miércoles, 19 de noviembre de 2008

PRINCIPALES APLICACIONES


Las aplicaciones de las dos variantes del proceso FCAW se traslapan, pero las características específicas de cada una las hacen apropiadas para diferentes condiciones de operación. El proceso se emplea para soldar aceros al carbono y de baja aleación, aceros inoxidables y hierros colados. También sirve para soldar por puntos uniones traslapadas en láminas y placas, así como para revestimiento y deposición de superficies duras.El tipo de FCAW que se use dependerá del tipo de electrodos de que se disponga, los requisitos de propiedades mecánicas de las uniones soldadas y los diseños y embotamiento de las uniones. En general, el método autoprotegido puede usarse en aplicaciones que normalmente se uen mediante soldadura por arco de metal protegido. El método con escudo de gas puede servir para algunas aplicaciones que se unen con el proceso de soldadura por arco de metal y gas. Es preciso comparar las ventajas y desventajas del proceso FCAW con las de esos otros procesos cuando se evalúa para una aplicación específica.En muchas aplicaciones, el principal atractivo de la soldadura por arco con núcleo de fundente, en comparación con la de arco de metal protegido, es la mayor productividad. Esto generalmente se traduce en costos globales más bajos por kilogramo de metal depositado en uniones que permiten la soldadura continua y están fácilmente accesibles para la pistola y el equipo de de fabricación en general, recubrimiento, unión de metales FCAW. Las ventajas consisten en tasas de deposición elevadas, disímiles, mantenimientoy reparación.Factores de operación altos y mayores eficiencias de deposición Las desventajas más importantes, en comparación con el (no se desechan "colillas" de electrodo). Proceso SMAW, son el mayor costo del equipo, la relativaLa FCAW tiene amplia aplicación en trabajos de fabricación en taller, mantenimiento y construcción en el campo. Se ha usado para soldar ensambles que se ajustan al Código de calderas y recipientes de presión de la ASME, a las reglas del American Bureau of Shipping y a ANSI/AWS D1.1, Código de soldadura estructural – Acero. La FCAW tiene categoría de proceso precalificado en ANSI/AWS D1. 1.Se han usado electrodos de acero inoxidable con núcleo de fundente, autoprotegidos y con escudo de gas, para trabajos de fabricaron en general, recubrimiento, unión de metales disímiles, mantenimiento y reparación.Las desventajas más importantes, en comparación con el proceso SMAW son el mayor costo del equipo, la relativa complejidad de la configuración y control de éste, y la restricción en cuanto a la distancia de operación respecto al alimentador del electrodo de alambre. El proceso puede generar grandes volúmenes de emisiones de soldadura que requieren equipo de escape apropiado, excepto en aplicaciones de campo. En comparación con el proceso GMAW, libre de escoria, la necesidad de eliminar la escoria entre una pasada y otra representa un costo de mano de obra adicional. Esta eliminación es necesaria sobre todo en las pasadas de raíz.

VENTAJAS DE EL FCAW

VENTAJAS DE FCAWLa soldadura por arco con núcleo de fundente tiene muchas ventajas en comparación con el proceso SMAW manual; además, ofrece ciertas ventajas respecto a los procesos SAW y GMAW. En muchas aplicaciones, el proceso FCAW produce metal de soldadura de alta calidad con un costo mÁs bajo y menor esfuerzo por parte del soldador que con SMAW. FCAW es más tolerante que GMAW, y más flexible y adaptable que SAW. Las ventajas citadas pueden resumirse como sigue:(1) Deposito de metal de soldadura de alta calidad.(2) Excelente aspecto de la soldadura: lisa y uniforme.(3) Excelente perfil de las soldaduras de filete horizontales(4) Es posible soldar muchos aceros dentro de un intervalo de espesores amplio.(5) Factor operativo elevado - fácil de mecanizar.(6) Tasa de deposición alta-densidad de corriente elevada.(7) Eficiencia de deposito del electrodo relativamente alta.(8) Diseños de unión económicos en cuanto a su ingeniería.(9) Arco visible - fácil de usar.(10) No requiere tanta limpieza previa como GMAW.(11) Produce menor distorsión que SMAW.(12) Tasa de deposición hasta 4 veces mayor que con SMAW.(13) El empleo de electrodos con autoprotección hace innecesario el equipo para manipular fundente o gas, y tolera mejor las condiciones de movimiento brusco del aire que prevalecen en la construcción en exteriores (véase la desventaja "6" de los escudos de gas en la sección que sigue).(14) Mayor tolerancia de contaminantes que podrían causar agrietamiento de la soldadura.(15) Resistencia al agrietamiento de la franja de soldadura inferior.

