Soldadura por Arco con Electrodo Revestido · 1. WPS: (Welding Procedure Specification) Especificación del Procedimiento de Soldadura. Documento preparado por el departamento técnico

PROCESO SMAW

Soldadura por Arco con Electrodo Revestido

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JEFE DE ENTRENAMIENTO

Miguel Angel Tufinio Huaman

INFORMES: +51 940 739 995 / +51 945 482 338

La soldadura en la metal mecánica, es el método más eficaz para unir materiales metálicos.

Miremos a nuestros alrededores y observaremos que el gran porcentaje de las grandes

construcciones ( oil&gas, minero, energético, transporte, comunicación y afines. ) se utiliza

la soldadura por soldadores calificados (1G, 2G, 3G, 4G, 5G, 6G, 6GR) en los diferentes

procesos de soldadura utilizados en la industria como: SMAW, GTAW, FCAW, GMAW, SAW,

ente otros. Donde cada proceso se elegirá para un trabajo especifico

IMPORTANCIA

2

Para comprender sobre la soldadura profesional por soldadores calificados es necesario familiarizarse con

algunos términos utilizados en la industria como:

• AWS ( American Welding Society )

• ASME ( American Society of Mechanical Engineers )

• API (American Petroleum Institute )

• ASTM ( American Society for Testing and Materials )

• ASNT ( Amerin Society for Nondestructive Testing )

• AWWA ( American Water Works Association )

• ANSI ( American National Standards Institute )

Entre otras que emiten definiciones, especificaciones, codificaciones, procedimientos y leyes para ejecutar

una soldadura segura y de calidad que cumplan todas las pruebas destructivas y no destructivas. Que

requiera el trabajo a realizarse.

NORMAS DE REFERENCIA

3

1. WPS: (Welding Procedure Specification)

Especificación del Procedimiento de Soldadura.

Documento preparado por el departamento técnico o de ingeniería de la empresa, en el cual se

proyectan los valores numéricos de las variables para realizar una soldadura repetible, con base en los

requisitos del código aplicable. Brinda información relevante para orientar al soldador u operador de

soldadura para asegurar el cumplimiento de los requerimientos del código. Describe las Variables

esenciales, las no esenciales y cuando se requiera las variables suplementarias esenciales de cada

procedimiento de soldadura. Debe ser desarrollado en un formato en donde se diligencien todos los

campos y con la firma de validación por el ingeniero encargado de Soldadura.

DOCUMENTOS LEGALES ( WPS - PQR – WPQ )

4

2. PQR: (Procedure Qualification Record)

Registro de Calificación de Procedimiento

Documento que valida y califica un WPS; en el que registra los valores reales medidos de las variables del

procedimiento de soldadura, mediante la ejecución de una soldadura de calificación en un cupón de

prueba estandarizado; además de incluir los valores de los resultados adquiridos de los ensayos mecánicos

de tensión, dobles, sanidad, dureza y macrografía, entre otros.

La mayoría de los códigos y especificaciones requieren pruebas, para que los soldadores y otros

trabajadores garanticen la habilidad esperada para seguir con éxito el procedimiento de soldadura. Para

esto, es necesario que los soldadores hagan soldaduras específicas que se prueban, verificando que el

soldador puede llevar a cabo la soldadura con la calidad exigida.

DOCUMENTOS LEGALES ( WPS - PQR – WPQ )

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3. WPQ: (Welder Performance Qualification)

Calificación Habilidad del Soldador

Con los documentos WPS y PQR en orden, a continuación se calificara a cada soldador y operario de

soldadura, evaluando el proceso de fabricación o instalación de los producto amparados por el código

seleccionado.

El soldador prepara y suelda los especímenes del registro de calificación de procedimientos, aprobando

los requisitos del código, esta calificado dentro de su variables de calificación. Todos los demás

soldadores, estarán calificados mediante pruebas específicas de soldadura, diseñadas para determinar su

capacidad de ejecución mediante soldaduras repetibles en el WPS

DOCUMENTOS LEGALES ( WPS - PQR – WPQ )

6

Durante esta descripción general,

discutiremos los siguientes tópicos:

✓ Seguridad

✓ Proceso básico SMAW

✓ Instalación de equipo

✓ Variables de soldaduras

✓ Ventajas y limitaciones del proceso

✓ Relación con AWS

✓ Relación con la academia nacional de normas

El proceso SMAW es importante para

trabajos de reparación y mantenimiento7

✓ Protegerse apropiadamente Ud. Y otros mientras sesuelda

✓ Instalar y operar el equipo SMAW

✓ Encender y mantener el arco

✓ Hacer soldaduras en cuatro posiciones usandoelectrodos diferentes

✓ Comprender el proceso de inspección de soldadura.

✓ Aplicar el sistema de clasificación de electrodosAWS

✓ Asumir el próximo paso para llegar a ser unsoldador certificado

Sobre la culminación exitosa de la

unidad de estudio del proceso SMAW,

UD. Habrá aprendido:

La mayoría de los soldadores de aceroestructural requieren que seancertificados. 8

Seguridad - SMAW

9

La seguridad en SMAW es complementaria y no

reemplaza la información contenida en soldadura al arco

básico.

Comprender y seguir todas las precauciones de

seguridad listadas en “Seguridad en soldadura, corte y

procesos afines” (ANSI Z49.1) y seguridad en soldadura

por arco (205) .

Comprender y seguir todas las descripciones de

advertencia encontradas:

• En equipos de soldaduras

• Con todos los empaques de consumibles

• Dentro del manual de instruccionesSi Ud. Alguna vez tiene una pregunta acerca de suseguridad o aquellos alrededor de Ud., ¡PORFAVOR PREGUNTE A SU INSTRUCTOR! 10

✓ Humos y gases pueden ser peligrosos:

• Mantenga su cabeza fuera del humo (Fuera de la pluma)

• Usar suficiente ventilación, para extraer del arco, o ambos, para conservar humos y

gases de su zona de respiración y área general.

• El proceso SMAW puede soportar corrientes de viento y escape cerca del arco que

provienen del equipo de ventilación.

✓ Choque eléctrico puede matar – para recibir un choque se puede tocar el electrodo y la pieza

o la tierra la mismo tiempo

• No tocar el electrodo o partes metálicas del portaelectrodos con la piel o ropa húmeda.

• Mantener el aislante seco entre su cuerpo y el metal a ser o tierra

✓ Rayos del arco pueden dañar ojos y piel – Seleccione el vidrio apropiado para soldar

11

Principios - SMAW

12

• La Sociedad Americana de Soldadura (AWS)

define al proceso SMAW como proceso de

soldadura por arco con electrodos revestidos.

• SMAW:

➢Es el proceso de soldadura pro arco mas

ampliamente usado en el mundo

➢Puede ser usada para soldar la mayoría de

los metales y aleaciones comunes.

13

• La corriente fluye a través del cable, del

portaelectrodo, del electrodo, y atraviesa el arco.

• En el lado de la pieza del arco, la corriente fluye a

través del material base a la pinza de tierra

regresa a la maquina de soldar. Esto es cuando se

usa corriente directa polaridad negativa

Circuito de soldadura - SMAW

14

OBSERVEMOS UN POCO MAS

CERCA EL PROCESO SMAW

15

✓ Es un consumible – que se funde durante el proceso de

soldadura.

✓ Esta Compuesto de dos partes:

Núcleo metálico (Metal de relleno).

▪ Transporta la corriente de soldadura.

▪ Pasa a formar parte de la soldadura.

❑ Revestimiento

❑ Produce un gas de protección

❑ Aporta elementos adicionales

❑ Formación de escorias

❑ Controla la posición a soldar

CIRCUITO DE SOLDADURA - SMAW

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• Un arco ocurre cuando el electrodo hace

contacto con la pieza de trabajo y se completa

el circuito … como encender una luz!

• El arco eléctrico se establece en el espacio

entre el extremo del electrodo y la pieza.

• El arco alcanza temperatura de unos 3500 °C

que funde al electrodo y el material base.

Puede Ud. Identificar el tipo de junta, el tipo desoldadura y posición que se usa?

