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ESPECIFICACION TECNICA DE CALIDAD DE MATERIALESMUESTREO Y
PRUEBAS
ELECTRODOS Y VARILLAS PARAMETALIZAR SUPERFICIES.
RECOMENDACIONES DE USO.
( ELECTRODES AND BARS FOR SURFACESMETALLIZED)
P.4.0310.05
PRIMERA EDICIONMAYO 2001
SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROLLO PROFESIONALUNIDAD DE
NORMATIVIDAD TECNICA
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Primera Edicin P.4.0310.05: 2001 UNT
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
P R E F A C I O
Pemex Exploracin y Produccin (PEP) en cumplimiento del decreto
por el que se reforman, adicionan yderogan diversas disposiciones
de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin, publicado en el
DiarioOficial de la Federacin de fecha 20 de mayo de 1997 y con la
facultad que le confiere la Ley deAdquisiciones, Arrendamientos y
Servicios del Sector Pblico y la Ley de Obras Pblicas y
ServiciosRelacionados con las Mismas, expide la presente
especificacin tcnica, la cual aplica para electrodos yvarillas para
metalizar superficies.
Esta especificacin se elabor tomando como base la primera edicin
de la norma No.4.120.13emitida en 1978 por Petrleos Mexicanos, de
la que se llev a cabo su revisin, adecuacin yactualizacin, a fin de
adaptarla a los requerimientos de Pemex Exploracin y Produccin.
En la elaboracin de esta especificacin participaron:
Subdireccin de Regin Norte
Subdireccin de Regin Sur
Subdireccin de Regin Marina Noreste
Subdireccin de Regin Marina Suroeste
Direccin Ejecutiva del Proyecto Cantarell
Direccin Ejecutiva del Programa Estratgico de Gas
Subdireccin de Perforacin y Mantenimiento de Pozos
Coordinacin Ejecutiva de Estrategias de Exploracin
Auditora de Seguridad Industrial y Proteccin Ambiental
Subdireccin de Planeacin
Subdireccin de Administracin y Finanzas
Subdireccin de Tecnologa y Desarrollo Profesional
Unidad de Normatividad Tcnica
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
INDICE DE CONTENIDO Pgina
0.
Introduccin.............................................................................
31.
Objetivo...................................................................................
32.
Alcance....................................................................................
33.
Actualizacin...........................................................................
34. Campo de
aplicacin...............................................................
35.
Referencias.............................................................................
36.
Definiciones.............................................................................
47.
Referencias.............................................................................
48. Requisitos de
aceptacin........................................................
49. Requisitos de manejo
identificacin..................................... 1010.
Pruebas...................................................................................
1211.
Apndices...............................................................................
13
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
0. Introduccin.
Dentro de las principales actividades que se llevana cabo en
Pemex Exploracin y Produccin (PEP),se encuentran el diseo,
construccin, operacin ymantenimiento de las instalaciones
paraextraccin, recoleccin, procesamiento primario,almacenamiento,
medicin y transporte dehidrocarburos, as como la adquisicin
demateriales y equipos requeridos para cumplir coneficiencia y
eficacia los objetivos de la empresa.En vista de esto, es necesaria
la participacin delas diversas disciplinas de la ingeniera, lo
queinvolucra diferencia de criterios.
Con el objeto de unificar criterios, aprovechar lasexperiencias
dispersas, y conjuntar resultados delas investigaciones nacionales
e internacionales,Pemex Exploracin y Produccin emite a travs dela
Unidad de Normatividad Tcnica, estaespecificacin, con el objeto de
que se aplique enla utilizacin de electrodos y varillas para
metalizarsuperficies.
1. Objetivo.Este documento normativo tcnico establece
losrequerimientos mnimos para la aplicacin de losmtodos de prueba
para utilizar electrodos yvarillas en la metalizacin de
superficies.
2. Alcance.
Esta especificacin determina los requisitos paravarillas de
longitud recta, desnudas y recubiertasque se usan para metalizar
superficies con losprocesos de soldadura de oxiacetileno de arco
detungsteno protegido con gas, arco de carbono y dehidrgeno
atmico.
Esta especificacin tambin cubre los electrodosde longitud recta,
desnudos y revestidos que seusan para metalizar superficies, con el
proceso desoldadura de arco metlico protegido.
Nota:
No se ha hecho el intento de clasificar todos los metales
deaporte dentro de los lmites de alcance anterior.
Estaespecificacin cubre nicamente materiales de aporte que
tieneestandarizacin industrial aproximada y para los que hubodatos
tcnicos disponibles. Una lista de otros materiales deaporte
comnmente usados, se da en la Tabla A1 de Apndice.Se intenta
incluir en las ediciones de esta especificacin,muchos de estos
otros materiales de aporte.
3. Actualizacin.
A las personas e instituciones que hagan uso deeste documento
normativo tcnico, se solicitacomuniquen por escrito las
observaciones queestimen pertinentes, dirigiendo su
correspondenciaa:
Pemex Exploracin y Produccin.Unidad de Normatividad
Tcnica.Direccin: Baha de Ballenas # 5, 9 piso.Col. Vernica Anzures,
Mxico, D.F. C.P. 11300.Telfono directo: 55-45-20-35Conmutador
57-22-25-00, ext. 3-80-80.Fax: 3-26-54E-mail:
[email protected]
4. Campo de aplicacin.
Esta especificacin aplica en todas las reas quesupervisen y usen
electrodos y varillas parametalizar superficies en los equipos
yherramientas en donde influye el desgaste, metala metal. Para
usarse en las instalaciones dePemex Exploracin y Produccin.
5. Referencias.
No aplica por no existir Normas OficialesMexicanas sobre el
tema.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
6. Definiciones.
6.1 Resistencia de Tensin.- TensileStrength.- Se llama
resistencia de tensin alesfuerzo de tensin mximo que un material
escapaz de soportar. La resistencia de tensin secalcula con la
carga mxima registrada duranteuna prueba de tensin que se lleva
hasta la roturay la seccin transversal original del espcimen.
6.2 Lmite de fluencia.- Yield point.- Se llamalmite de fluencia
de un material al primer esfuerzo,menor que el esfuerzo mximo
necesario paraproducir un gran incremento de deformacin sinseguir
incrementando el esfuerzo. Se debe hacernotar que solamente los
materiales que presentanel fenmeno de cedencia, pueden tener un
lmitede fluencia.
Los aceros de alta velocidad, por ejemplo, sepueden obtener en
forma de alambre enrrolladopara tal uso, pero no hay seguridad de
obtener larigidez adecuada del alambre para ser alimentadoa travs
del equipo de soldadura. Sin embargo,algunos materiales de aleacin
a base de cobre sehan usado satisfactoriamente con este
proceso.
6.3 Lmite elstico.- Elastic limit.- Se llamalmite elstico al
esfuerzo ms grande que unmaterial es capaz de soportar, sin
dejardeformaciones permanentes despus de liberarlocompletamente de
dicho esfuerzo.
6.4 Resistencia de fluencia.- Yield Strength.-Se llama
resistencia de fluencia al esfuerzo sobreun material,
especficamente limitado paradesviarse de la proporcionalidad de los
esfuerzosy las deformaciones. Se expresa en trminos dedeformacin:
0.2 por ciento de la deformacin porel mtodo de desalojamiento 0.5
por ciento de ladeformacin por el mtodo de la extensin totalbajo la
carga.
7. Abreviaturas.
AWS American Welding Society.
8. Requisitos de aceptacin.
Parte 1.-Clasificacin y aceptacin.
8.1 Clasificacin.
8.1.1 Las varillas para metalizar superficies seclasifican a
base de su composicin qumica.
8.1.2 Los electrodos para metalizar superficiesse clasifican a
base de la composicin qumica delmetal depositado, con las
excepciones siguientes:
8.1.2.1 Los electrodos desnudos se clasifican abase de la
composicin qumica del electrodo.
8.1.2.2 Los electrodos revestidos de aleacin abase de cobre se
clasifican segn la composicinqumica del ncleo de alambre.
8.1.2.3 Toda varilla o electrodo comprendidos enuna clasificacin
no sern incluidos en otra.
8.2 Fabricacin.
8.2.1 Los metales de aporte pueden fabricarsepor cualquier mtodo
que rinda un productoconforme a los requisitos de esta
especificacin.
8.3 Aceptabilidad.
8.3.1 Opcin y a expensas del comprador,cualquiera o todas las
pruebas requeridas por estaespecificacin pueden usarse como base
para laaceptacin del metal de aporte.
8.4 Composicin qumica.
8.4.1 La composicin qumica de las varillas yelectrodos, o del
depsito de soldadura, debenajustarse a los requisitos sealados para
suclasificacin en las Tablas 1 y 2, respectivamente,tal como se
determina en (20) "Anlisis Qumicos".8.5 Uso.
8.5.1 Se prescribe una prueba descrita en laseccin para
demostrar la posibilidad de usar losmetales de aporte. Para poder
clasificarse bajoesta especificacin, los metales de aporte
deben
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
dar los siguientes resultados de uso en laspruebas a que se
sometan:8.5.1.1 Para varillas, el metal debe fluir fcil ylibremente
sobre la superficie de la placa, sinactividad excesiva y sin que
hierva.
8.5.1.2 Los electrodos deben depositarsesuavemente, sin salpicar
excesivamente y conestabilidad constante del arco, cuando se
usen
dentro de los rangos de corriente recomendadospor el fabricante.
La remocin de escoria se debehacer fcilmente con herramientas de
mano.
8.5.1.3 La superficie del cojincillo de prueba,despus de ser
esmerilada, debe estar libre dedefectos perjudiciales visibles a
simple vista.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
Tabla 1 Requisitos qumicos de las varillas para metalizar
superficies.
Clasifi-cacinAWS
Carbonopor
ciento
Manga-neso por
ciento
Cobaltopor
ciento
Tungte-no porciento
Nquelpor
ciento
Cromopor
ciento
Molibde-no porciento
Hierropor
ciento
Vanadiopor
ciento
Cobrepor
ciento
Aluminiopor
ciento
Zinc porciento
Siliciopor
ciento
Plomopor
ciento
Estaopor
ciento
Fsforopor
ciento
Total deotros
elemen-tos porciento
RFe5-A 0.7 a1.0
0.50 ... 5.0 a7.0
... 3.0 a5.0
4.0 a6.0
el resto 1.0 a2.5
... ... ... 0.50 ... ... ... 1.0
RFe5-B 0.5 a0.9
0.50 ... 1.0 a2.5
... 3.0 a5.0
5.0 a9.5
el resto 0.8 a1.3
... ... ... 0.50 ... ... ... 1.0
RFeCr-Al 3.7 a5.0
2.0a6.0
... ... ... 27.0 a35.0
... el resto ... ... ... ... 1.102.5
... ... ... 1.0
RCoCr-A 0.9 a1.4
1.00 el resto 3.0 a6.0
3.0 26.0 a32.0
1.0 3.0 ... ... ... ... 2.0 ... ... ... 0.50
RCoCr-B 1.2 a1.7
1.00 el resto 7.0 a9.5
3.0 26.0 a32.0
1.0 3.0 ... ... ... ... 2.0 ... ... ... 0.50
RCoCr-C 2.0 a3.0
1.00 el resto 11.0 a14.0
3.0 26.0 a33.0
1.0 3.0 ... ... ... ... 2.0 ... ... ... 0.50
RCuZn-E ... 0.30 ... ... ... ... ... 1.50 ... 56.0min.
0.01 el resto 0.040.25
0.05 2.00 a3.00
... 0.50
RCuSi-Ab ... 1.5c ... ... a ... ... 0.5 ... 94.0min.