SEGURIDAD EN LA FCAW


La soldadura debe efectuarse a modo de ofrecer al soldador y a quienes se encuentren en las inmediaciones del área de soldadura el máximo de seguridad. Desde el punto de vista de la seguridad eléctrica y la protección ocular, la soldadura por arco con núcleo de fundente requiere las mismas precauciones que GMAW. Además, se generan emisiones de soldadura.Los electrodos para soldadura por arco con núcleo de fundente generan emisiones en una proporción por kilogramo de metal depositado comparable a la de SMAW. Puesto que las tasas de deposición de FCAW son varias veces más altas que las de SMAW, la tasa de generación de humos, en gramos por minuto, es mucho más alta que la de SMAW. Es importante asegurarse de que la concentración de emisiones no rebase el limite de exposición permitido (PEL), especificado como 5 mg/m3 por la Occupational Safety and Health Administración (OSHA) del Departamento del Trabajo de Estados Unidos. Cabe señalar que los reglamentos locales pueden ser aun más estrictos.Es preciso tomar precauciones especiales para evitar que el soldador respire emisiones que contengan manganeso al soldar productos de manganeso Hadfield. Además, la soldadura de aceros inoxidables y el recubrimiento con aleaciones de cromo presenta el problema de emisiones que contienen cromo.La seguridad exige tener conciencia de que los gases protectores presentan un peligro por 51 mismos cuando se suelda en espacios encerrados. Estos gases no son venenosos, pero si pueden asfixiar porque desplazan al oxigeno. La soldadura con gases protectores que contienen argón genera radiaciones ultravioleta bastante intensas que actúan sobre el oxigeno de las inmediaciones para producir ozono.El empleo seguro del proceso de soldadura por arco con núcleo de fundente exige una evaluación cuidadosa de estos factores y el establecimiento de medidas correctivas apropiadas antes de soldar

viernes, 7 de noviembre de 2008

PRINCIPALES CARACTERISTICAS


Los beneficios del FCAW se obtienen por la combinación de tres hechos
generales:
1)La productividad debido a un alambre de soldadura continuo.
2) Los beneficios metalúrgicos que pueden ser obtenidos desde el flux.
3) Una escoria que le da soporte y forma a la pileta soldada.
El FCAW combina características del proceso de soldadura manual (SMAW),
del proceso de soldadura con protección gaseosa (GMAW) y del proceso de
arco sumergido (SAW).
En el caso del método con protección gaseosa, mostrado en la Figura 1, el gas
de protección (usualmente dióxido de carbono o una mezcla de argón y dióxido
de carbono) protege el metal fundido del oxígeno y nitrógeno del aire rodeando
el arco y a la pileta soldada. La composición del electrodo es formulada para
proveer desoxidantes que se combinen con la pequeña cantidad de oxigeno
debido al gas de protección.
En el método autoprotegido, Figura 2, la protección es obtenida desde
componentes del flux vaporizados, los cuales desplazan el aire, y por la
composición de la escoria que cubre las gotas del metal fundido durante la
soldadura. La producción de CO2 y la introducción de agentes desoxidantes y
denitrificantes a partir de adecuados ingredientes del flux sobre la superficie de
la pileta soldada explica por que estos electrodos pueden tolerar mayores
corrientes de aire que los protegidos por gas.
Otra característica de los electrodos auto-protegidos es el uso de grandes
extensiones de electrodos, la extensión del electrodo es la longitud del
electrodo no fundido desde el extremo del tubo de contacto durante la
soldadura. Extensiones de 19 a 95 mm son generalmente utilizadas.