17

✓ Como el núcleo metálico, revestimiento, y la pieza de

trabajo se calientan y se funden, forman un charco de

material fundido llamado charco de soldadura.

✓ El charco de soldadura es lo que el soldador observar

y manipula mientras suelda.

E6013, 1/8” a 125 Amps AC

18

• El gas de protección se forma cuando el

revestimiento se funde.

• Esto protege el charco de soldadura de la

atmosfera evitando la contaminación

durante el estado fundido.

El gas de protección protege el charco fundido dela atmosfera mientras estabiliza el arco

19

✓ Como el charco fundido de soldadura se

solidifica, forma una junta o conexión entre dos

piezas de material base.

✓ Cuando se hace de manera apropiada en aceros,

esto resulta en una soldadura mas resistente

que el material circundante al material base

METAL DE SOLDADURA SOLIDIFICADO

20

✓ La escoria es una combinación de fundentes e

impurezas del metal base que flotan en la

superficie de la soldadura.

✓ La escoria solidifica rápido para formar una

cobertura solida.

✓ La escoria también disminuye la velocidad de

enfriamiento de la soldadura.

✓ La escoria puede ser retirada con cincel o piquete

y luego limpiar con cepillo de alambre.

METAL DE SOLDADURA SOLIDIFICADO

21

Instalación del equipo

22

1. Encienda la maquina

2. Conecte la pinza a tierra

3. Selección del electrodo

▪ Tipo

▪ Diámetro

METAL DE SOLDADURA SOLIDIFICADO

4. Ajuste la corriente de salida

• Polaridad

• Amperaje

5. Insertar el electrodo en el portaelectrodo

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✓Ajuste en la maquina

• Polaridad : DC+, DC-

• Salida del amperaje

✓Variables controladas por el operador

• Angulo de ataque

• Angulo de avance

• Longitud de arco

• Velocidad de avance

VARIABLES DEL PROCESO SMAW

24

Iniciar el arco y realizar la

soldadura

25

• Para iniciar el proceso SMAW, Ud. Debe primero iniciar el arco. Esto puede hacerse usando

una de las siguientes técnicas:

✓ Inicio mediante rayado – rayar el electrodo en el metal base como un fosforo.

✓ Inicio mediante punzado – punzar con la punta del electrodo la pieza.

INICIAR EL ARCO

26

ANGULO DE TRABAJO

• El Angulo de trabajo es el Angulo entre el

electrodo y la pieza como se muestra a la

izquierda.

• Los Ángulos pueden variar dependiendo

de la posición de la soldadura.

27

ANGULO DE AVANCE

• También llamado comúnmente Angulo

principal.

• El Angulo de avance es el Angulo entre el

electrodo y el plano perpendicular al eje

de la soldadura.

28

LONGITUD DE ARCO

• Después de iniciar el arco, mantener una distancia 1/8” entre el extremo del electrodo y la

pieza.

✓ Si la longitud del arco llega a ser demasiado corto, el electrodo se pegara a la pieza o

corto circuito.

✓ Si el arco llega a ser demasiado largo; Pueden ocurrir salpicaduras, socavaciones, y

porosidad.

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▪ La velocidad de avance es la velocidad a la cual

el electrodo se mueve a lo largo del material

base mientras se suelda.

✓ Una velocidad de avance demasiado

rápida resulta en una soldadura convexa

✓ Una velocidad de avance demasiado

lenta resulta en una soldadura ancha con

un deposito de metal excesivo.

RELLENAR EL CRÁTER

La velocidad de avance tieneconsecuencias en la forma del cordon.

30

• Aquí esta la técnica apropiada para reiniciar o empalmar un cordón:

EMPALMAR UN CORDÓN

31

LONGITUD DE ARCO

• En el extremo de la soldadura, el operador interrumpe el arco el cual crea un cráter.

• Usar una pausa corta o un ligero paso atrás en el extremo de la soldadura para rellenar el

cráter.

• Grandes cráteres pueden causar agrietamiento en la soldadura.

Paso atrás es un movimiento cortoen la dirección opuesta al avance dela soldadura.

