusible Hydrogen Content of Martensitic, Bainitic, and Ferritic Steel Weld Metal Produced by Arc Welding” . El cupón estandarizado está constituido por tres piezas: starting weld tab; test specimen y Run off weld tab (Fig. 6). El material utilizado para los cupones puede ser ASTM A 36 ó SAE 1020.