El incremento de la extensión del electrodo aumenta la resistencia al
calentamiento. Esto precalienta el electrodo y diminuye la caída de voltaje a
través del arco, al mismo tiempo la corriente de soldadura disminuye, lo cuál
baja el calor disponible para fundir el metal base, resultando en una pileta
soldada angosta y poco profunda esto hace adecuado el proceso para soldar
materiales de poco espesor. Si la longitud de arco (voltaje) y la corriente de
soldadura se mantienen (por la elección de un mayor voltaje en la fuente de
poder y mayor velocidad de alimentación del electrodo) mayores extensiones
podrán incrementar la velocidad de deposición.
En cierto tipo de electrodos auto-protegidos la polaridad podrá ser DCEN, esta
resulta en menos penetración en el metal base, como resultado electrodos de
diámetros pequeños (0,8-0,9 y 1,2 mm) resultan ser adecuados para
materiales finos. Se han desarrollado algunos electrodos especiales para
soldadura de aceros revestidos con cinc o aluminio, los cuales son comunes en
la industria automotriz.

HISTORIA DE EL FLUX-CORED (FCAW)


Los procesos de soldadura por arco con protección gaseosa fueron
desarrollados desde alrededor de 1920. Experimentos en el tiempo muestran
una significativa mejora en las propiedades del metal de soldadura cuando es
protegido de la contaminación atmosférica, sin embargo el desarrollo del
electrodo revestido a fines de 1920 reduce el interés de los métodos protegidos
con gas.
No es hasta 1940, con la introducción comercialmente aceptable del proceso
Gas-Tungsten Arc Welding que se renueva el interés por los métodos de
protección gaseosa. Luego en la misma década el proceso GMAW fue
satisfactoriamente comercializado, utilizándose al mismo tiempo protección con
Argón y con Helio.

Investigando los gases que se liberan en la soldadura con electrodo manual se
encuentra que es principalmente CO2, con lo que comienza a utilizarse este
gas en la protección de aceros al carbono, apareciendo en 1950 el proceso
GMAW.
Casi al mismo tiempo, la protección con CO2 se combina con electrodos
tubulares conteniendo flux en su interior lo cual soluciona muchos problemas
encontrados previamente.
Las características de operación se mejoran por la adición de materiales en el
núcleo y la calidad de la soldadura fue mejorada por la eliminación de la
contaminación atmosférica. Este proceso se introduce a publicidad en la
exposición de AWS realizada en Buffalo, Nueva York en mayo de 1954, los
consumibles y equipamientos fueron refinados y comercializados desde 1957.
El proceso continuo mejorándose pudiendo disponerse actualmente de
electrodos de diámetro menores de 0,035 in (0,9 mm).