0.01 1.5c 2.8 a4.0
0.02 1.5c a 0.50
RCcuAl-A2b ... ... ... ... ... ... ... 1.5 ... el resto 9.0
a11.0
0.02 0.10 0.02 ... ... 0.50
RCuAl-Bb ... ... ... ... ... ... ... 3.0 a4.25
... el resto 11.0 a12.0
0.02 0.10 0.02 ... ... 0.50
RCuAl-C ... ... ... ... ... ... ... 3.0 a5.0
... el resto 12.0 a13.0
0.02 0.04 0.02 ... ... 0.50
RCuAl-D ... ... ... ... ... ... ... 3.0 a5.0
... el resto 13.0 a14.0
0.02 0.04 0.02 ... ... 0.50
RCuAl-E ... ... ... ... ... ... ... 3.0a5.0
... el resto 14.0 a15.0
0.02 0.04 0.02 ... ... 0.50
RCuSn-Ab ... a ... ... a ... ... a ... 93.5min.
0.01 a 0.02 a 0.02 4.0 a6.0
0.10 a0.35
0.50
RCuSn-D ... ... ... ... ... ... ... ... ... 88.5min
0.01 a a ... 0.05 9.0 a11.0
0.10 a0.30
0.50
RCuSn-E ... ... ... ... ... ... ... ... ... el resto ... ... ...
14.0 a18.0
5.0 a7.0
0.30 a0.50
0.50
RNiCr-A 0.30 a0.60
... 1.50 ... el resto 8.0 a14.0
... 1.25 a3.25
2.00 a 3.00 por ciento boro ... 1.25 a3.25
... ... ... 0.50
RNiCr-B 0.40 a0.80
... 1.25 ... el resto 10.0 a16.0
... 3.00 a5.00
2.00 a 4.00 por ciento boro ... 3.00 a5.00
... ... ... 0.50
RNiCr-C 0.50 a1.00
... 1.00 ... el resto 12.0 a18.0
... 3.50 a5.50
2.50 a 4.50 por ciento boro ... 3.50 a5.50
... ... ... 0.50
Ver notas en la pgina siguiente:
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
NOTAS:
1) El anlisis debe hacerse para los elementos para los cualesse
muestran Ios valores especficos en la Tabla. Sin embargo,si se
indica la presencia de otros elementos en el curso de losanlisis de
rutina, deben hacerse anlisis posteriores paradeterminar que no se
exceden los lmites especificados para el"Total de Otros Elementos"
de la ltima columna de la Tabla.
2) Los valores simples mostrados son porcentajes mximos,excepto
donde se especifica de otra manera.
a) El "Total de Otros Elementos" incluyendo los
elementosmarcados con la nota (a), no debe exceder el
valorespecificado.
b) Se intenta que esta clasificacin AWS sea idntica a la
queaparece en la Especificacin para Varillas de Soldadura deCobre y
de Aleacin de Cobre, Designacin AWS A5.7 y en laespecificacin
P.4.120.07.
c) Pueden estar presentes uno o ms de estos elementosdentro de
los lmites especificados.
8.6 Mtodos de prueba.
8.6.1 Las pruebas prescritas deben ser comolas especificadas en
(17) Pruebas Requeridas" a(20) "Anlisis Qumicos".8.7 Repeticin de
pruebas.
8.7.1 Si la probeta empleada no essatisfactoria, pueden
repetirse las pruebas paraasegurar que los defectos no se originan
en elmetal base ni en la tcnica usada.
8.8 Mano de obra y acabado de electrodosdesnudos y varillas.
8.8.1 Las varillas y los electrodos desnudosdeben ser de calidad
uniforme y libres desegregacin, xidos, astillas, rebabas u
otrasirregularidades que alteraran su utilidad.
8.9 Electrodos revestidos.
8.9.1 La cubierta de los electrodos revestidos,de todos tamaos,
debe ser concntrica hasta elgrado en que la dimensin mxima del
ncleo,
ms una capa, no debe exceder la dimensinmnima del ncleo ms una
capa, por ms de 7 porciento de la dimensin mnima del ncleo ms
unacapa, para electrodos de ncleo de alambreforjado o en ms del 10
por ciento para electrodosde ncleo de alambre fundido, siempre que
enningn caso ocurra la "formacin de uas"2 durantelas soldadura. La
concentricidad debe medirse porcualquier mtodo adecuado.
2 Este trmino indica que el revestimiento del electrodo, en
elextremo del arco, est siendo consumido en forma
irregular,alrededor de la circunferencia del ncleo del alambre. En
vezde que el revestimiento permanezca simtrico respecto alncleo del
alambre, sale de este en forma muy parecida a lasuas
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
Tabla 2 Requisitos qumicos de las varillas para metalizar
superficies.
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EFe5-A 07 a1.0
0.50 ... 5.0 a7.0
... 3.0 a5.0
4.0 a6.0
el resto 1.0 a2.5
... ... ... 0.70 ... ... ... 1.0
EFe5-B 05 a09
0.50 ... 1.0 a2.5
... 3.0 a5.0
5.00 a9.5
el resto 0.8 a1.3
... ... ... 0.70 ... ... ... 1.0
EFe5C 0.3 a05
0.50 ... 1.0 a2.5
... 3.0 a5.0
5.0 a9.0
el resto 0.8 a1.2
... ... ... 0.70 ... ... ... 1.0
EFeMn-A 0.5 a0.9
11.0 a16.0
... ... 2.75 a6.0
0.50 ... el resto ... ... ... ... 1.3 ... ... 0.03 1.0
EFeMn-B 0.5 a0.9
11.0 a16.0
... ... ... 0.50 0.6 a1.4
el resto ... ... ... ... 0.3 a1.3
... ... 0.03 1.0
EFeCr-A1 3.0 a5.0
4.0 a8.0
... ... ... 26.0 a32.0
2.0 el resto ....
... ... ... 1.0 a2.5
... ... ... 1.0
EFeCr-A1 0.7 a1.4
2.0 el resto 3.0 a6.0
3.0 25.0 a32.0
1.0 5.0 ... ... ... ... 2.0 ... ... ... 0.50
ECoCr-B 1.0 a1.7
2.0 el resto 7.0 a9.5
3.0 25.0 a32.0
1.0 5.0 ... ... ... ... 2.0 ... ... ... 0.50
ECoCr-C 1.75 a3.0
2.0 el resto 11.0 a14.0
3.0 25.0 a33.0
1.0 5.0 ... ... ... ... 2.0 ... ... ... .050
ECuSid.e ... 1.5 ... ... b ... ... 0.5 ... el resto 0.01b b 2.8
a4.0
0.02b 1.5` ... 0.50
ECuAl-A2d,e
... ... ... ... ... ... ... 1.5 ... el resto 9.0 a11.0
0.02 0.10 0.02 ... ... 0.50
ECuAl-Bd,e
... ... ... ... ... ... ... 3.0 a4.25
... el resto 11.0 a12.0
0.02 0.10 0.02 ... ... 0.500.50.05
ECuAl-Cd ... ... ... ... ... ... ... 3.0 a5.0
... el resto 12.0 a13.0
0.02 0.04 0.02 ... ... 0.50
ECuAl-D ... ... ... ... ... ... ... 3.0 a5.0
... el resto 13.0 a14.0
0.02 0.04 0.02 ... ... 0.50
ECuAl-E ... ... ... ... ... ... ... 3.0 a5.0
... el resto 14.0 a15.0
0.02 0.04 0.02 ... ... 0.50
ECuSn-Ad,e
... b ... ... b ... ... b ... el resto 0.01b b b 0.02b 4.0
a6.0
0.10 a0.35
0.50
ECuSn-Cc ... b ... ... b ... ... b ... el resto 0.01b b b 0.02b
7.0 a9.0
0.05 a0.35
0.50
ECuSn-Ec ... ... ... ... ... ... ... ... ... el resto ... ...
... 14.0 a18.0
5.0 a7.0
0.30 a0.50
0.50
ENiCr-A 0.30 a0.60
... 1.50 ... el resto 8.0 a14.0
... 1.25 a3.25
... 2.00 a 3.00 por ciento boro 1.25 a3.25
... ... ... 0.50
ENiCr-B 0.40 a0.80
... 1.25 ... el resto 10.0 a16.0
.... 3.00 a5.00
... 2.00 a 4.00 por ciento boro 3.00 a5.00
... ... ... 0.50
ENiCr-C 0.50 a1.00
... 1.00 ... el resto 12.0 a18.0
... 3.50 a5.50
... 2.50 a 4.50 por ciento boro 3.50 a5.50
... ... ... 0.50
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
Notas: de la tabla 2:
1) El anlisis debe hacerse para los elementos para los cualesse
muestran los valores especficos en esta Tabla. Sin embargo,si se
indica la presencia de otros elementos en el curso de losanlisis de
rutina, debern hacerse anlisis posteriores paradeterminar que el
total de los dems elementos no excede delos lmites especificados
para "Total de Otros Elementos" en laltima columna de la tabla.
2) Los valores simples mostrados son porcentajes mximos,excepto
donde se especifica de otra manera.
a) Para electrodos desnudos, el anlisis dado es para elelectrodo
fabricado y para los electrodos revestidos, el anlisises para el
metal de soldadura depositado; excepto para loselectrodos
revestidos o de aleacin a base de cobre, para loscuales el anlisis
dado es para el alambre del ncleo desnudo.
b) El total de otros elementos, incluyendo los elementosmarcados
con la nota (b) al pie, no deben exceder al valorespecificado.
c) Este electrodo est disponible nicamente como electrododesnudo
de longitud recta.
d) Este electrodo tambin est disponible en la forma deelectrodo
desnudo enrrollado, para usarse por el proceso dearco metlico
protegido con gas (Electrodo consumible).e) Se intenta que esta
clasificacin AWS sea idntica que lamisma clasificacin que aparece
en la Especificacin paraElectrodos de Soldadura de Aleacin a base
de Cobre,Designacin AWS A 5.6 y en la Norma 4.120.06.
f) Pueden estar presentes uno o ambos de estos elementosdentro
de los lmites especificados.
8.9.2 La cubierta debe ser tal que no seafcilmente daada por el
manejo ordinario.
8.9.3 La cubierta debe ser tal que elcalentamiento del electrodo
durante la soldadurano cause burbujas perjudiciales o descascarado
dela cubierta dentro de los lmites de corrienterecomendados por el
fabricante.
8.9.4 El ncleo de alambre y las cubiertasdeben estar libres de
efectos que interfieran elrendimiento uniforme de los
electrodos.
8.10 Ncleo expuesto.
8.10.1 Los electrodos revestidos para soldaduramanual deben
estar desnudos o libres derevestimiento en una distancia
deaproximadamente 3/4 de pulg, pero no ms de11/4 de pulg., para
hacer contacto con el maneral.
8.10.2 El extremo del arco de los electrodosrevestidos debe
tener la punta desnuda parapermitir la formacin fcil del arco, en
una longitudque no debe exceder de 1/8 de pulg o el dimetrodel
ncleo del alambre, el valor menor.
8.11 Longitudes y tamaos estndar.
8.11.1 Las longitudes y tamaos estndar de lasvarillas deben ser
como se indica en la Tabla 3.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
Tabla 3. Tamaos y longitudes estndar de varillaForjado
FundidoClasificacin
AWSDimetro pulga Longitud pulg b Dimetro pulg.c Longitud pulg
b
RFe5-A 1/8 (0.125), 5/32 (0.156), 1/8 (0.125), 3/16
(0.188),RFe5-B 3/16 (0.188), (0.250), 14, 18, 28 1/4 (0.250), 5/16
(0.313), 8 a 14d
RFeCr-A1 5/16 (0.313), 3/8 (0.375), 3/8 (0.375)
RCoCr-A 1/8 (0.125), 3/16 (0.188),RCoCr-B 1/4 (0.250), 5/16
(0.313), 8 a 14dRCoCr-C 3/8 (0.375)
RCuZn-E ....... (0.250), 3/8 (0.375) 36 ... ...
RCuSi-ARCuSn-A 3/32 (0.094), 1/8 (0.125). ...RCuSn-D 5/32
(0.156), 3/16 (0.188), 36 ...RCuAl-A2 1/4 (0.250)
RCuAl-ARCuAl-C ...RCuAl-D 1/8 (0.125), 5/32 (0.156), 36
...RCuAl-E 3/16 (0.188), (0.250),
RCuZn-E ....... ... ... 1/4 (0.250), 5/16 (0.313), 12 a 181/2
(0.500)
RNiCr-ARNiCr-B ........ .... ... 3/16 (0.188), (0.250), 8 a
14
RNiCr-C 5/16 (0.313), 3/8 (0.375)
a) Los dimetros no deben variar mas de + 15 por ciento del
dimetro nominalb) Las longitudes no deben variar respecto al
estndar mas de lo siguiente:
28 pulg. y ms cortas............................. + pulg36
pul.................................................... + 3/8
pulg
c) Los dimetros no deben variar mas de que + 1/32 de pulg de
dimetro nominal.d) Se pueden surtir longitudes ms cortas, siempre
que no mas del 20 por ciento de cualquier lote este debajo de la
longitud estndar y que ninguna de
las varillas sea mas corta que las siguientes longitudes mnimas:
6 pulg para tamao de 1/8 y 3/16 de pulg 7 pulg para tamaos de de
pulg y 8pulg para tamaos de 5/16 y 3/8 de pulg.
8.11.3 Las longitudes y tamaos estndar de loselectrodos deben
ser como lo indican la Tabla 4.
9. Requisitos de manejo e identificacin.9.1 Empaque.
9.1.1 Las varillas y electrodos debe serempacados adecuadamente,
para protegerloscontra dao durante su manejo, su embarque obajo
condiciones normales de almacenamiento enseco, en paquetes de 5,
10, 25, 50, 60 100 lb. depeso neto.
9.2 Marcas.
9.2.1 Todos los paquetes deben estarlegiblemente marcados o
etiquetados con lasiguiente informacin:
9.2.1.1 Clasificacin y nmero de especificacin.
9.2.1.2 Nombre del proveedor y marca industrial.
9.2.1.3 Tamao, peso neto, para metales deaporte forjado,
longitud.9.2.2 Todos los paquetes de metal de aporte, otodas las
unidades empacadas individualmentedentro de paquetes mayores, deben
llevar el
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
siguiente marbete de precaucin, como mnimo,prominentemente
expuesto en tipo de letra legible:
Tabla 4. Tamaos y longitudes estndar para electrodos
Ncleo de alambre forjado Ncleo de alambre fundidoClasificacinAWS
Dimetro pulg
a Longitud pulgb Dimetro pulgc Longitud pulgEFe5-AEFe5-B 1/8
(0.125), 5/32 (0.156), 1/8 (0.125) ..................... 8 a
14dEFe5-C 3/16 (0.188), (0.250), 14, 18, 28 3/16 (0.188),
(0.250).EFeMn-A 5/16 (0.313) 5/16 (0.313), 3/8 (0.375) 10 a
14dEFeCr-A1
ECoCr-AECoCr-B ... ... 3/16 (0.188), (0.250),ECoCr-C 5/16
(0.313), 3/8 (0.375), 10 a 14 d
ECuSiECuAl-A2 ...ECuAl-B 3/32 (0.094)ECuAl-C 1/8 (0.125), 5/32
(0.156), 11ECuAl-D 3/16 (0.188) 14ECuAl-E 1/4 (0.250) 18EcuSn-A
...ECuSn-C
ECuSn-E .... ... 1/4 (0.250), 5/16 (0.313).1/2 (0.500) 12 a
18
ENiCr-AENiCr-B .... ... 3/16 (0.188), (0.250),ENiCr-C 5/16
(0.313), 3/8 (0.375), 8 a 14
a) Los dimetros no deben variar del nominal mas de lo
siguiente:b) Electrodos de nucleo de alambre forjado:
5/32 de pulg. y menores en diametro............................
b 0.003 pulgmenores de 5/32 pulg. de
diametro.............................. + 0.0004 pulgLos diametros
dados son para nucleo de alambre para electrodos revestidos.
c) Las longitudes del alambre forjado no deben variar mas de +
1/4 de pulg de la longitud nominal:d) Los dimetros no deben variar
mas de + 1/32 de pulg. del dimetro nominal.e) Pueden proporcionarse
electrodos del nucleo de alambre de longitudes mas cortas, siempre
que no mas de 20 por ciento de cualquier lote este
debajo de la longitudy estandar que ninguno de los electrodos
sea mas corte que las longitudes minimas siguientes: 6 pulg para
tamao de 1/8 y3/16 de pulg 7 pulg para tamaos de 1/4 de pulg y 8
pulg. para tamaos de 5/16 y 3/8 de pulg.
PRECAUCIONLA SOLDADURA PUEDE PRODUCIR HUMOS YGASES PELIGROSOS A
LA SALUD.EVITE LA INHALACION DE ESTOS HUMOS YGASESUSE VENTILACION
ADECUADA.CONSULTE ELESTANDAR USA Z49.1"SAFETY IN WELDING AND
CUTTING"PUBLICADO POR LA AMERICAN WELDINGSOCIETY.La publicacin de
la National Electrical Manufacturers, "Standar forldentification of
Arc-Welding Electrodes", contiene requisitos similarespara la
Impresin de electrodos.
9.3 Identificacin del metal de aporte.
9.3.1 Todos los electrodos revestidos debenidentificarse de
acuerdo con lo siguiente:
9.3.1.1 Por lo menos un impreso legible de laclasificacin AWS
del electrodo, debe marcarsesobre el revestimiento, tan cerca como
seaprctico, dentro de las primeras 2 1/2 pulg. dedonde principia el
revestimiento por el extremo desujecin del electrodo.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
9.3.1.2 Los nmeros y letras de la clasificacinimpresa del
electrodo deben ser de imprenta, desuficiente tamao para poderse
leer.
9.3.1.3 La tinta usada para la impresin debeproporcionar
suficiente contraste con elrevestimiento del electrodo, para que
los nmerosy letras de la clasificacin del electrodo puedansoldadura
normal.
9.3.1.4 El prefijo E de la clasificacin delelectrodo debe
omitirse en la impresin sobre elrevestimiento.
9.3.2 Todas las varillas y electrodos desnudossobre 5/32 de pulg
de dimetro deben marcarsecon la clasificacin o con un cdigo de
coloradecuado, cuya explicacin debe estar incluidacon el metal de
aporte.
9.4 Garanta.
9.4.1 El fabricante debe garantizar que losmetales de aporte en
todos los tamaos yclasificaciones se ajusten a esta especificacin,
laresponsabilidad del fabricante debe limitarse areemplazar todo
metal de aporte que no cumplalos requisitos de esta
especificacin.
10. Pruebas.
Parte 2 Detalles de pruebas.
10.1 Pruebas requeridas.
10.1.1 Las pruebas especificadas en (5)"Composicin Qumica" y en
(6) "Uso", debenhacerse de acuerdo con los requisitos de
(19)"Pruebas de Uso" y de (20) "Anlisis Qumico.Todos los detalles
de prueba deben estarconforme a los requisitos de la Parte 2.
10.1.2 Las pruebas de uso pueden hacerse envarillas y electrodos
de cualquier tamao.10.1.3 El anlisis qumico puede hacerse
envarillas y electrodos de cualquier tamao.
10.2 Material para placas de prueba.
10.2.1 El metal base para las pruebas de uso yanlisis qumicos
debe estar conforme al Grado A
de las Especificaciones para Placas, de Acero alCarbono de
Resistencia Baja e Intermedia a laTensin, de Calidad para Bridas y
Hogar deCalderas. (Designacin ASTM: A 285 Tomo 4).10.3 Prueba de
uso.
10.3.1 Debe prepararse un cojincillo de pruebasegn las tcnicas,
posicin y factores queespecifica el fabricante.
10.3.2 La superficie del cojincillo debe estaresmerilada, lisa y
limpia, despus de lo cual lasuperficie debe examinarse
visualmente.
10.4 Anlisis qumico.
10.4.1 Anlisis qumico de varillas de soldadura,electrodos
desnudos y electrodos de aleacin decobre, revestidos.
10.4.1.1 Para efectuar los anlisis qumicosprescritos debe
obtenerse una muestra, adecuaday suficiente para repetir las
pruebas, si esnecesario, de varilla o de electrodo desnudo.
10.4.2 Anlisis Qumico de electrodosrevestidos.
10.4.2.1 Todo el revestimiento de la superficie delcojincillo
para anlisis qumico debe hacerse enposicin por arriba.
10.4.2.2 Para los electrodos revestidos, elcojincillo de prueba
debe estar terminado comomuestra en la Fig. 1 usando los
procedimientos desoldadura especificados por el fabricante
respectoa factores que no se abarcan aqu. Debe0utilizarse la mayor
longitud posible del electrodorevestido, dejando un resto que no
exceda de 1 3/4de pulg del largo total del electrodo.
10.4.2.3 Se debe quitar y desechar la superficiesuperior del
cojincillo de prueba y debe extraersepor un medio apropiado una
muestra adecuada demetal de aporte, suficiente para repetir la
prueba,si es necesario. Puede usar tratamiento trmicoposterior para
ablandar el cojincillo de prueba yfacilitar la extraccin. El metal
para la muestra nodebe extraerse a una distancia menor de 1/4
depulg del metal base. No debe aplicarse aceite niotro lubricante
cuando se extraiga la muestra.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
10.4.2.4 El anlisis qumico puede hacerse porcualquier mtodo
acordado entre fabricante ycomprador.
11. Apndice.
11.0 Gua para la clasificacin AWS de loselectrodos y varillas.
Recomendaciones de uso.
11.1 Introduccin.
11.1.1 Esta gua se agrega a la especificacincomo una fuente de
informacin; no es obligatoriay no forma parte de la
especificacin.
11.1.2 Se intenta que la misma especificacinproporcione a,
fabricante y comprador, un mediode control de produccin y una base
de aceptacinmediante requisitos estndar de sanidad,mutuamente
aceptados.
11.1.3 Esta gua se ha preparado como unaayuda para los usuarios
de varillas y electrodoscubiertos por esta especificacin, para
determinarla clasificacin de metal de aporte ms adecuadapara una
aplicacin particular, con debidaconsideracin de los requisitos
particulares paraesa aplicacin.
11.1.4 El sistema para identificar lasclasificaciones de
varillas y electrodos empleadosen esta especificacin sigue el patrn
estndarempleado en otras especificaciones AWS parametales de
aporte. La letra E al principio de cadaclasificacin indica un
electrodo y la letra R, unavarilla. las letras inmediatamente
despus de la Eo de la R son los smbolos qumicos para loselementos
principales en la clasificacin. As, CoCres aleacin de
cobalto-cromo, CuZn es aleacin de
cobre-zinc; etc. Donde se incluye ms de unaclasificacin en un
grupo bsico, las clasificacionesindividuales en el grupo se
identifican por letras A,B, C, etc., como en E CuSn-A. Una
subdivisinposterior se hace usando un 1, 2, etc., despus dela ltima
letra, como el 2 en ECuAl-A2.
11.1.5 Los metales de aporte pararevestimientos de superficies
se muestran en laTabla A1.
11.1.6 La correlacin entre las antiguasdesignaciones y las
nuevas clasificacionesamparadas por esta especificacin se indican
en laTabla A2.
11.1.7 Ventilacin durante la soldadura.
11.1.7.1 Los tres factores mayores en lasoldadura de arco y de
gas que gobiernan lacantidad de contaminacin a la que pueden
estarexpuestos los soldadores, son:
11.1.7.1.1Las dimensiones del lugar en el que seva hacer la
soldadura, con especial consideracina la altura del techo.
11.1.7.1.2EI nmero de soldadores.
11.1.7.1.3 La posible produccin de humos, gaseso polvos
peligrosos, de acuerdo con los metalesinvolucrados.
11.1.7.2 El Estndar U.S.A.Z 49.1, " Safety inWelding and Cutting
" establece la ventilacin que
depositadoMetal
Metalbase
1
1
1
Fig .1 Cojincillo de prueba para anlisis quimico
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
se requiere durante la soldadura y se debeconsultar para mayores
detalles. Se da especialatencin a la Seccin 8 Proteccin de la Salud
yVentilacin".Metales de aporte de acero de alta velocidadRFe5 y
EFe5.
11.2.1 Introduccin y aplicaciones.
11.2.1.1 Las varillas RFe5 y los electrodos EFe5han probado ser
muy populares para aplicacionesque requieren dureza a temperaturas
de servicioarriba de 1100F y tambin tenacidad y resistenciaal
desgaste. Estos metales de aporte sonesencialmente aceros de alta
velocidad,ligeramente modificados para aplicaciones
desoldadura.
11.2.1.2 Las tres clasificaciones sonaproximadamente
intercambiables, excepto que elFe5-A y el Fe5-B (con alto carbono)
son msapropiados para aplicaciones de corte ymaquinado (mantienen
el filo de las herramientas);el Fe5-C (con ms bajo carbono) es
msapropiado para trabajar en caliente y paraaplicaciones que
requieran tenacidad o resistencia.Algunas aplicaciones tpicas de
revestimiento sehacen en herramientas de corte, hojas de
corte,escariadores, matrices de embutir, matrices decizalla, guas,
tenazas de lingote, tarrajas y otrasherramientas similares.
11.2.2 Dureza.
A1.2.2.1 La dureza Rockwell de los metales deaporte soldados est
en el rango de C 55 a C 60.En donde se requiera una operacin
demaquinado, la dureza puede reducirseaproximadamente a C 30, por
un tratamiento derecocido.
11.2.3 Dureza en caliente.
11.2.3.1 La dureza a elevadas temperaturas(dureza en caliente)
es una propiedad muyImportante para los depsitos soldados de
esosmetales de aporte. El tungsteno y el molibdeno sonprobablemente
los elementos que ms influyenpara obtener esta propiedad. Debido al
grantamao de sus tomos y a su baja velocidad dedifusin, los
carburos no se funden, sino que
permanecen en pequeas partculas. Atemperaturas superiores a
1100F, la durezaRockwell C 60 disminuye con mucha
lentitud,aproximadamente a C 47 (448 Brinell). Atemperaturas
mayores disminuye msrpidamente. A 1200F, la dureza Rockwell
esalrededor de C 30 (283 Brinell) (1)5.11.2.4 Impacto.
11.2.4.1 Los metales de aporte Fe5 como metaldepositado,
nicamente pueden soportar unimpacto mediano sin romperse. Despus
deltemplado, se incrementa apreciablemente laresistencia al
impacto.
11.2.5 Resistencia a la oxidacin.
11.2.5.1 Los depsitos de metales de aporte Fe5,debido al alto
contenido de molibdeno se oxidanrpidamente. Cuando se requieran
tratamientostrmicos, debe usarse una atmsfera no oxidantedel horno,
un bao de sal o un recubrimiento debrax para evitar la
descarburizacin.
11.2.6 Resistencia a la corrosin.
11.2.6.1 El metal de aporte Fe5 puede resistircorrosin
atmosfrica, pero no es efectivo para darresistencia a la corrosin
en lquidos.
/RV Q~PHURV FRQ OHWUD GH LPSUHQWD HQWUH SDUpQWHVLV LQGLFDQ
UHIHUHQFLDV OLVWDGDV DO ILQDO GH HVWH DSpQGLFH
11.2.7 Abrasin.
11.2.7.1 La resistencia de estos metales de aportedepositados,
contra la abrasin por alto esfuerzo atemperaturas al abrigo, es
mucho mejor que la delacero de bajo carbono pero estos metales no
seconsideran aleaciones de alta resistencia a laabrasin. La
resistencia contra la deformacin aelevadas temperaturas, arriba de
1100F, es surasgo ms sobresaliente y esto puede ayudar a
laresistencia contra la abrasin en caliente.
Tabla A1-Metales de aporte para metalizarsuperficies.
I Ferrosos.
A Aleaciones que se pueden endurecer
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
1 Aceros al carbonoa) Bajo (0.19 por ciento C mx.)b) Medio
(0.20-0.60 por ciento C)c) Alto ( 0.61-1.50 por ciento C)2 Aceros
de baja aleacina) Bajo carbonob) Medio carbonoc) Alto carbonod)
Tipos de hierro colado3 Aceros de aleacin mediaa) Carbono mediob)
Alto carbonoc) Tipos de hierro colado4 Aleaciones medias y altasa)
Bajo carbonob) Medio carbonoc) Alto carbonod) Tipos de hierro
colado (1.5 por ciento C mn.)5 Aceros de alta velocidadB Aceros
austenita1 Cromo y Cr-Nia) Bajo carbonob) Alto carbono bajo nquele)
Alto carbono alto nquel2 Alto manganesoC Austenita usualmente no se
trata trmicamente1 Hierro al alto cromo2 Hierro de alta aleacina)
Por ciento de carbono 1.7b) Por ciento de carbono 2.5c) Muy alta
aleacinII Aleaciones a base de cobaltoA Baja aleacinB Alta
aleacinIII CarburosA InsertosB CompuestosC PolvoIV A base de cobreA
Cobre-ZincB Cobre-SilicioC Cobre-AluminioV A base de nquelA
Nquel-cobre (Monel)
B Nquel-cromo (Nicromo)C Nquel-cromo-tungsteno-molibdeno
(Hasteloy)D Nquel-cromo-boro
Tabla A2
Clasificacin AWS Antigua
designacinFe5.........................................................
1A 5FeMn......................................................
1B2FeCr.......................................................
1C1CoCr-A...................................................
11ACoCr-C...................................................
11BCuZn.......................................................
1VACuSi........................................................
1VBCuAl.......................................................
1VCNiCr........................................................
VB
11.2.8 Desgaste de metal a metal ypropiedades mecnicas en la
compresin.
11.2.8.1 Los depsitos de metales de aporte deFe5 son apropiados
para el desgaste de metal ametal, especialmente a elevadas
temperaturas.Tiene bajo coeficiente de friccin y capacidad
paraadquirir un gran pulimento y retener su dureza aelevadas
temperaturas. La resistencia a lacompresin es muy buena y disminuye
o aumentacon la temperatura del temple usado.
11.2.9 Maquinado.
11.2.9.1 Estos metales de aporte, despus dedepositarse, a menudo
tienen que ser recocidospara operaciones de maquinado. Para
podermaquinarlos, cuando estn totalmente recocidos,se tasan a 65,
comparndolos con el acero paraherramientas de 1 por ciento de
carbono el cultiene una tasa de 100. La dureza total
puederecuperarse por procedimientos de tratamientotrmico discutidos
aqu.
11.2.10 Identificacin.
11.2.10.1Los metales de aporte EFe5, cuandoestn endurecidos o se
depositan, son altamentemagnticos. Cuando se prueban a la chispa,
danuna corriente muy pequea y delgada de chispasde aproximadamente
60 pulg. de largo. Cerca de larueda de esmeril, la chispa es roja;
en el extremo,es color paja. El tipo de chispa es No. 7 (2).
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
11.2.11 Metalografa ( 1) ( 3).11.2.11.1Los metales de aporte
Fe5, cuando estndepositados, contienen martensita
tetragonal,austenita retenida altamente aleadas y carburoscomplejos
sin disolver. El molibdeno se ha usadopara reemplazar al tungsteno
encontrado enmuchos aceros de alta velocidad paraherramientas,
tales como el grado18-4-1 (18 porciento tungsteno, 4 por ciento
cromo y 1 por cientovanadio). El molibdeno forma el mismo tipo
decarburo doble complejo con el hierro y el carbonoque el
tungsteno. Siendo el molibdeno un elementode peso atmico menor que
el tungsteno(aproximadamente la mitad) cuando se agrega enel mismo
por ciento en peso producir el doble detomos de elementos aleados
en el acero. Estoparece ser una razn parcial para el hecho de que1
por ciento de molibdeno pueda sustituirse poraproximadamente 2 por
ciento de tungsteno.
11.2.11.2Se acostumbra, fijar el con tenido decarbono del acero
de alta velocidad entre lmitesestrechos. El carbono tan bajo como
0.5 porciento, no permite dureza mxima, por la presenciade
cantidades apreciables de ferrita. A medida queel carbono aumenta,
la dureza con enfriamientoaumenta por la ausencia de ferrita y
porincrementarse la cantidad de carbono disuelto enla austenita. El
cromo est presente en estedepsito de 3.0 a 5.0 por ciento, ya que
steparece estar en la proporcin correcta para elmejor arreglo entre
dureza y tenacidad. En unincon el contenido de carbono el cromo es
elprincipal responsable del gran endurecimiento deeste depsito.
11.2.12 Tratamiento trmico (1).11.2.12.1Un resumen de datos de
tratamientotrmico, se esboza como sigue:
11.2.12.2Precalentamiento. Se acostumbraemplear
precalentamiento, a pesar de que enalgunos casos esto no se
requiere. Cuando se usaprecalentamiento, el mnimo es 300F.
11.2.12.3Recocido (1550F a 1650F). Estetratamiento es aplicable
nicamente cuando loexigen los requisitos de maquinado.
11.2.12.4Endurecimiento. Necesario nicamente siuna parte ha sido
recocida para maquinado.Precalentamiento. De 1300 a
1500F.Endurecimiento. De 2200 a 2250F, enfriamientocon aire o con
aceite.Doble temple. 1025F, 2 horas, aire fro atemperatura al
abrigo, 1025F, 2 horas, aire fro atemperatura al abrigo.
11.2.12.5Debido al alto contenido de molibdeno enesos metales de
aporte, los depsitos desoldadura son susceptibles de descarburacin
aaltas temperaturas. Consecuentemente, en eltratamiento trmico y en
el recocido debe tenersecuidado de evitar la descarburacin.
11.2.13 Caractersticas de la soldadura.
11.2.13.1El procedimiento de aplicacin demetales de aporte Fe5
es semejante al empleadocon otros materiales para metalizacin. La
piezadebe limpiarse cuidadosamente de cualquiermaterial extrao,
previamente a la soldadura.Todo material roto o descascarado debe
quitarse,asegurando as una fusin sana del metal deaporte y del
metal base.
11.2.13.2Las instrucciones precisas parasoldadura dependen del
trabajo especfico y delproceso de soldadura que se va a emplear.
Apesar de que generalmente se recomienda elprecalentamiento, no se
tiene que utilizar ste entodas las aplicaciones, ya que depende de
laforma, tamao y composicin de la parte porrevestir. A veces se
emplea el martillado a cadapaso despus de depositado, para
reduciresfuerzos en el conjunto de partes soldadas.Electrodos de
acero austenita al manganesoEfeMn.
11.3.1 Introduccin y aplicaciones.
11.3.1.1 Las dos clasificaciones de electrodosEFeMn son
substancialmente equivalentes,excepto que la resistencia de
fluencia de losdepsitos de la soldadura EFeMn-B es mayor quela de
los EFeMn-A. Para el trabajo de riel de va, elmayor rendimiento se
considera una ventaja.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
11.3.1.2 Las aplicaciones de metalizacin conelectrodos EFeMn ms
apropiados, son lasrelacionadas con el desgaste de metal a metal
ycon el impacto, en donde la calidad deendurecimiento del trabajo
del depsito llega a seruna ventaja mayor. Las operaciones de
trituracinde rocas suaves, como la roca caliza y la dolomita,tambin
pueden beneficiarse con tal proteccin.Segn pruebas de laboratorio,
la abrasin porpartculas de cuarzo angular no parece alterarsepor el
trabajo de endurecimiento del acero almanganeso. Un servicio severo
de abrasin concuarzo se trata mejor empleando acero almanganeso
como material base duro yrevistindolo con hierro martensta.
Bajocondiciones de muy grandes esfuerzos, como lasde una mordaza
trituradora, la experiencia puededemostrar que todos los metales
resistentes aldesgaste, excepto al acero al manganeso, sondemasiado
quebradizos. La proteccin superficialpasa entonces a ser un asunto
muy comn dereemplazar metal gastado con metal de aporteEFeMn.
Los cruceros y pasos de ferrocarril tambin serestauran de este
modo. Las reas amplias, comoen las trituradoras y en las palas
mecnicas,generalmente se protegen con una combinacin dedepsitos de
soldadura y barras de metal deaporte de acero al manganeso, ya sean
planas oredondas, soldadas en el lugar. Tal proteccinpuede
aplicarse quiz hasta 3 pulg de espesor ycasi representa el lmite
superior del espesor delos mtodos de proteccin superficial
comunes.
11.3.2 Dureza.
A1.3.2.1 La dureza normal de estos depsitos desoldadura es de
170 a 230 BHN, pero esto esengaoso, ya que muy pronto se endurecen
hasta450 a 550 BHN.
11.3.3 Dureza en caliente.
11.3.3.1 El recalentamiento entre 500 y 600Fpuede provocar una
seria fragilidad As, la durezaen caliente no es una propiedad que
puedaexplorarse.
11.3.4 Impacto.
11.3.4.1 Los electrodos EFeMn, depositados,generalmente se
consideran materiales deingeniera sobresalientes para servicio de
impactopesado.
11.3.5 Resistencia a la oxidacin y a lacorrosin.
11.3.5.1 El metal de aporte EFeMn no esresistente a la oxidacin
ni a la corrosin. En esteaspecto, es similar a los aceros al
carbonoordinarios.
11.3.6 Abrasin.
11.3.6.1 La resistencia a la abrasin al alto y bajoesfuerzo de
abrasin es mediocre contra abrasivosduros, como el cuarzo.
11.3.6.2 Factor de Abrasin de Arena de CuarzoMojada: 0.75 a 0.85
(contra 1.00 del acero S.A.E.1010).11.3.6.3 Factor de Erosin de
Arena de cuarzoSeca: 0.41 a 0.56 (contra 1.00 del acero
S.A.E.1020).11.3.6.4 La suposicin de que la resistencia a laabrasin
aumenta con la dureza, no ha sidoconfirmada con pruebas
cuidadosamentecontroladas, usando cuarzo como abrasivo.
11.3.7 Desgaste de metal a metal ypropiedades mecnicas en la
compresin.
11.3.7.1 La resistencia al desgaste de metal ametal
frecuentemente es excelente. La resistenciade fluencia que hay en
compresin es baja, perocualquier deformacin por compresinrpidamente
la aumenta hasta que el escurrimientoplstico cesa. Este
comportamiento es una ayudaen situaciones para batir, golpear y
chocar.
11.3.8 Maquinado.
11.3.8.1 El maquinado es muy difcil conherramientas y equipo
comunes; las superficiesacabadas usualmente estn esmeriladas.
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DE USO.
11.3.9 Identificacin.
11.3.9.1 Debido a la inusitada respuesta del metalde aporte
EFeMn al calentamiento, es muyimportante una correcta identificacin
antes desoldar. Por lo general basta un pequeo imn y undisco de
esmeril, puesto que una superficie limpiay esmerilada
sustancialmente es no-magntica ylas chispas del esmerilado son
abundantes, encontraste con los aceros inoxidables nomagnticos. El
tipo de chispa es No. 8.
11.3.10 Metalografa.
11.3.10.1 El principal constituyente de losdepsitos de soldadura
EFeMn es austenita, laforma no magntica de hierro que puede
contenerbastante carbono en solucin slida. La austenitaque est casi
saturada con carbono esresponsable de las propiedades de estos
metalesde aporte.
11.3.10.2 La austenita no es completamenteestable, arroja algo
de carbono a temperaturasintermedias o durante la deformacin. Esta,
tomaforma de carburos de hierro y manganeso comopartculas finas,
como pelcula en los lmites delgrano, como placas planas,
quebradizas, y comoperlita. La precipitacin de carburo en
cualquierade esas formas acarrea el aumento de la dureza
yfragilidad. La deformacin (trabajo deendurecimiento por
trituracin, etc.) eleva la durezams efectivamente con la mnima
prdida detenacidad. Es indispensable la precipitacin decarburo,
motivada por el enfriamiento lento desdeel rango austenita completo
o por calentamiento dela estructura dura.
11.3.10.3 La estructura dura normal del acero almanganeso se
produce en la fabricacin porenfriamiento con agua, arriba de los
1800F. losdepsitos de soldadura dependen de lascomposiciones
modificadas a casi esta tenacidaddespus de enfriamiento con aire
desde el calor dela soldadura.
11.3.11 EFeMn-A (Nquel-manganeso).11.3.11.1Las adiciones de
Nquel al acero almanganeso grado estndar, producen cambios
noaparentes en la resistencia de fluencia, pero hay
una tendencia precisa a mayor elongacin a latensin (7). La
velocidad de enfriamiento es quizmenos crtica pero el enfriamiento
es annecesario para obtener la mxima tenacidad.
11.3.11.2Un contenido ms bajo de carbono esmucho ms efectivo
para dar tenacidad sinenfriamiento. En tanto que el nquel
agregadoparece prevenir la tenacidad intrnseca ms bajadel 12 por
ciento exacto de los aceros almanganeso con bajo carbono, una
aleacin de0.50 a 0.90 por ciento de carbono y alrededor de 3a 5 por
ciento de nquel ha llegado ha ser popularpara electrodos de
soldadura. Esta aleacinmuestra mayor resistencia a la fragilidad
desde elrecalentamiento a 800F, que el grado estndar.
11.3.12 EFeMn-B (Molibdeno-manganeso).11.3.12.1 La adicin de
molibdeno al acero almanganeso tiende a elevar su resistencia
defluencia. Como el nquel, esto aumenta latenacidad a los tipos de
bajo carbono y puedeusarse intercambindolo para fabricar un
electrodosatisfactorio. Ya sea aproximadamente 3 a 5 porciento de
nquel o de a 1 por ciento demolibdeno estabilizarn la resistencia
de tensindel tipo bajo de carbono, cerca del nivel estndarde
120,000 lbs/pulg2, Despus del tratamientotrmico.
La elongacin asociada con a 1 por ciento demolibdeno no es tan
alta, pero tiene unaresistencia de fluencia mayor, que la
compensa.Los depsitos de los electrodos EFeMn-B hanfuncionado a
satisfaccin en aplicaciones tanexactas como los cambiavas y
cruceros deferrocarril, en donde las piezas de fundicindesgastadas
hacia abajo son reconstrudas condepsitos de soldadura
molibdeno-manganeso.
11.3.13 Tratamiento trmico.
11.3.13.1 Los depsitos de soldadura usualmenteno son tratados
trmicamente, puesto que losmetales de aporte se fabrican para ser
resistentesal aire . Sin embargo, en ocasiones, puede
seraconsejable tratar trmicamente un conjunto departes soldadas
para restaurar la tenacidad de unabase de manganeso quebradiza por
demasiadorecalentamiento. El enfriamiento con agua,despus de dos
horas, a 1850F, por lo general, es
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DE USO.
suficiente para este propsito. El depsito desoldadura debe estar
libre de grietas si se hacesto; de otra manera, la oxidacin de las
grietaspuede causar dao estructural considerable ycancelar los
beneficios del tratamiento trmico detenacidad.
11.3.14 Caractersticas de la soldadura.
11.3.14.1 Si el metal de aporte EFeMn se depositaen acero al
carbono o en acero de baja aleacin, lazona de transicin puede estar
demasiado baja enmanganeso y desarrollar una estructura
demartensta, la cual, debido a la fragilidad, puededescascarar al
depsito de soldadura.Generalmente el uso de una capa superpuesta
deacero austenta al manganeso para resistencia a laabrasin no se
recomienda, siendo mssatisfactorio un endurecimiento de acero con
aire,o un hierro martensta.
11.3.14.2 El acero al manganeso es tan popularcontra el desgaste
por golpeo de metal a metalque, a pesar de lo dicho, se ha
observado que daservicio considerable usado como capasuperpuesta
sobre aceros al carbono. Por muchosaos se ha usado como capas
superpuestas sobregrandes collares de acoplamiento de
aceras,piones, pernos y otros artculos que trabajan bajofuertes
cargas de impacto ( 8 ). Se ha observado elagrietamiento, pero
desde que las capas decontacto estn encerradas, se evitan los
bordes ofilos bajo mucha tensin, y quiz debido alcontacto de
grandes superficies, la tcnica deproteccin de superficies se ha
consideradosatisfactoria. Se recomendaron cuatro capassuperpuestas
de acero al manganeso.
11.3.14.3 No todos los usuarios de esteprocedimiento pueden ser
tan afortunados paraevitar problemas de la quebradiza zona de
fusin.Un modo de evitar el agrietamiento esembadurnar el acero al
carbono con una capa deacero inoxidable austenta. Esta se combina
biencon aceros al carbono de baja aleacin, y almanganeso, sin
formar estructuras quebradizas. Elmetal de aporte EFeMn puede ser
soldadoentonces arriba del depsito de acero inoxidable,sin
sacrificar la tenacidad de la austenta.
11.3.14.4 Frecuentemente se usan los electrodosdesnudos EFeMn.
Con suficiente energa sepueden producir soldaduras aceptables y las
altasvelocidades al soldar se consideran una ventaja.Los electrodos
revestidos permiten el uso deenerga, son ms fciles de usar por un
soldadorinexperto y disminuyen los fastidiosos cortoscircuitos en
espacio restringidos, perogeneralmente tienen una menor velocidad
alsoldar.
Se prefiere corriente directa de polaridad invertidapara ambos
electrodos, revestidos y desnudos.
11.3.14.5 En tanto que el acero al manganesotiene alta
ductilidad cuando se somete a esfuerzosen una direccin, las
tensiones de dos o tresdimensiones que ocurren en los depsitos
desoldadura pueden y frecuentemente provocan falla,con ductilidad
no aparente. Las indeseables fatigasde tensin en los cordones de
soldadura que seproducen en el enfriamiento pueden cambiarse
afatigas de compresin martillando el depsito. Talmartillado,
preferentemente hecho, con un martilloneumtico, escurre la
superficie exterior y ladeformacin releva la tensin que, de otra
manera,causara grietas. El martillado, para el cual esadecuado un
martillo de bola de mecnico, debehacerse prontamente antes de
depositar uno omedio electrodo. En ningn caso debe dejarse uncordn
mayor de nueve pulgadas sin martilladoinmediato.
11.3.14.6 El metal de aporte es ms dbil cuandoest en caliente.
Puesto que es ms fcil dedeformar con calores al rojo o al amarillo
y puestoque es ms probable que el agrietamiento ocurraarriba de
1500F, es aconsejable martillar elcordn tan pronto como sea
prctico.
11.3.14.7 Existe evidencia experimental de que elarco de
corriente elctrica, la longitud del arco, eltamao del cordn y la
velocidad al soldar estnrelacionados con el agrietamiento del cordn
(9). Ano ser que los cordones puedan martillarse rpidoy
apropiadamente, deben evitarse: arcos elctricosmayores de 3, 5
kilovoltios o velocidades al soldarmayores de 12 pulg por minuto.
En cualquier casoes deseable un cordn de soldadura oscilante
quetenga una seccin transversal mayor de 0.18 pulgcuadradas (por
ejemplo: 0.8 pulg de ancho por 0.2pulg de altura sobre base, lo
cual puede significar
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DE USO.
0.40 pulg de espesor). Estas condiciones puedenno prevenir el
agrietamiento bajo el cordn, perodebe disminuir la formacin de
fisuras en lasoldadura.
11.3.14.8 Gran parte del uso de electrodos EFeMnpara
revestimiento se dedica a reconstruir partesgastadas de acero al
manganeso. Para evitarfragilizar este metal las piezas por soldar
debemantenerse abajo de 500F, en ms o menos 2pulgadas de soldadura,
excepto sta, medianteenfriamiento con agua u otros
procedimientos.
Metales de aporte de hierro austenita al altocromo RFeCr-A y
EFeCr-B.
11.4.1 Introduccin y aplicaciones.
11.4.1.1 Las varillas RFeCr-A y los electrodosEFeCr-A han
probado ser muy populares parametalizar partes de maquinaria
agrcola. Se usasoldadura de arco en materiales pesados y enreas
grandes; se usa soldadura de oxiacetilenopara secciones delgadas.
Las rejas de aradopueden ser consideradas como una aplicacintpica,
debido a que estos metales de aporte fluyenbastante bien para
producir un depsito de filodelgado y las condiciones de desgaste en
sueloarenoso son tpicamente las de erosin o abrasinpor raspado de
baja tensin. Es significativo quelos metales de aporte FeCr-A
lleguen a serinapropiados en suelo muy rocoso, debido alimpacto
asociado. Las aplicaciones industrialesincluyen conductos para
coque, guas paraaceras, equipo de limpieza mediante chorro dearena
a presin, maquinaria para fabricar ladrillos,etc.
11.4.2 Dureza.
11.4.2.1 La dureza de la soldadura cuando sedeposita mediante
oxiacetileno vara con elcontenido del carbono.
La dureza Rockwell, promedio de 104 pruebas decontrol de calidad
de produccin fu C 56. 1 conrango observado de C 51 a C 62, que
representaun rango de 4.3 a 5.2 por ciento de carbono ( 10 ).Los
valores de macrodureza, tales como nmerosRockwell o Brinell,
aumentarn lentamente alaumentar el carbono. Estas cifras reflejan
una
mayor proporcin de carburos en la ganga msblanda, pero no indica
con precisin la resistenciaa la abrasin.
11.4.2.2 Puesto que no se espera dilucin en lasoldadura normal
de oxiacetileno la variableprincipal es la recuperacin del carbono
desde elajuste de la flama. Con una flama reductora de
3Xpluma-a-cono se ha observado un restablecimientode 0.4 por ciento
de carbono si la varilla est en ellado bajo del rango de carbono.
En el lado alto delrango de carbono, una flama neutra
puededescarburizar ligeramente al depsito.
11.4.2.3 Bajo impacto, la ganga austenita puedetrabajar algo
endurecida, pero, puesto que ladeformacin consecuente conduce
alagrietamiento, se debe evitar servicios de impacto.
11.4.3 Dureza en caliente.
11.4.3.1 La dureza disminuye lentamente contemperatura alrededor
de 800 a 900F, y despusde eso disminuye rpidamente, e incluso llega
aestar fuertemente afectado por el fenmeno defluencia. A 900F la
dureza Rockwell instantneaes alrededor de C 43, y 3 minutos bajo
cargamotivarn una disminucin aparente acerca de C37. A 1200F, el
valor instantneo puede ser noms alto que C 5 y la prdida aparente
debido alfenmeno de fluencia en 3 minutos puede serhasta de 45
puntos en la escala C. Sin embargo,la prdida de dureza debida al
temple, esdespreciable, en comparacin con muchasaleaciones de
martensta y la disminucin en ladureza mostrada por pruebas en
calienteprcticamente se recuperar enfriando atemperaturas
ordinarias ( 4 ).11.4.3.2 Muy poco se sabe acerca de suresistencia
al choque y fatiga trmicos.
11.4.4 Impacto.
11.4.4.1 Los depsitos de FeCr-A pueden soportarimpactos muy
ligeros sin romperse, pero si losgolpes producen deformacin
plstica, se formangrietas rpidamente. Estos metales de aporte
seusan raramente bajo condiciones de impactomedio y generalmente se
consideran inapropiadospara alto impacto, donde el agrietamiento
es
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
inconveniente. Deben evitarse los esfuerzos decompresin dinmica
mayores de 60,000 lb/pulg.2(9).11.4.5 Resistencia a la
oxidacin.
11.4.5.1 El alto contenido de cromo de estosmetales de aporte
confiere excelente resistencia ala oxidacin hasta 1800F y pueden
tomarse encuenta para aplicaciones de desgaste, donde suplasticidad
en caliente no es perjudicial (11).11.4.6 Resistencia a la
corrosin.
11.4.6.1 El contenido de cromo de la ganga de losmetales de
aporte FeCr-A depositados escomparativamente bajo y por lo tanto,
no son muyefectivos para la resistencia contra la corrosin
enlquidos. Estos depsitos se oxidarn en airehmedo y no son
inoxidables, pero son msestables que el hierro y que el acero
comunes.
11.4.7 Abrasin.
11.4.7.1 La resistencia contra la abrasin porrayado debido a
bajo esfuerzo es sobresaliente yest relacionada al volumen de los
carburos duros.Los depsitos FeCr-A se desgastanaproximadamente
1/18, tanto como el acero essuave (SAE 1020) contra granos de arena
decuarzo redondeados (10) y contra fragmentosfilosos de pedernal.
En tanto que la fatiga contra laabrasin aumenta, su rendimiento
baja.Depositada, la aleacin FeCr-A es slo mediocrecontra la abrasin
por esmerilado a alto esfuerzo(12) y por lo general no es ventajosa
para talservicio.
11.4.8 Desgaste de metal a metal.
11.4.8.1 La abrasin a bajo esfuerzo produce unbuen pulimento con
un bajo coeficiente de friccin.Donde se produce el pulimento por
desgaste demetal a metal, el rendimiento es bueno. Laresistencia al
raspado se considera mejor que paralos aceros endurecidos comunes,
debido a que eltemple por el calor de friccin es despreciable.
Laaustenita sola es propensa a rasparse y supresencia puede
conducir a un rendimientodesfavorable. Los carburos duros tambin
puedensoportar sin influir, hasta el fin del desgaste de
laaustenita y el corte, o provocar desgaste excesivo
de superficies encontradas. Por eso, el trabajo demetal a metal
debe ser calibrado cuidadosamente.Se ha encontrado que las guas de
tren delaminacin son aplicaciones apropiadas.
11.4.9 Propiedades mecnicas en lacompresin.
11.4.9.1 En la compresin se espera que losmetales de aporte
FeCr-A depsitados tengan unaresistencia de fluencia (0.1 por ciento
dedesplazamiento horizontal) entre 80,000 y 140,000libras por
pulgada cuadrada, con una resistenciade tensin de 150,000 a 280,000
libras por pulg.cuadrada. Deben presentar alrededor de 1 porciento
de deformacin elstica y plstica adicionalantes de fallar al final.
Como otros tipos de hierrocolado, su resistencia de tensin es baja
y debeevitarse la tensin en el diseo para su uso.
11.4.10 Maquinado.
11.4.10.1Los depsitos de FeCr-A sonconsiderados comercialmente
no maquinables conherramientas de corte y son difciles de
esmerilar.Para uso de maquinado en taller, los discos deesmeril
recomendados son de xido de aluminioabrasivo, con un tamao de grano
de 24, enenlace resinoso espaciado medio, ( Q ), duro paratrabajo
automtico a alta velocidad, y en enlacevitrificado ( P )
ligeramente ms suave para usoautomtico a baja velocidad.11.4.11
Identificacin.
11.4.11.1 Cuando se mezclan las varillas desoldadura, los
metales de aporte FeCr-A puedenidentificarse frecuentemente por: (
1 ) la fragilidadde la varilla de hierro fundido,( 2 )
comportamientono magntico, ( 3 ) su chispa muy baja de color,efmera
y producida con dificultad, (tipo 9) ( 2 ), y(4) a veces la
presencia de cristales de Cr7C3 deaspecto de agujas finas en la
seccin de fractura;(5) una prueba hecha al azar (ver
A1.5.11.2,identificacin de CoCr) deber distinguirlos de losmetales
de aporte CoCr-C, que son algoparecidos. La permeabilidad magntica
esalrededor de 1.03, con una fuerza magntica de 24oersteds.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
11.4.12 Metalografa.
11.4.12.1 Los depsitos de estos metales deaporte consisten de
carburos duros del tipo decarburo de cromo (Cr7C3) dispersos en la
ganga deaustenita, que es estable durante el enfriamientolento. La
clasificacin FeCr-A no se aplica a loshierros al alto cromo que
estn sujetos a laformacin de perlita, al endurecimiento martenstay
otras manifestaciones de transformacin deaustenita.
11.4.12.2 Los carburos Cr7C3 tienen una dureza depirmide de
diamante ( DPH ) o nmero depirmide Vickers ( VPN ) de
aproximadamente2000; son ms duros que el cuarzo y dan asresistencia
a la abrasin por raspado por losmateriales ms comunes ( 10 ). La
ganga deaustenta es ms blanda (alrededor de 450 DPH) yalgo plstica.
Puede ser erosionada desde losalrededores de los carburos y puede
no conferirlessoporte adecuado bajo condiciones de altoesfuerzo de
abrasin. La austenita soldada es ricaen carbono disuelto. Gran
parte de ella se separaen cristales Cr7C3, parecidos a espinas
durante elenfriamiento. Algo cristaliza en partculas menoresy algo
permanece en solucin slida. Los carburosduros son quebradizos y
pronto se fracturan.
11.4.13 Tratamiento trmico.
11.4.13.1 La austenita, la cul se estabilizaparcialmente por
cromo disuelto y parcialmente pormanganeso, no se transforma por
reaccionesusuales de endurecimiento del acero. Puedeprecipitar algo
de carbono en forma dispersadurante los tratamientos trmicos
deenvejecimiento, pero este endurecimiento essecundario y se
desprecia en operacionesprcticas de metalizacin.
11.4.14 Caractersticas de la soldadura.
11.4.14.1 En la soldadura con gas, se recomiendasoldadura de
oxiacetileno en posicin plana, conuna flama reductora 3X
pluma-a-cono. elcoeficiente de expansin trmica es cerca del 50por
ciento mayor que el de aceros al carbono yhierros. Los esfuerzos de
contraccin propician laruptura del depsito y, aunque esta grieta
noperjudica, pueden reducirse mediante tcnicas de
precalentamiento y postcalentamiento. El uso deun fundente puede
ser de utilidad al tratar conmugre, incrustacin u otra
contaminacinsuperficial indeseable, pero en superficiesmetlicas
brillantes y limpias, tales como lasproducidas por el esmerilado,
por lo general no esnecesario el fundente. Puede producirse un
buenenlace en todos los materiales a base de hierro,siempre que el
metal de las piezas por soldar noest daado por las condiciones de
altatemperatura y por su enfriamiento. En la soldadurade arco, el
procedimiento para aplicar metales deaporte FeCr-A, es similar al
empleado para otroselectrodos de revestimiento.
Metales de aporte a base de cobalto RCoCr yEcoCr.
11.5.1 Introduccin y aplicaciones.
11.5.1 Las superficies de choque de las vlvulasde escape de
motores de autobuses, camiones,aviones y de motores diesel,
frecuentemente semetalizan con las aleaciones ms blandas. Granparte
del metal de aporte CoCr-A se usa para estepropsito. Su xito se
atribuye a su combinacinde resistencia al calor, a la corrosin y a
laoxidacin. Se usa tambin para forrar vlvulas demotores de vapor,
flechas de bombas y partessemejantes sujetas a corrosin y a erosin.
Losmetales de aporte con ms alto carbono CoCr-B yCoCr-C, se usan en
las aplicaciones en que senecesita mayor dureza y resistencia a la
abrasin,pero en donde no es obligatorio la resistencia
alimpacto.
11.5.2 Dureza.
11.5.2.1 Los grados de dureza usual se muestranen la Tabla A3.
El metal de aporte CoCr-A seemplea generalmente cmo una capa
superpuestaprecisa, soldada mediante oxiacetileno con pocadilucin
del metal base; si la hay. Como tal, esprobable que est cerca de
una dureza Rockwell C42.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
Tabla A3. Dureza usual de los depsitos desoldadura basndose en
cobalto (70oF).
Dureza, Rockwell CCoCr-A CoCr-B CoCr-C
Soladura con gas 38 a 47 45 a 49 48 a 58Soldadura con arco 23 a
47 34 a 47 43 a 58
a) Pueden esperarse valores ms bajos en depsitos de capassimples
debido a la dilucin con el metal base.
11.5.2.2 El metal de aporte CoCr-C puedeemplearse para resistir
el desgaste en trabajo msduro, en donde la precisin y la calidad
son menosimportantes, pero en donde la dureza y el volumende
carburos pueden ser importantes. Se esperaque los depsitos con gas
de proteccin estncerca de la dureza Rockwell C 55, lo que
escomparable a la dureza de los hierros austenita alcromo (FeCr-A).
Los depsitos soldados con arcoson muchos ms variables. Alguna
experiencia conestos se muestra en la Tabla A4.
11.5.2.3 Muchas aleaciones de metalizacin desuperficies se
ablandan permanentemente,calentando a grandes temperaturas. Los
metalesde aporte CoCr son una excepcin. En tanto quemuestran una
dureza ms baja en caliente,vuelven aproximadamente a su dureza
original alenfriarse y pueden considerarse inmunes altemple.
11.5.3 Dureza en caliente.
11.5.3.1 La resistencia y la dureza a elevadatemperatura son
propiedades sobresalientes deeste grupo. Generalmente se
consideransuperiores a otras aleaciones para revestimientode
superficies en donde se quieren estas
propiedades arriba de 1200F. En los lmites 1000a 1200 F, su
ventaja relativa no siempre es muyclara, y abajo de 1000 F, otras
clasificacionespueden ser mejores. La dureza en calienteesperada
aparece en la Tabla A5.
11.5.3.2 El fenmeno de fluencia, ( creed ) el cules flujo
plstico que ocurre bajo carga sostenida,es comnmente un problema de
alta temperatura.En los depsitos de soldadura aparece como
unacedencia lenta; en pruebas de dureza, esto se notacomo un
aparente deceso en la dureza, conformese aumenta el tiempo de su
retencin. Laevidencia se muestra en la Tabla A6.
11.5.3.3 A temperaturas mayores de 1000 a 1200F, los depsitos de
soldadura de estos metales deaporte CoCr tienen mayor resistencia
al fenmenode afluencia que otras aleaciones comerciales
pararevestimientos de superficies, para las cuales haydatos
disponibles. Esta diferencia y su dureza a1200 F y mayor, son las
razones principales de suseleccin para muchas aplicaciones.
11.5.4 Impacto.
11.5.4.1 En este grupo, la resistencia al flujo bajoimpacto
aumenta con el contenido de carbono. Losdepsitos de soldadura CoCr
son bastantesfrgiles y se rompen rpidamente cuando existeflujo por
impacto. En tanto que los depsitos CoCr-A se deforman ms fcilmente,
pueden soportaralgo de flujo plstico, bajo compresin, antes
deromperse ( 4 ). Sin embargo un acero martenstaflexible se
considera superior en tenacidad yresistente al flujo.
Tabla A4. Depsito de soldadura de arco.
Datos de dureza a temperaturas al abrigo en depsitos de CoCr-C
de soldadura de arco (13)Dureza media Dureza media por capas%ULQHOO
5RFNZHOO &Muestra Carbonopor ciento
RockwellC
Brinell
B.............. 2.28 47 465 389 497 509 41 48 53G..............
1.83 40 391 328 399 444 32 43 47H.............. 2.12 49 437 368 455
489 44 51 53E............... 2.95 47 448 381 433 528 42 46 53
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DE USO.
Limite de dureza observada en 3 muestras de acero para ensayo en
cada muestra, 3 lecturas paracada 3 posiciones en cada 3 capas.
Dureza Brinell Dureza Rockwell CMuestra1 2 3 1 2 3
B.................. 357 a 440 443 a 557 390 a 640 33 a 46 38 a
50 48 a 56G................. 297 a 353 373 a 415 429 a 478 27 a 35
38 a 45 44 a 50H.................. 324 a 384 413 a 483 450 a 514 41
a 45 41 a 53 51 a 56E.................. 351 a 443 322 a 514 465 a
578 37 a 45 34 a 53 50 a 55
Tabla A5. Valores instantneos de dureza (13)CoCr-A CocR-c
Rockwell C para muestra de nmerodado
Rockwell C para muestra de nmero dadoTemperaturaGradosFahrenheit
B G H-a H-b E B G H E650.................. 29.6 33.3 26.5 29.8 41.0
43.7 35.7 41.2 46.1850.................. 24.3 26.8 21.5 28.5 36.6
41.0 41.9 38.0 40.61050................ 20.0 21.8 19.1 22.7 32.2
35.6 29.8 35.1 30.51200................ 15.9 19.7 16.4 21.8 25.8
29.9 24.3 29.0 27.91400................ 46.8 45.8 44.7 49.8 49.8
53.9 53.0 53.4 51.3a Estos son valores Rockwell A
Tabla A6. Dureza media con tiempo de retencin de 1 a 4 min.
(13). CoCr-A
Dureza Brinell para muestra denmero dado
Dureza Brinell para muestra de nmero dadoTiempobajocarga
TemperaturaGradosFahrenheit B G H-a H-b E B G H E
1 min 850................. 297 320 291 309 388 381 319 426 4294
min 850................. 307 350 269 306 376 394 304 409 4221 min
1200............... 250 274 221 250 304 363 268 326 3284 min
1200............... 235 243 237 220 278 363 234 296 298
11.5.5 Resistencia a la oxidacin.
11.5.5.1 La presencia mayor de 25 por ciento decromo, promueve
la formacin de una incrustacin,protectora, delgada y firmemente
adherida encondiciones de oxidacin. Para depsito de estosmetales de
aporte a temperaturas superiores a1800 F, esto lleva consigo una
velocidad deincrustacin abajo de 0.10 pulg por ao enatmsferas
oxidantes comunes. La resistencia dela incrustacin a los productos
de combustin delos motores de combustin interna tambin
esgeneralmente adecuada, an en presencia decompuestos de plomo en
combustiblesantidetonantes.
11.5.6 Resistencia a la corrosin.
11.5.6.1 Los metales de aporte CoCr depositados,se conocen cmo
inoxidables y con frecuenciason tiles cuando se involucra abrasin
ycorrosin. Pueden considerarse resistentes a lacorrosin en las
condiciones menos severas enalimentos, en aire, y pueden tener
buenaresistencia an en algunos cidos corrosivos,como ntrico,
actico, ctrico, frmico, lctico,sulfrico, sulfuroso y
tricloro-actico. Sin embargo,si se considera una aplicacin que
involucracorrosin, las estipulaciones generales decorrosin deben
confirmarse mediante una pruebade campo, si es posible. Deben
incluir todos losfactores de servicio, ya que las variables
menores
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
son a veces decisivas. En cualquier caso, se debeconsultar a una
autoridad reconocida en el ramode corrosin.
11.5.7 Abrasin.
11.5.7.1 El contenido de carbono tiene que muchoque ver con la
respuesta a la abrasin. A 1.0 porciento de carbono en las
aleaciones CoCr-A, elrendimiento es inferior al del acero dulce; a
2.5 porciento en las aleaciones CoCr-C la resistencia aalto
esfuerzo por abrasin, por esmerilado ( 11 ) esbuena. Las pruebas de
laboratorio indican que lassoldaduras de CoCr-C con gas
puedendesgastarse a un veinteavo de la velocidad delacero dulce,
mientras que para los depsitos deCoCr-A la velocidad es
aproximadamente de unquinto, cuando estn sometidos a
bajascondiciones de esfuerzo de abrasin por raspado.
11.5.7.2 Ha habido un uso considerable de campodel metal de
aporte CoCr-C, para resistir laabrasin. algo de esta experiencia se
remonta al
tiempo en que los metales de aporte a base decobalto eran
prcticamente los nicos materialesdisponibles para metalizacin de
superficies. Debenotarse que puede generalmente obtener
unrendimiento equivalente con metales de aporte abase de hierro, si
el calor y la corrosin no sonfactores importantes de servicio.
11.5.8 Desgaste de metal a metal.
11.5.8.1 Los metales de aporte CoCr son bastanteadecuados contra
el desgaste de metal a metal,debido a su capacidad de adquirir un
altopulimento y a su bajo coeficiente de friccin.11.5.9 Propiedades
mecnicas en lacompresin.
11.5.9.1 Algunas propiedades aparecen en laTabla A7.
Tabla A7. Propiedades a la compresin de las aleaciones a base de
cobalto fundidoa (4)CoCr-A CoCr-C
Resistencia de fluencia (0.1 porciento despreciable), lbs
porpulg2
64 a 76 000 85 a 110 000
Resistencia de compresin, lbs,por pulg2
150 a 230 000 250 a 270 000
Deformacin plstica, en porciento 5 a 8 1 a 2Dureza Brinell 350 a
420 480 a 550
a Se incluyen los valores de aleaciones fundidas, por no estar
disponibles los dados para metales soldados.
11.5.10 Maquinado.
11.5.10.1Ninguno de los depsitos de estosmetales de aporte es
maquinable fcilmente} y lasdificultades aumentan con el incremento
delcontenido de carbono. Sin embargo los depsitosde CoCr-A de
maquinan regularmentepreferentemente con herramientas de carburos
sinporos. El acabado con esmeril de los depsitos dela clasificacin
CoCr-C, es el mtodo msaceptado.
11.5.11 Identificacin.
11.5.11.1 Los metales de aporte de estas tresaplicaciones pueden
generalmente distinguirse porsu dureza y fragilidad relativas. No
son magnticasy as, pueden separase de las aleacionesmagnticas a
base de hierro. La prueba de chispa,que da un tipo de chispa No. 12
( 2 ), los va adiferenciar del acero al manganeso austenita,FeMn.
Sin embargo, los hierros al cromo austenita,FeCr-A son tan
parecidos ala clasificacin CoCr-C,que para diferenciarlos puede ser
necesaria lasiguiente prueba o alguna otra.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
11.5.11.2 Prueba de identificacin. Limpie el metalde aporte por
longitudes de 1 y 2 pulg. ycolquelas en vasos de precipitados de
250mililitros; cbralos con HCl diludo ( una parte deHCl concentrado
y una parte de agua ), y caliente.En pocos minutos puede
observarse:
Metal de aporte Color de lasolucin
Accindisolvente
CoCr-A ............... azul lentaCoCr-B ............... azul
lentaCoCr-C ............... azul lenta
FeCr-Al .............. verde rpida
11.5.12 Metalografa.
11.5.12.1 Estos metales de aporte contienen de 25a 33 por ciento
de cromo. lo cual da resistenciacontra la oxidacin, y 3.0 a 1.40
por ciento detungsteno, lo cual favorece la resistencia
atemperatura elevada, en tanto que la base decobalto da resistencia
contra la corrosin yproporciona una ganga de solucin slida
estable.El carbono es un elemento importante quecontribuye a la
resistencia, y en combinacin conel cromo, forma carburos duros, que
puedenproporcionar resistencia contra la abrasin. Losdiferentes
niveles de carbono y tungsteno sonresponsables de las propiedades
distintivas de lastres clasificaciones.
11.5.12.2 La ganga de solucin slida de losdepsitos de soldadura
CoCr es ms dura que laaustenita del sistema hierro-carbono y que
losaceros inoxidables cromo-nquel-hierro. en laganga, los carburos
complejos parecenincrementar la dureza y fragilidad totales. en
losdepsitos de aleaciones CoCr-A, estas pueden serpequeas y bien
dispersas. En los depsitos deCoCr-C son abundantes las pas
caractersticas ylos cristales pseudohexagonales relacionados conlos
carburos Cr7C3 de los al alto cromo ( FeCr-A ),pueden estar
asociados a muchos carburos finos yson comunes las estructuras
eutcticas complejas.La complejidad estructural aumenta con
elcontenido de carbono, as como tambin con otroselementos, tales
como el hierro, que se mezcla enla fusin del metal base.
11.5.12.3 La soldadura con oxiacetileno puedeaumentar el
contenido de carbono del depsito,tanto que la soldadura de arco
tiende a reducirlo y,
al mismo tiempo, a diluir el depsito de CoCr conelementos
procedentes del metal base. Estoscambios deben reflejarse en las
estructuras.11.5.12.4 La ganga de solucin slida tiene unadureza
cercana a 40 Rockwell C. Puede esperarseque los carburos tipo Cr7C3
presenten unamicrodureza Vickers entre 1500 y 2000 VPN. Sinembargo,
a pesar de los cristales de carburo duro,la dureza general (medida
por pruebas Rockwell oBrinell) rara vez excede de Rockwell C 60
600BHN, debido a la ganga de soporte ms blanda.
11.5.13 Tratamiento trmico.
11.5.13.1 Los metales de aporte CoCr no debesometerse a
tratamientos de endurecimiento ytienen una respuesta despreciable
al tratamientotrmico. Ocasionalmente, un tratamiento de relevode
esfuerzos pueden parecer aconsejable parareducir la rotura, pero
por lo general entran enservicio ya en condicin de soldadura.
11.5.14 Caractersticas de soldadura.
11.5.14.1Para soldadura de oxiacetileno, serecomienda una flama
reductora 3X pluma-2-cono. Es recomendable el precalentamiento de
lasuperficie limpia con una flama neutra arriba de800 F, para
secciones pesadas. Para soldadurade arco metlico protegido, se debe
usar corrientedirecta de polaridad invertida, con un arco
corto.Para un electrodo de 1/4 pulg. de dimetro, serecomienda una
corriente de aproximadamente190 a 200 amperios. Todos los depsitos
se debenenfriar lentamente, para prevenir la rotura.
Metales de aporte de aleacin a base de cobre.
11.6.1 Introduccin y aplicaciones.
11.6.1.1 Los metales de aporte de aleacin abase de cobre
amparados por esta especificacinse usan para depositar capas
superpuestas oincrustaciones, para rodamientos y
superficiesresistentes contra el desgaste y contra lacorrosin.
11.6.1.2 Las varillas de soldadura RCuA1-A2 y loselectrodos
ECuA1-A2 se usan para metalizarsuperficies de rodamiento
comprendidas entre loslmites de dureza de 130 a 190 BHN as
comosuperficies resistentes a la corrosin. Los metales
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
de aporte RCuA1-C, ECuA1-C se usanprincipalmente para metalizar
superficies derodamiento que requieran los lmites de durezams altos
140 a 290 BHN.
11.6.1.3 Las clasificaciones RCuA1-D, RCuA1-E,ECuA1-D y ECuA1-E
se usan para metalizarsuperficies de rodamiento y superficies
resistentesal desgaste que requieran las durezas ms altasde 230 a
390 BHN, tales como engranes, levas,garruchas, placas de desgaste,
dados, etc.
11.6.1.4 Los metales de aporte RCuSi-A y ECuSise usan
principalmente para metalizar superficiesresistentes a la corrosin.
Generalmente losdepsitos de cobre-silicio no se recomiendan
paraservicios de rodamiento.
11.6.1.5 Los metales de aporte de cobre-estao(CuSn) se usan
principalmente para metalizarsuperficies de rodamiento en donde se
requierenlas durezas menores de estas aleaciones; parametalizar
superficies resistentes a la corrosin, y aveces, para aplicaciones
resistentes al desgaste.
11.6.1.6 Muchos de los metales de aportecubiertos por esta
especificacin pueden usarsetambin para unir metales similares y
disimiles (verespecificacin para Varillas de Cobre y Aleacin
deCobre, AWS A 5.7 y Norma Pemex 4.120.07 yEspecificacin para
Electrodos de Cobre y deAleacin de Cobre AWS A 5.6 y
especificacinP.4.120.06). As, como para reparaciones depiezas
fundidas.
11.6.2 Dureza.
11.6.2.1 La dureza del depsito vara con elproceso de soldadura
usado y con la manera enque se deposita el metal. Por ejemplo,
losdepsitos hechos mediante el proceso de arcometlico protegido con
gas y arco de tungstenoprotegido con gas (electrodos consumibles)
son dedureza ms alta que los depsitos hechosmediante procesos de
arco metlico, arcocarbnico y de gas, debido a que en el proceso
dederretido existen prdidas menores de aluminio,estao, silicio y
zinc por la mejor proteccin contrala oxidacin. En la soldadura de
gas y arcocarbnico, un charco excesivo del metal de aportefundido
causa prdidas excesivas de loselementos de endurecimiento, y
produce depsitos
de ms baja dureza que los especificados. VerTablas A8 y A9 para
lmites de dureza de estasaleaciones.
11.6.3 Dureza en caliente.
11.6.3.1 Los metales de aporte de aleacin abase de cobre no se
recomiendan para usarse atemperaturas elevadas, ya que las
propiedadesmecnicas, especialmente la dureza, tienden adisminuir
consistentemente al aumentar latemperatura arriba de 400 F.
11.6.4 Impacto.
11.6.4.1 La resistencia al impacto de los depsitosde CuA1-A2 ser
alta de las clasificaciones dealeaciones a base de cobre. Al
aumentar elcontenido de aluminio, disminuye marcadamente
laresistencia al impacto. Los depsitos de soldaduraCuSi tienen
buenas propiedades contra el impacto.Los metales de aporte CuSn,
depositados, tienenbajos valores de impacto, debido a la
estructuraordinaria del grano y la resistencia inherente enestas
aleaciones. Los depsitos de CuZn-E tienenmuy bajos valores de
impacto.
11.6.5 Resistencia a la oxidacin.
11.6.5.1 Los depsitos de metales de aporte deCuAl forman una
pelcula de xido protectora bajoexposicin en la atmsfera. La
resistencia a laoxidacin de los depsitos de CuSi es buena,mientras
que la de los metales de aporte escomparable a la del cobre
puro.
11.6.6 Resistencia a la corrosin.
11.6.6.1 Estos metales de aporte, de aleacin abase de cobre se
usan extensamente para revestirreas sujetas a la corrosin por
varios cidos,lcalis dbiles y agua salada. Las nicasexcepciones son
los metales de aporte de lasclasificaciones metales de aporte que
producendepsitos de mayor dureza, esto es, 120 a 200BHN, ( carga de
3000 Kg. ) pueden usarse pararevestir reas sujetas a la accin
corrosiva, ascomo a la erosin del flujo de lquidos,
paraaplicaciones tales como cabezales decondensador e impulsores de
turbina.
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
Tabla A8. Varillas de soldadura
Dureza Brinell del depsito de soldaduraClasificacin AWSCarga de
3000 kg. Carga de 500 kg.
Proceso aplicablea
130 A 150b ...RCuAl-A2.................. 160 a 190c ... C, l,
Ad
140 a 180b ...RCuAl-B.................... 180 a 220c ... C, l,
Ad
180 a 220b ...RCuAl-C.................... 250 a 290c ... C, l,
Ad
230 a 270b ...RCuAl-D.................... 310 a 350c ... C, l,
Ad
280 a 320b ...RCuAl-E.................... 350 a 390c ... C, l,
Ad
RCuSi-A.................... ... 80 a 100 G, C, l,
ARCuSn...................... ... 70 a 85 C, l,
ARCuSn-D................... ... 90 a 110 C, l,
ARCuSn-E................... ... 40 a 60 CRCuZn-E...................
... 130 min G
a) C, Arco de carbono; G, gas; l Arco metlico con gas (electrodo
no consumible).A, Hidrgeno atmico.
b) Proceso arco de carbono.c) Proceso de arco metlico con gas
(electrodo no consumible)d) Las varillas estn revestidas para
soldadura con arco de carbono y estn desnudos para soldadura de
arco metlico protegido con
gas (electrodo no consumible).
Tabla A9. Electrodos.
Dureza Brinell del depsito de soldaduraClasificacin AWSCarga de
300 kg. Carga de 500 kg.
Proceso aplicablea
130 A 150b ... M, lCECuAl-A2................. 160 a 190c ... M,
Lc
140 a 180b ...ECuAl-B.................... 180 a 220c ... M,
lC
180 a 220b ...ECuAl-C.................... 250 a 290c ... M,
lC
ECuAl-D.................... 230 A 270b ...
MECuAl-E.................... 280 a 320b ...
MECuSn-A................... ... 80 a 100 M,
lCECuSn-C................... ... 70 a 85 M,
lCECuZn-E................... ... 85 a 100 M,
lCECuSn-E................... ... 40 a 60 M
a) M-arco metlico, lC con gas (electrodo consumible).b) Proceso
de arco metlico.c) Arco metlico con gas (electrodo consumible).
11.6.7 Abrasin.
11.6.7.1 Ninguno de los depsitos de aleacin abase de cobre se
recomienda para usarse endonde haya abrasin severa.
11.6.8 Desgaste de metal a metal.
11.6.8.1 Los mtales de aporte CuAl que producendepsitos desde
130 hasta aproximadamente 390BHN ( carga de 3000 Kg. ) se usan para
cubrir
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ELECTRODOS Y VARILLAS PARA METALIZARSUPERFICIES. RECOMENDACIONES
DE USO.
superficies sujetas a desgaste excesivo porcontacto de metal a
metal, tales como engranes,levas, carruchas placas de desgaste,
dados, etc.Por ejemplo: los metales de aporte CuAl-E se usanpara
revestir troqu