Informe gmaw total

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

LABORATORIO DE SOLDADURACARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

FECHA DE ENTREGA: 18/12/12GRUPO:Andrade Santiago, Calderón Andrea, Jácome Sebastián.

TEMA: Formación de cordones por el proceso GMAW

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OBJETIVO GENERAL: Formar cordones por el proceso GMAW

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:- Reconocer los componentes y funciones del equipo GMAW- Arrancar y mantener el arco con el proceso GMAW- Formar cordones a través del proceso GMAW

PROCEDIMIENTO:Verificar precauciones y cumplir normas de seguridadIdentifique todos los componentes del equipo GMAWPreparar las platinas y chatarra para la soldaduraVerificar las variables, según los requerimientos impuestos.Probar el arranque del arco sin gas de protecciónEncender nuevamente y mantener el arco por medio del cebado.Formar cordones sobre la platina de acero

MATERIALES Y EQUIPO:Equipo de suelda GMAW

Marca: POWCONProcedencia: Estados UnidosModelo: 550 SMPProcesos: MIG/MAW (GMAW); ELECTRODO REVESTIDO (SMAW), FLUXED CORED (FCAW).Gases de trabajo: CO2, Argón, AGA.

Platinas de aceroCepillos, piquetas, pinzas, seguridad personal.

RESULTADOS Y CUESTIONARIO:

1. Liste los diferentes componentes del equipo GMAW

1 Fuente de Poder de Voltaje Constante (CV)

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2 Alimentador que controla el avance de alambre a velocidad requerida (velocidad constante).3 Pistola o Torcha de soldar para dirigir directamente el alambre al área de soldadura.4 Gas protector, para evitar la contaminación del baño de soldadura.5 Carrete de alambre de tipo y diámetro específico.

2. Establezca el tipo de gas según diferentes materiales a soldar.

ACERO AL CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN:

(Ar + CO2)Recomendado para la soldadura de aceros al Carbono y de baja aleación (Cromo-Molibdeno) de espesores < 10mm en cortocircuito y en arco spray.

(Ar + CO2)Recomendado para la soldadura de aceros al carbono y de baja aleación (Cromo-Molibdeno) de espesores < 15mm en cortocircuito y en arco spray.

(Ar + CO2)El alto contenido de CO2 le capacita para penetrar altos espesores (e > 15mm). Ideal para arco spray con penetraciones y ratios de aporte cercanos al CO2 puro.

(Ar + CO2 + O2)

Recomendado para la soldadura de aceros al Carbono de espesores < 6mm en arco spray pulsado. Confiere unas propiedades excelentes para procesos automáticos de soldadura: incremento de velocidad y nivel mínimo de proyecciones.

ACERO INOXIDABLE

(Ar + CO2)Válido para soldadura convencional y MIG-sinérgico. La adición de CO2 aumenta la penetración.

(Ar + O2)Válido solo para la transferencia en spray. La adición de O2 estabiliza el arco y disminuye las mordeduras.

(Ar + He + CO2)

Recomendado para la transferencia en cortocircuito en aplicaciones de soldadura de láminas de pequeño espesor y en cualquier posición. Aumento de la velocidad y productividad.

(Ar + He + CO2)

Válido para la transferencia en spray, cortocircuito, pulsada y las técnicas de MIG-sinérgico para todas las posiciones. Buenos perfiles de los cordones de soldadura y buena apariencia. Poca oxidación superficial.

(Ar + He + CO2 + H2)

Válido para aceros inoxidables Austeníticos. Apropiado para arco pulsado. Mejora de la penetración y fusión de la soldadura.

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ALUMINIO Y SUS ALEACIONES

ARGÓNArco estable y controlable.Válido para el aluminio puro y sus aleaciones.

(Ar + He)La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que asegura una mejor fusión del material con espesores < 9mm.

(Ar + He)La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que asegura una mejor fusión del material con espesores > 9mm.

COBRE Y SUS ALEACIONES

ARGÓN Empleado para láminas y chapas < 9mm de espesor.

(Ar + He)La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que asegura una mejor fusión del material con espesores < 6mm.

(Ar + He)La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que asegura una mejor fusión del material con espesores > 6mm.

NIQUEL Y SUS ALEACIONES

ARGÓNSe emplea para láminas y chapas < 9mm de espesor.Válido para las técnicas por arco pulsado.

(Ar + He)La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que asegura una mejor fusión del material con espesores > 9mm.

ACERO DULCE

CO2 Transferencia globular

MAGNESIO

ArAr+0,5%

Transferencia Spray usado en especial para metales que producen óxidos pesados y difíciles de reducir como el aluminio o magnesio.

3. Cuál es el efecto Stick-out en el aspecto de cordón de soldadura.

Stick-out es la longitud del alambre no fundida que sale de la punta de contacto de la pistola de soldadura. Afecta la cantidad de amperaje por el cable y el resultado de la soldadura. La determinación de la cantidad de palo de salida a utilizar depende del diámetro del cable.