TERMINOS TECNICOS EN LA SOLDADURA


aberturas de raíz
(root openings) Separaciones en la raíz de la unión entre los metales bases. El tamaño de la abertura de raíz determina cuánto metal de soldadura se necesita para obtener fusión en la raíz.
aceros al carbono
(carbon steels) Aceros compuestos de hierro y carbono, sin ningún material adicional.
aceros de baja aleación
(low-alloy steels) Aceros que contienen pequeñas cantidades de materiales agregados intencionalmente y que cambian las propiedades del metal. Entre los elementos de aleación comunes se incluyen: manganeso, molibdeno y níquel.
aceros inoxidables
(stainless steels) Tipo de aceros que contienen más de 15% de cromo y presentan excelente resistencia a la corrosión.
agrietamiento por hidrógeno
(hydrogen cracking) Defecto de la soldadura que ocurre en el metal de soldadura cuando el hidrógeno entra en contacto con una soldadura susceptible de agrietamiento. Los electrodos de bajo hidrógeno reducen el agrietamiento por hidrógeno.
alabeo
(wash-in) Sección de metal de soldadura depositado que se alinea uniformemente con el borde de la soldadura. Un buen alabeo es liso y uniforme a lo largo de la unión y no socava el metal base.
alimentador de alambre
(wire feeder) Dispositivo construido ya sea dentro de la máquina de soldar o colocado en un costado de la misma y que suministra alambre en la pistola de soldar.
aluminio
(aluminum) Metal plateado claro que es blando, ligero y conductor efectivo. El aluminio es el principal desoxidante en el material fundente.
amperaje
(amperage) Unidad de medición que indica la cantidad de la corriente que fluye en un circuito, la cual se mide en amperios. El amperaje de FCAW se determina por la velocidad del alambre.
ángulo de arrastre
(drag angle) Término que se usa en la industria para la técnica de tracción.
Ángulo de biselado
(bevel angle) ángulo formado entre el borde preparado de un lado del metal base y un plano perpendicular a la superficie del otro lado del metal base.
ángulo de empuje
(push angle) Término usado en la industria para la técnica de empuje.
ángulo de recorrido
(travel angle) Ángulo menor que 90 grados entre el electrodo y la soldadura.
ángulo de trabajo
(work angle) Ángulo menor que 90 grados entre una línea perpendicular a la pieza de trabajo y un plano determinado por el eje del electrodo y el eje de la soldadura. El ángulo de trabajo se usa para centrar el cordón de soldadura en una aplicación dada.
argón
(argon) Gas inactivo comúnmente utilizado como protector. El argón es mucho más pesado que el aire, de modo que protege efectivamente el área de soldar.
boquilla para gas
(gas nozzle) Dispositivo colocado directamente sobre la pistola de soldar que fuerza gas protector para rodear el electrodo y el arco.
boquillas aisladas
(insulated nozzles) Tipo de boquillas utilizadas en las pistolas para FCAW protegida con gas que utilizan una pieza de material no conductivo colocada dentro de la pistola de soldar para impedir que la boquilla para gas se vuelva eléctricamente cargada.
boquillas deslizables
(slip-on nozzles) Tipo de boquillas que se utilizan en las pistolas para FCAW protegida con gas en la cual el aislante se puede separar de la boquilla.
bordes de la soldadura
(weld toes) Puntos en los que la cara de soldadura y el metal base se unen.
ciclo de operación
(duty cycle) El tiempo, dentro de un período de diez minutos, que una máquina de soldar puede realizar trabajo sin sobrecalentarse. Si una pistola de soldar tiene un ciclo de operación de 30%, puede operar por tres minutes consecutivos y debe descansar siete.
cobre
(copper) Metal rojizo que es muy dúctil, térmica y eléctricamente conductivo y resistente a la corrosión. El cobre suele utilizarse para fabricar cable eléctrico.
cordón extendido
(stringer bead) Tipo de cordón de soldadura que se forma moviendo el electrodo en forma recta por toda la unión. Un buen cordón extendido tiene buen alabeo en los bordes de la soldadura.
cordón tejido
(weave bead) Cordón de soldadura que se forma moviendo el electrodo a lo largo de la unión con un movimiento de zigzag.
cráter
(crater) Hueco no deseable en el cordón de soldadura. Un cráter puede causar agrietamiento si no se le rellena adecuadamente.
cromo
(chromium) Metal brilloso, duro, de color gris acero, que aumenta la templabilidad y la resistencia a la corrosión del acero. Los aceros inoxidables también contienen grandes cantidades de cromo.
dados de estirado
(drawing dies) Herramientas que se utilizan para formar alambre o metal a una forma especificada.