32

Problemas en la soldadura

33

PROBLEMAS EN LA SOLDADURA

Estas soldaduras fueron cortadas y atacadas con acido nítrico para mostrar la penetración.

34

PROBLEMAS EN LA SOLDADURA

A. Amperaje, Longitud de arco y Velocidad de avance correcto

B. Amperaje demasiado bajo

C. Amperaje demasiado alto

D. Arco demasiado corto.

E. Arco demasiado largo.

F. Velocidad de avance demasiado lenta.

G. Velocidad de avance excesiva

35

Ventajas y Desventajas del

Proceso SMAW

36

▪ Bajo costo inicial.

▪ Portátil

▪ Fácil de usar al aire libre.

▪ Se puede soldar en todas las posiciones

▪ Fácil de cambiar entre muchos materiales

base.

VENTAJAS DE PROCESO SMAW

37

▪ Baja eficiencia del consumible.

▪ Dificultad para soldar materiales muy

delgados.

▪ Reinicios frecuentes

▪ Bajo factor de operación

▪ Se requiere mayor destreza del operador

para otros procesos

DESVENTAJAS DE PROCESO SMAW

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Hay varios tipos de materiales que se usan para producir la soldadura los cuales se definen

como el metal que se va añadir a la unión con una soldadura ordinaria. La American Welding

Society ha emitido 31 especificaciones que cubren los materiales de aporte de los cuales se

presenta solo los de interés para soldadura por arco metálico en la tabla 5.

MATERIALES DE APORTE

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TABLA 5.- ESPECIFICACIONES DEL

METAL DE APORTE SEGÚN LA AWS

Especificación de la AWS Título de la especificación Proceso

A5.1Electrodos de soldadura por arco

recubierto con acero al carbonoSMAW

A5.3Electrodos para soldadura por

arco con aleación y de aluminioSMAW

A5.4

Electrodos para soldadura

recubiertos de acero al cromo y

cromo-níquel resistentes a la

corrosión

SMAW

A5.5

Electrodos para soldadura por

arco recubierto con acero de baja

aleación

SMAW

A5.6Electrodos cubiertos de cobre y

aleaciones de cobreSMAW

A5.11

Electrodos para soldadura

cubiertos de níquel y de

aleaciones de níquel

SMAW

A5.15

Varillas desnudas y electrodos

recubiertos para soldar hierro

fundido

SMAW 40

41

TIPOS DE UNIÓN

42

POSICIONES DE SOLDADURA

43

Antes del Soldeo debe haber absoluta claridad con respecto al material a trabajarse. Debe

conocerse el Código del material según las Normas. Entonces es fácil conocer la composición

química, los valores mecánicos y la estructura del material a ser soldado.

La soldadura por Arco con Electrodo Revestido se dividen en dos grupos (A. Soldaduras para

Aceros al Carbono y de Baja Aleación) y ( B.Soldaduras Especiales ) cada grupo contiene sus propias

clasificación de soldadura, que están especificados por sus tipos de revestimiento y composición

química de acuerdo al material base que va ser soldado.

SELECCIÓN DEL ELECTRODO

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A. Soldaduras para Aceros al Carbono y de Baja Aleación

• Celulósicos ( E 6010, E 6011, E 7010, etc.)

• Bajo Hidrogeno ( E 7016, E 7018, E 8018, E 10018, etc.)

• Rutilicos ( E 6012, 6013, etc.)

• Hierro en Polvo ( E 7024, E6027, etc.)

SELECCIÓN DEL ELECTRODO

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B. Soldaduras Especiales

• Hierro Fundido ( E St, E Ni t, E Ni G3, etc. )

• Inoxidables ( E 308, E 308L, E 316, etc.)

• Recubrimientos Protectores ( E1-40 r, E2-45 r, etc.)

• Cobre y Aleaciones (E-Cu, E-Cu Sn, E-Cu-Ni, etc.)

• Aluminio y Aleaciones ( E Al-2, Al 43 )

• Corte y Biselado ( E 901, E 900 )

SELECCIÓN DEL ELECTRODO

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MUCHAS GRACIAS POR SU

ATENCION

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