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Ej: una buena pauta a seguir es: para 0.024 y 0.030 pulgadas de alambre utilizar 1/4 a 3/8 de pulgada de stick-out; para alambre de 0,035 y 0,045 pulgadas utilizar 3/8 a½ pulgada de stick-out.

Hacer pequeños ajustes en el palo de salida para ajustar la intensidad de corriente para el resultado deseado. El alargamiento de la barra de salida se reduce el amperaje ligeramente, mientras que acortar el palo de salida provoca un ligero aumento en el amperaje.

La distancia inadecuada stickout vs tiempo puede hacer que el electrodo se sobrecaliente y se produzcan desechos de gas protector. 

Efecto:DEMASIADO LARGO STICK-OUT:Cuando se aumenta esta distancia la resistencia eléctrica del alambre electrodo, provoca que se eleve la temperatura y la velocidad de alimentación del alambre.

El incremento de la resistencia eléctrica produce una caída de voltaje mayor entre la punta del electrodo y el metal base, para compensar este incremento, la fuente de potencia reduce la corriente, disminuyendo a su vez la tasa de fusión del electrodo y acorta la longitud del arco; por lo que los cordones son angostos y tiene una sobremonta alta.

DEMASIADO CORTO:Se incrementa la corriente, la penetración, ancho del cordón y la velocidad de deposición.

4. Determinar las ventajas y desventajas del proceso GMAW.

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VENTAJAS DE GMAW:• El electrodo al no tener revestimiento hace más limpia la soldadura (No se genera escoria, se emplea

en elementos a galvanizar o estéreo celosías).• Se puede soldar a mayor velocidad.• En algunos casos se usa menos material de aporte.DESVENTAJAS DE GMAW:• Equipos más pesados y complejos (cilindros de CO2 o Ar y alimentación de alambre), no es práctico

para soldadura de campo).• Su aplicación es más amplia en soldadura de bajos espesores.• Mala regulación de la máquina produce mucha porosidad.• Requiere ambiente con aire en calma.• Las elevadas densidades de corriente alcanzables radían mucho calor.

5. Realizar un esquema del proceso en el punto de fusión donde se identifique los Elementos de la tobera y sus variables.

En el proceso GMAW existen variables secundarias, las cuales no afectan directamente a la soldadura, más bien provocan cambios en la soldadura.

Distancia de longitud libre del alambre electrodo (stickout). Angulo de la boquilla

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6. Identifique los gases más utilizados frecuentemente en este proceso.

GMAW requiere de un sistema de protección gaseosa para proteger el charco o pileta de soldadura.Este sistema consta de:

1. Tanque de gas con su propia válvula2. Regulador de gas3. Manómetro de presión interna en tanque de gas4. Flujómetro de salida de gas

Soldar con CO2 da buenas característicasal cordón como:• Penetración firme y profunda• Buen contorno del cordón de soldadura• No hay tendencia a la socavación• Se usa en transferencia por cortocircuito y globular.

DESVENTAJAS:• El arco es violento• Produce salpicaduras en metales delgados

VENTAJAS:• Costo relativamente bajo en el Ecuador.• Flujo de gas requerido menor que con otros gases (Gravedad Específica alta =1.52)

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• Resiste mejor a corrientes de aire (trabajo en campo)

Hay varios factores que es necesario considerar al determinar el tipo de gas de protección a emplear. Estos son:

1. Tipo de metal base.2. Características del arco y tipo de transferencia metálica.3. Velocidad de soldadura.4. Tendencia a provocar socavaciones.5. Penetración, ancho y forma del depósito de soldadura.6. Disponibilidad.7. Costo del gas.8. Requerimientos de propiedades mecánicas.

El siguiente cuadro indica aplicaciones, características y mezclas más comunes empleadas en soldadura por sistema GMAW (Gases INDURA):

Los gases mixtos permiten obtener una soldadura mejor y más suave. La mezcla del 80% de Ar y 20% de CO2 por ejemplo combina las mejores características de los gases inertes y activos. El mayor costo del gas de protección, que es relativamente pequeño, se compensa totalmente con el hecho de que las soldaduras se hacen mejor y más rápidamente, con un aspecto más limpio y de mejor calidad.

7. Analice el cordón realizado (fotografía) y evalúelo según las referencias de los catálogos.

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Según el manual de soldadura de OERLIKON, tenemos las siguientes características con éste proceso de soldadura:

Al regirnos por éstas referencias, podemos decir lo siguiente acerca de los cordones realizados en nuestra placa de trabajo:

Obtuvimos una muy buena presentación de los cordones de soldadura en la placa de acero utilizada en esta práctica. No fue una presentación excelente pues se pueden apreciar salpicaduras en los bordes del cordón, y esto se debe principalmente a una mala regulación del voltaje. Podemos decir que el voltaje con el cual trabajamos fue mayor al requerido y esto produjo las salpicaduras que se mencionan. Otro factor que pudo haber influenciado en la aparición de las salpicaduras fue la distancia entre el electrodo continuo y la placa de trabajo, ya que al alejar la pistola de la placa se producían también salpicaduras sobre la misma.