DCEN
(DCEN) Siglas para corriente directa con electrodo negativo. DCEN es otra manera de expresar corriente directa con polaridad directa.
DCEP
(DCEP) Siglas para electrodo positivo con corriente directa. DCEP es otra manera de expresar corriente directa con polaridad invertida.
desoxidante
(deoxidizer) Material que eliminan el oxígeno del charco de soldadura fundida y del arco. El oxígeno puede estropear un cordón de soldadura.
diámetros de electrodo
(electrode diameters) Mediciones del grosor del electrodo. FCAW utiliza una variedad de diámetros de electrodo.
difusor de gas
(gas diffuser) Dispositivo en el interior de la pistola de soldar a través del cual fluye el gas protector.
dióxido de carbono
(carbon dioxide) Gas activo comúnmente utilizado como protector para FCAW. El dióxido de carbono es económico pero produce un arco violento.
diseño de la unión
(joint design) Especificación de un tipo particular de unión y sus dimensiones requeridos.
eje de la soldadura
(weld axis) Línea imaginaria a través del centro y a lo largo de la longitud de la soldadura.
eje del electrodo
(electrode axis) Línea imaginaria a través del centro del electrodo.
equipo automático
(automatic equipment) Equipo de soldar controlado por los valores prefijados en una computadora o en un robot.
equipo regulador de gas
(gas regulation equipment) Equipo que controla el suministro de gas protector al área de soldadura.
equipo semiautomático
(semi-automatic equipment) Equipo para soldar que utiliza una máquina de soldar y una pistola de soldar manual. El soldador controla la orientación del electrodo y la velocidad de recorrido.
extensión del electrodo
(electrode extension) Distancia desde el extremo de la punta de contacto hasta el extremo del electrodo.
FCAW
(FCAW) Siglas que la Sociedad Americana de Soldadura utiliza para la soldadura por arco con núcleo fundente.
FCAW autoprotegida
(self-shielded FCAW) Tipo de proceso FCAW que usa solamente un electrodo tubular de alambre lleno con fundente.
FCAW protegida con gas
(gas shielded FCAW) Tipo de proceso FCAW que usa un electrodo tubular de alambre lleno con fundente y un gas protector externo. FCAW protegida con gas proporciona doble protección.
fundente
(flux) Material no metálico que se usa para proteger el charco de soldadura y el metal sólido de la contaminación atmosférica. En FCAW, el material fundente está contenido en el núcleo del electrodo.
guía aislada
(insulated guide) Pieza de material pequeña y no conductiva colocada dentro de la pistola de soldar para impedir que la boquilla para gas se vuelva eléctricamente cargada.
inclusiones de escoria
(slag inclusions) Materiales sólidos no metálicos atrapados en el metal de soldadura o entre el metal de soldadura y el metal base.
índice de deposición
(deposition rate) Índice al cual el electrodo se funde en el charco de soldadura fundida para formar una soldadura.
máquina de soldar
(welder) Fuente de poder que suministra la electricidad para realizar la soldadura por arco.
marcas de gas
(gas marks) Condición que ocurre en FCAW protegida con gas cuando una burbuja de gas del arco no escapa a través de la escoria fundida y queda atrapada en el charco de soldadura. La escoria se solidifica y la burbuja de gas atrapada marca el cordón de soldadura. Esto generalmente es un defecto visual, pero puede conducir a defectos físicos.
metales ferrosos
(ferrous metals) Metales que contienen hierro. El acero es el metal ferroso más popular.
mezcla de gases
(gas mixture) Combinación de gases que se utiliza para proteger la soldadura. FCAW suele utilizar una mezcla de gases de argón y dióxido de carbono.
monóxido de carbono
(carbon monoxide) Gas incoloro, inodoro y venenoso hecho de carbono y oxígeno.
níquel
(nickel) Metal duro, maleable, plateado claro que se suele agregar a los electrodos para FCAW para incrementar la resistencia y la resistencia a la corrosión.
ondulación
(worm tracking) Otro nombre para las marcas de gas.
orientación del electrodo
(electrode orientation) Posición en la que el soldador manipula el electrodo. La orientación del electrodo se refiere al ángulo de trabajo y al ángulo de recorrido.
pasada de soldadura
(weld pass) Progresión de la soldadura a través de la unión. El resultado de una pasada de soldadura es un cordón de soldadura.
pistola de soldar
(welding gun) Instrumento que se utiliza en algunos procesos de soldadura automáticos y semiautomáticos que conduce electricidad, guía el electrodo y, en algunos casos, libera gas protector.
