Nociones de electricidad arco eléctrico soldadura

El circuito eléctrico

Para comprender mejor la aplicación del arco eléctrico a la soldadura, es necesario conocer ciertos principios fundamentales relacionados con la electricidad.

El circuito de soldadura por arco eléctrico
La corriente eléctrica es un flujo de electrones que circula por un conductor en un circuito cerrado,denominado circuito eléctrico.
La corriente fluye a partir del borne de la máquina de soldar, donde se fija el cable del electrodo , y termina en el borne de la máquina, donde se fija el cable de tierra o de trabajo. A partir del punto la corriente fluye al porta-electrodo y por éste al electrodo; por el extremo del electrodo salta la electricidad a la pieza formando el arco eléctrico; sigue fluyendo la electricidad por el metal base al cable de tierra y vuelve a la máquina. El circuito está establecido sólo cuando el arco se encuentra encendido.

Voltaje y amperaje.
El agua circula a lo largo de un tubo, si existe una presión que lo impulse; en la misma forma, la corriente eléctrica fluye o circula a través de un circuito, si existe una «presión», que impulse el flujo de electrones dentro de un conductor (máquina en funcionamiento). Esta “presión”, que induce una corriente eléctrica, se llama diferencia de potencial,tensión o voltaje. El voltaje se expresa en voltios y se mide con el  voltímetro; algunas máquinas de soldar poseen voltímetro y un regulador de voltaje. La cantidad de agua, que pasa por un tubo, se mide por una magnitud en una unidad de tiempo(metros cúbicos por segundo).En igual forma se utiliza,para expresar la magnitud de corriente eléctrica, la cantidad de electricidad por segundo. La unidad utilizada es el Columbio por Segundo, lo que se expresa en Amperios, y se mide con un instrumento llamado amperímetro.
Todas las máquinas de soldar cuentan con reguladores, que permiten variar el amperaje o intensidad de corriente eléctrica necesaria para soldar.

Clases de corriente eléctrica:
Corriente alterna (AC).- El flujo de corriente varía de una dirección a la opuesta.  Este cambio de dirección se efectúa 100 a 120 veces por segundo. El tiempo comprendido entre los cambios de dirección positiva o negativa se conoce con los nombres de ciclo o período(50 a 60 ciclos). Esta corriente es transportada por redes eléctricas monofásicas que utilizan 2 cables, o bien es conducida por redes eléctricas trifásicas, que utilizan 3 cables de transportación. Las máquinas de soldar pueden utilizar tanto la corriente monofásica como la trifásica.

Corriente continua (CC).- El flujo de corriente conserva siempre una misma dirección: del polo negativo al positivo.
En la corriente continua es importante saber la dirección del flujo de corriente. La dirección del flujo de corriente en el circuito de soldadura es expresada en término de POLARIDAD. Si el cable del porta-electrodo es conectado al polo negativo (-) de la fuente de poder y el cable de tierra al polo positivo (+), el circuito es denominado POLARIDAD DIRECTA o NORMAL.

Cuando el cable del porta-electrodo es conectado al polo positivo (+) de la fuente de poder y el cable de tierra al polo negativo, el circuito es denominado POLARIDAD INVERSA o INDIRECTA.
En algunas máquinas no es necesario cambiar los cables en los bornes, porque poseen una manija o llave de conmutación que permite cambiar de polaridad con facilidad.

NDT – ensayos no destructivos – soldadura

¿Qué son los E.N.D ? •:

Conjunto de técnicas que permiten obtener información de un material o pieza en servicio sin alterar sus características ni capacidades para cumplir con las exigencias de diseño.sus características mas  importantes son: Continuar leyendo “NDT – ensayos no destructivos – soldadura”

Análisis de las imperfecciones – Radiografia

Análisis de las imperfecciones.

El análisis de la placa radiográfica debe hacerse con el fin de aumentar el contraste subjetivo en una habitación oscura y con un negatoscopio adecuado. Continuar leyendo “Análisis de las imperfecciones – Radiografia”

Estaño (Sn)

Peso atómico = 118

Metalurgia.

El único mineral de estaño que se explota es el bióxido de estaño, la casiterita, que se encuentra en gran cantidad en Inglaterra, en Sajonia y en la India.

Para obtener el estaño se machaca el mineral y se somete a un lavado, luego se criba y se le da un segundo lavado para quitarle los óxidos extraños que, por ser más ligeros, son arrastrados por el agua. El bióxido, ya purificado, se mezcla con carbón de madera y se calienta en un horno de cuba con toberas donde queda reducido por el óxido de carbono. El estaño fundido va a parar a un depósito exterior desde donde se hace pasar a un segundo depósito para separarlo de las escorias. Continuar leyendo “Estaño (Sn)”

Aleaciones de aluminio para colada

Son aquellas aleaciones que se utilizan en fundición de piezas obtenidas mediante colada en moldes de arena (colada en arena), en moldes de acero (colada en coquilla) y mediante inyección.

Las aleaciones de aluminio de colada son propensas a presentar porosidad gaseosa a lo largo del metal solidificado. Este hecho se debe a la gran capacidad que tiene el caldo metálico en absorber hidrógeno de la atmósfera o vapor de agua que pueda existir en el horno. Generalmente, para evitar esta porosidad se utilizan fundentes limpiadores como el BCl3 (tricloruro de boro) o mediante la inyección de nitrógeno en el caldo metálico.

Las aleaciones de aluminio en estado líquido reaccionan con gran facilidad con el oxígeno de la atmósfera formando una capa de óxido en su superficie. Esta capa protege al metal líquido interior de la oxidación.

La familia de aleaciones seleccionadas para la fabricación de la estructura cerrada son las aleaciones AlSi aleadas también con Mg y son las que a continuación se tratan haciendo hincapié en sus propiedades de colabilidad, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. Para la observación de las características de otras aleaciones utilizadas habitualmente como son las AlCu, AlCuS, AlMn véase Anexo A.4.

Aleaciones AlSi. Las aleaciones de aluminio y silicio se utilizan cada vez más por sus excelentes propiedades de moldeo, buena soldabilidad, buena resistencia al desgaste y buena resistencia a la corrosión, incluso en ambiente marinos.

La adición de silicio mejora notablemente la fluidez de la aleación durante la colada. Esto se debe a que el silicio tiene un retículo tipo diamante, no denso, donde cada átomo de silicio en estado sólido ocupa un espacio mucho mayor que en el estado líquido, por lo que al solidificar, la contracción es inferior a la de otras aleaciones y metales. En general, las aleaciones AlSi son las más dúctiles y resistentes al choque que las aleaciones AlCu.

El sistema binario AlSi forma un eutéctico a una temperatura de 577°C y a una composición del 11.7% de Si, donde la microestructura está formada por una matriz de fase a y una dispersión de fase p o silicio.

Al igual que las aleaciones anteriores, la solubilidad del silicio en la matriz de aluminio es máxima a la temperatura del eutéctico. En condiciones de equilibrio la solución sólida de aluminio o fase a tiene un contenido en silicio del 1.3% a 550°C y baja hasta el 0.05% al 0.008% a la temperatura de 250°C

En estas aleaciones, el silicio existente puede aparecer en dos formas. A partir de la precipitación de la solución sólida a o bien a partir de una forma directa durante el proceso de solidificación.

Desde el punto de vista cristalográfico ambos son equivalentes, pero difieren en la forma y distribución. En los procesos de colada, las aleaciones AlSi no suelen alcanzar estructuras totalmente en equilibrio y suele aparecer silicio libre en los lingotes.

Existen otros aleante como el Na y el Fe que se añaden al aluminio fundido para producir la reacción conocida como modificación. La adición de Na evita la cristalización del silicio desplazando el punto eutèctico hacia la derecha (14% de Si) y disminuyendo la temperatura del eutèctico.

Desde el punto de vista microestructural, el Na hace que el silicio cristalice de una forma dispersa y uniforme en vez de finas placas alargadas. La distribución del silicio en pequeños precipitados favorece las propiedades mecánicas de resistencia.

Por ejemplo, si a una aleación Al-12%Cu se añade sodio, la resistencia a la tracción del material moldeado aumenta de 4 a 7 kgf/mm2, y su alargamiento a rotura puede ser casi de el doble. Las principales ventajas de las aleaciones modificadas de AlSi son sus excelentes propiedades de moldeo y propiedades físicas, siendo mejores que las aleaciones AlZn o que la aleación con 8% de Cu. Como desventaja, son aleaciones difíciles de mecanizar debido a la naturaleza abrasiva de las partículas de Si. El hierro es prácticamente insoluble en estas aleaciones y aparece formando un compuesto ternario. Si el contenido en Fe es menor del 0.6%, dicho compuesto aparece como pequeñas agujas o placas en el eutèctico. En mayores proporciones, el aluminio se fragiliza empeorando en gran proporción las propiedades mecánicas.

Las aleaciones AlSi se utilizan preferentemente en las industrias de fundición, debido a su alta fluidez y su reducido coeficiente de expansión tèrmica. Las aleaciones AlSi para forja se utilizan para varillas de material de aportación para la soldadura.

El temple del acero

El temple se consigue al calentar las espadas al rojo vivo, alrededor de 800°C y enfriarla súbitamente por inmersión en un fluido (agua, por ejemplo). El temple se debe a una importante transformación de la estructura atómica del acero.

Cuando el acero, después de estar al rojo vivo, se deja enfriar lentamente, los átomos de hierro se acomodan formando la red cristalina llamada ferrita. Los átomos que no acepta la ferrita se segregan formando laminillas de carburo de hierro (Fe3C). Los átomos en los metales se comportan como esferas duras de un diámetro característico en contacto unas con otras. Continuar leyendo “El temple del acero”

Acciones correctoras en el proceso de soldadura

Eliminación parcial de rechupes y fisuras de contracción.

Las grietas o fisuras por soldadura traen como consecuencia un fallo rápido de la unión cuando la solicitación es dinámica. Tratándose de cargas estáticas, perpendicularmente al plano de la grieta, éstas pueden ser la causa de rotura en solicitaciones por debajo de la tensión admisible calculada.

Las fisuras se originan como consecuencia de obstaculizarse la contracción del material, cuando las tensiones de contracción no se pueden eliminar con la fluencia del material o cuando la modificación en la longitud, en algún dominio de la unión soldada, es mayor que el alargamiento de rotura.
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La Distribución de Temperatura y el Ciclo Termico

La Distribución de Temperatura.

Representa las temperaturas existentes en un momento determinado, en varios puntos del metal que ha sido o está siendo soldado.

El Ciclo Térmico.

Representa como varía la temperatura a lo largo de todo el tiempo de un punto cualesquiera del metal durante la soldadura. El ciclo térmico representa por lo tanto la historia térmica de un punto cualquiera del metal y por ello, tiene una influencia notable en la micro estructura final de dicho metal y en sus propiedades mecánicas. Continuar leyendo “La Distribución de Temperatura y el Ciclo Termico”

Flujo de calor en la soldadura

El proceso de soldadura involucra necesariamente aporte de calor para unir dos piezas entre sí. El aporte de calor es muy importante no solo porque permite que se lleve a cabo la unión, si no por que afecta su microestructura y ésta a su vez, sus propiedades mecánicas. Además provoca variaciones dimensionales y puede generar tensiones residuales que afecten la integridad de los componentes soldados.

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El zinc

El zinc ocupa el puesto número 23 como elemento más abundante en la corteza terrestre y es un metal fundamental para la fabricación de innumerables piezas en diversas industrias. Desde el revestimientode metales hasta el uso farmacéutico, el zinc se ha convertido a través de los años, en un material esencial para la vida del hombre. Continuar leyendo “El zinc”