La limpieza del cordón fue mínima, lo único que hicimos fue enfriar la pieza con agua para poder manipularla al finalizar la práctica. Sin embargo existía aceite o grasa en el agua que estaba estancada abajo del grifo, así que tuvimos que limpiar la superficie de la pieza con una franela para apreciar nuevamente los cordones totalmente limpios. Aparte de esta limpieza, prácticamente no hubo necesidad de realizar ningún tipo de limpieza en los cordones.

El arco y el charco de soldadura fueron totalmente visibles durante la realización de la práctica, además de que se tuvo una fácil manipulación de la pistola en la posición de trabajo en la que nos encontrábamos; es por esto que se pudo realizar cordones con una excelente presentación.

La velocidad de trabajo fue óptima, y en comparación con el proceso de soldadura SMAW, se puede notar una mayor velocidad de trabajo, lo cual convierte a la soldadura GMAW en un proceso ideal para trabajos industriales o automatizados.

No se obtuvo escoria alguna con este proceso de soldadura. Pudimos darnos cuenta de ello pues al finalizar la práctica intentamos pasar la piqueta y el cepillo sobre los cordones pero no obtuvimos ningún tipo de escoria al hacerlo.

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El gas de protección que se usó fue una mezcla de CO2 y Argón, una mezcla común en este tipo de procesos y es útil para realizar una soldadura en acero al carbono mediante transferencia por cortocircuito (como se explica en el siguiente numeral).

8. Con un esquema identifique el tipo de transferencia de metal que sucedió en la práctica (soldadura del cordón).

En el proceso de soldadura GMAW existen diferentes tipos de transferencia de metal dependiendo de los parámetros que variemos al momento de realizar el cordón, entre ellos tenemos la transferencia de rocío o “spray”, la transferencia globular y la transferencia por cortocircuito.

Como podemos apreciar en las fotografías, el cordón que se pudo realizar en la práctica corresponde al de transferencia por corto circuito. El metal no es transferido libremente a través del arco, sino que se deposita cuando la punta del electrodo toca el metal base. Los cortos circuitos producidos por el contacto del electrodo con el baño fundido ocurren con mucha regularidad, hasta 200 o más veces por segundo. El resultado final es un arco muy estable usando baja energía (inferior a 250 amperios) y bajo calor. El bajo calor reduce al mínimo la distorsión, deformación del metal y otros efectos metalúrgicos perjudiciales. Esta transferencia metálica se obtiene en presencia de dióxido de carbono (CO2) o con mezclas de argón y dióxido de carbono (Ar-CO2) como el gas de protección que usamos durante la realización de esta práctica.

A continuación se muestran esquemas de este tipo de transferencia tomados del manual de soldadura de INDURA:

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Mediante la realización de esta práctica hemos podido aprender sobre la formación de cordones usando el proceso GMAW.

Hemos reconocido los componentes y funciones del proceso GMAW. Aprendimos la importancia de mantener el “stickout” adecuado cuando realizamos soldadura

mediante el proceso GMAW. Se pudo observar las ventajas y desventajas que presenta este proceso frente a la soldadura

con SMAW. Se recomienda escoger adecuadamente el voltaje y los demás parámetros de soldadura antes

de realizar los cordones pues si no lo realizamos correctamente podemos provocar defectos en la placa; éstos pueden ser salpicaduras (como en nuestro caso) o inclusive se pueden formar grietas, porosidades o discontinuidades al no tomar en cuenta este tipo de precauciones.

Se debe tener cuidado con el manejo de la pistola, pues un descuido podría ocasionar accidentes en el laboratorio. Es importante recordar que cuando oprimimos el gatillo de la pistola, el gas y el electrodo empiezan a salir a través de la misma, y si éste toca la placa provocaremos que se cierre el circuito y se forme el arco. Si no estamos preparados para ello, corremos el riesgo de percibir dicho arco sin utilizar las gafas de protección y esto conlleva además otro tipo de peligros tanto para el soldador como para quienes están a su alrededor.

Es importante también escoger adecuadamente el electrodo con el cual vamos a trabajar, pues como pudimos observar durante la realización de esta práctica, al escoger un electrodo de mayor diámetro provocaremos que éste se trabe dentro de la tobera y tendremos que detener todo el proceso para poder dar solución a este inconveniente. A nivel industrial esto significaría pérdidas para la empresa y siempre debemos estar conscientes de este tipo de problemas para poder darles una oportuna solución.

BIBLIOGRAFÍA:http://www.angelfire.com/retro/chapa/Equipos%20de%20soldadura.htmhttp://www.slideshare.net/pandreacosta/savedfiles?s_title=soldadura-gmaw&user_login=rozurehttp://www.serchtemuco.cl/soldaduras/Proceso%20MIG.pdfProyecto de la Escuela Politécnica Nacional:http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/2641/1/CD-3322.pdf

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