pistolas enfriadas por agua
(water-cooled guns) Tipo de pistolas de soldar que utilizan agua para enfriarse. Las pistolas enfriadas por agua suelen operar a un ciclo de operación más elevado que las pistolas enfriadas por aire.
pistolas enfriadas por aire
(air-cooled guns) Tipo de pistolas de soldar que tienen una boquilla pequeña en el extremo, la cual proporciona aire para enfriar la pistola después de soldar. Las pistolas enfriadas por aire suelen utilizarse con electrodos autoprotegidos.
porosidad
(porosity) Discontinuidades de tipo cavidad o burbujas formadas cuando se atrapa gas durante la solidificación del metal de soldadura.
preparación de la unión
(joint preparation) Diversidad de procesos que preparan metales base antes de soldar. Esto suele incluir precalentamiento, corte u otras preparaciones.
propiedades físicas
(physical properties) Propiedades que describen la capacidad de un metal para fundirse, emitir calor, conducir electricidad y expandirse o contraerse.
propiedades mecánicas
(mechanical properties) Propiedades que describen la capacidad del material para ser comprimido, estirado, doblado, rayado, mellado o roto.
punta de contacto
(contact tip) Dispositivo ubicado en el interior de la pistola de soldar y que conduce electricidad al electrodo. La punta de contacto está normalmente fabricada de cobre.
resistencia a la corrosión
(corrosion resistance) Capacidad de un metal para resistir ataques de otros elementos y químicos.
resistencia a la tensión
(tensile strength) Capacidad del material para resistir las fuerzas que tratan de apartarlo o estirarlo.
resistencia elástica
(yield strength) Capacidad de un metal para resistir una fuerza gradual progresiva sin deformación permanente.
revestimiento de electrodo
(electrode liner) Revestimiento aislado que rodea el electrodo de alambre y lo soporta desde el alimentador de alambre hasta la punta de contacto.
saliente eléctrico
(electrical stickout) Término utilizado para describir la extensión del electrodo o la distancia desde el extremo de la punta de contacto hasta el extremo del electrodo.
saliente visible
(visible stickout) Distancia desde el extremo de la pistola de soldar hasta el extremo del electrodo. El saliente visible es la parte del electrodo que el soldador puede ver.
socavado
(undercut) Surco fundido dentro del material base, generalmente a lo largo de los bordes de la soldadura, lo cual produce un punto débil en la soldadura.
soldador
(welder) Persona que realiza la soldadura.
soldadura por arco con núcleo fundente
(flux-cored arc welding) Proceso de soldadura por arco que usa un electrodo consumible continuamente suministrado y que contiene fundente en un centro hueco. También se le llama FCAW.
soldadura por arco metálico con gas
(gas metal arc welding) Proceso de soldadura por arco en el cual el electrodo sólido de alambre y el gas protector inerte se suministran a la soldadura por medio de una pistola de soldar. También se le conoce como soldadura GMAW o MIG.
soldadura por arco metálico protegido
(shielded metal arc welding) Proceso de soldadura por arco que usa una varilla cubierta con fundente como su electrodo. También se le conoce en el taller como SMAW o soldadura con varilla.
soldaduras de canal
(groove welds) Tipo de soldaduras que consisten en una abertura entre dos superficies de piezas, lo cual proporciona un espacio para contener metal de soldadura. Las soldaduras de canal se utilizan en todas las uniones excepto en uniones de traslape.
técnica de empuje
(forehand technique) Movimiento del electrodo a lo largo de la pieza de trabajo en dirección de la soldadura. FCAW protegida con gas suele utilizar la técnica de empuje.
técnica de tracción
(backhand technique) Movimiento del electrodo a lo largo de la pieza de trabajo en dirección opuesta a la de la soldadura. FCAW autoprotegida suele utilizar la técnica de tracción.
transferencia de arco por aspersión
(spray arc transfer) Tipo de transferencia de metal en el cual el metal del final del alambre se funde en gotitas pequeñas y finas, creando un arco estable y poca salpicadura.
voltaje
(voltage) Fuerza eléctrica o presión que hace que la corriente fluya en un circuito.
voltaje constante
(constant voltage) Soldadura que usa un voltaje que varía ligeramente con los cambios de corriente o de amperaje. El voltaje constante, o CV, suele ser utilizado en la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) y en la soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW).