SOLDADURA MIG-MAG JG PUCP 2004.pdf

PROCESOPROCESOSEMI AUTOMATICO SEMI AUTOMATICO GMAW (MIG/MAG )GMAW (MIG/MAG )

Ing. Juan Guardia

Proceso GMAWProceso GMAW

SOLDADURAPOR FUSION

ARCO ELECTRICO OXIGAS

SMAW(ARCO

ELECTRICO MANUAL)

GTAW(TIG) FCAW

SAW(ARCO

SUMERGIDO)

ELECTRODO VARILLA ALAMBRE MACIZO ALAMBRE TUBULAR

GMAW(MIG/MAG)

Proceso GMAWProceso GMAW

GasMetalArcWelding

MetalInertGas

MetalActiveGas

Mercado PeruanoMercado Peruano

0102030405060708090

100

1986 1990 1994 1997

E.REVMAG/MIGOPEN ARCARC SUM

Proceso GMAW (MIG/MAG)

Equipo complejo, costoso (relativo) y no es portable.Limitado a ciertos metales y aleaciones.Sensible a vientos o corrientes de aire.Para soldar espesores mayores a 0.6 mm.Dependiendo la aleacin y el gas protector puede emplearse en todas posiciones.Requiere de un gas protector.Mnima cantidad de escoria (cascarilla).Excelente opcin para trabajos en taller, trabajos continuos o trabajos en serie.Capacitacin previa del soldador.Poca experiencia en su uso (en el Per).Alta eficiencia de fusin (95%) y altos ratios de deposicin de soldadura.

CARACTERISTICAS

VariablesVariables

Amperaje constante

Tipo de corriente y polaridad

Dimetro del electrodo

Amperaje

Longitud de arco Velocidad de avance Inclinacin del

electrodo

Voltaje constante

Dimetro del alambre Gas de proteccin /

Transferencia Inductancia Sirga / Rodillos / Torcha, etc.

Voltaje Caudal de gas Velocidad de alambre Presin de los rodillos

Velocidad de avance Inclinacin de la torcha

ARCO ELECTRICO MANUAL PROCESO MIG / MAG

Fuente de poder:

Seleccionar:

Regular:

Controlar:

Fuente de poder:

Seleccionar:

Regular:

Controlar:

Factores que Influyen en el Factores que Influyen en el Liderazgo del Proceso GMAWLiderazgo del Proceso GMAW ECONOMICO:aMenor costo por kilo de material

depositado

TECNICO:aVersatilidad en el procesoaCalidad de los depsitosaNivel tcnico de los soldadores

Versatilidad del ProcesoVersatilidad del Proceso Alambres para toda posicin Un solo alambre de acero al carbono

puede reemplazar a una gama de electrodos convencionales.

Con un solo dimetro de alambre se puede usar para pase de raz, relleno y acabado.

En aceros al carbono puede soldar planchas hasta de 0,6mm.

Calidad en los depsitosCalidad en los depsitos Al ser alambres slidos desnudos no

hay problemas de absorcin de humedad en el revestimiento

Los depsitos de los alambres para aceros estructurales como el ER 70 S-6 (Carbofil PS 6-GC) son similares al de un electrodo revestido como el E 7018 (Supercito).

La escoria es mnima por lo que no existe riesgo de obtener inclusiones de escoria en los depsitos

Sistema GMAWSistema GMAW

Fuente de poder

24 V para el alimentador

Alimentador de alambre

Regulador / Flujometro

Sistema de gas

Sistema de enfriamiento de la pistola

Pistola antorcha

Que se debe conocer para Que se debe conocer para que el proceso MAG/MIG sea que el proceso MAG/MIG sea un xito ?un xito ?

1. Seleccionar adecuadamente elequipo MIG/MAG

2. Seleccionar adecuadamente elgas protector

3. Seleccionar adecuadamente elalambre y su dimetro

4. Seleccionar adecuadamente losparmetros de soldaduraSoldar fundamentalmente con eltipo de transferencia adecuada

5. Entrenamiento y capacitacin delos soldadores y todo el personalinvolucrado

Fuentes de poderFuentes de poder

Instalaciones MIG / MAGInstalaciones MIG / MAG

Alimentacin monofsica Alimentacin monofsica

Alimentacin trifsicaAlimentacin trifsica

Criterios prcticos para Criterios prcticos para seleccionar una Fuente de Poderseleccionar una Fuente de Poder

Preguntas claves que debemos de responder:

1. Que material se va a soldar?2. Cuales son los espesores mximos y

mnimos que se va a soldar ?3. Cuales ser el promedio de arco

encendido ?4. Se requiere soldar alambres tubulares?

Cuatro reglas sencillas para la seleccin de una Fuente de Poder

1. Si suelda espesores hasta 6,0mm se recomienda emplear una FP de 300 a 350 A con 60% de CT, para usar como mximo alambre de 1,00 mm.

2. Si se suelda espesores hasta 9,6mm. Se recomienda FP de 400 Amp con 60% de CT.

3.Si se suelda espesores mayores de 9,60 mm, se recomienda una FP de 450 A al 60% CT

4.La fuente de poder debe ser un producto durable, de calidad y de fcil operacin

Datos de Placa de una Fuente de Datos de Placa de una Fuente de Poder para GMAWPoder para GMAW

Alimentacin 50-60Hz 220/380/440

Tensin en vaco 45-55 V N de posiciones (V) 24 Ciclo de trabajo 60% 320

100% 250 N de inductancia 2

de alambreacero e inoxidable 0,8-1,2

de alambre ligero 1,0-1,6 de alambre tubular 1,0-1,6 Velocidad de alimentacin 1,5-20.0 N de rodillos 4

Alimentadores de alambreAlimentadores de alambre

Alimentadores de alambreAlimentadores de alambre Sistemas de 2 rodillos Sistemas de 4 rodillos

Rodillos impulsoresRodillos impulsores

Antorchas para Antorchas para GMAWGMAW

Tipos de Antorchas para Tipos de Antorchas para GMAWGMAW

Antorchas:

Refrigeradas por gas

Refrigeradas por agua

Con extraccin de humos

Push-Pull

Automticas

Pistolas GMAWPistolas GMAW

Enfriadas por aire agua- La capacidad nominal de la pistola

de soldar debe tener como mnimo el amperaje con el que se soldar normalmente.

- Se debe recordar que las mezclas de argn, normalmente reducen la capacidad a un 50%.

Pistolas GMAWPistolas GMAW

El uso de pistolas de una menor capacidad de amperaje puede causar:- Sobrecalentamiento y/o fusin de la

pistola.- Alimentacin errtica.- Incremento del uso de consumibles.

Pistolas GMAWPistolas GMAW Las pistolas enfriadas por agua se usan normalmente para:- Aplicaciones con amperajes muy

elevados (450 A +).- Aplicaciones con amperajes altos y

mezclas de argn.- Sistemas mecanizados

automticos.

TIPO Cap. / Ciclo de Trabajo (CO2) Cap. / Ciclo de Trabajo (Mescla) Dimetro del AlambreMB15AK 180 A / 60% 150 A / 60% 0.6 - 1.0MB24KD 250 A / 60% 220 A / 60% 0.8 - 1.2MB25AK 230 A / 60% 200 A / 60% 0.8 - 1.2MB26KD 290 A / 60% 260 A / 60% 0.8 - 1.2MB36KD 340 A / 60% 320 A / 60% 0.8 - 1.2MB38KD 380 A / 60% 360 A / 60% 1.2 - 1.6RB61GD 500 A / 60% 400 A / 60% 1.6 - 3.2

Antorchas Refrigeradas por Gas

Antorchas Refrigeradas por Agua

TIPO Cap. / Ciclo de Trabajo (CO2) Cap. / Ciclo de Trabajo (Mescla) Dimetro del AlambreMB 240D 300 A / 100% 270 A / 100% 0.8 - 1.0MB 501D 500 A / 100% 450 A / 100% 1.0 - 2.4MB 602 600 A / 100% 550 A / 100% 1.0 - 2.4RB 601D 650 A / 100% 1.6 - 3.2

Antorchas con Sistema de Extraccin de Humos

TIPO Refrigeracin Cap. / Ciclo de Trabajo (CO2) Cap. / Ciclo de Trabajo (Mescla) AlambreRAB 15AK GAS 180 A / 60% 150 A / 60% 0.8 - 1.0RAB 24AK GAS 250 A / 60% 220 A / 60% 0.8 - 1.2RAB 25KD GAS 230 A / 60% 200 A / 60% 0.8 - 1.2RAB 36KD GAS 310 A / 60% 290 A / 60% 0.8 - 1.2RAB 501D AGUA 450 A / 100% 400 A / 100% 1.0 - 2.4

Guas de alambreGuas de alambre

Estn diseadas para soportar y conducir el alambre, desde los rodillos impulsores hasta la punta de contacto.

Guas de alambreGuas de alambre Es importante que se use la gua de

acuerdo al dimetro del alambre. Se fabrican en dos variedades:

- Acero:9 Para la mayora de las aplicaciones.

- Tefln:9 Para aluminio y aceros inoxidables.

Guas de alambreGuas de alambre La mayora de los alambres tienen un

recubrimiento de parafina (cera) para ayudar en la alimentacin y proteger la superficie del electrodo.

Con el uso, el recubrimiento y la suciedad del rea produce que sta se acumule en el interior de la gua; provocando problemas de alimentcin.

La limpieza o reemplazo peridico son necesarios para asegurar una alimentacin adecuada.

NomenclaturaNomenclatura

Longitud de arco

Distancia punta de contacto -trabajo

NomenclaturaNomenclatura

Prolongacin elctrica stickout

Distancia boquilla -trabajo

Elementos elctricos Elementos elctricos

Amperaje Voltaje Resistencia

VoltaVoltajjee En un circuito de soldadura existen

varios valores de voltaje:- OCV (tensin de vacio).- Carga. - Primario.- Secundario.- Arco.

Voltaje de arcoVoltaje de arcoAfecta la altura y ancho del cordn de soldadura.

El voltaje seleccionado en la fuente de poder determina la longitud de arco.

El voltaje de arco no cambia en funcin de la otras variables- Fuentes de poder de voltaje constante.

VoltaVoltajje e cordncordn

Corriente/AmperajeCorriente/Amperaje Los dos tipos de corriente son:

- Corriente alterna.- Corriente directa.9 La corriente en un circuito fluye en un

solo sentido (de - a +).

Corriente directaCorriente directa Los dos sentidos de flujo se conocen:

- DCEN, Polaridad directa9 EN por Electrodo Negativo

- DCEP, Polaridad Invertida9 EP por Electrodo Positivo

Corriente alternaCorriente alterna

-+



-

+

VariablesVariables Metal base

- El tipo, la composicin y el espesor ayudan a determinar:9El amperaje necesario.9El dimetro del electrodo a ser

usado.9El tipo de gas de proteccin que

debe utilzarse.

EspesorEspesor--amperajeamperaje

1873/16 = 0.1876

1565/32 = 0.1568

1251/8 = 0.12510

1001/10 = 0.10012

785/64 = 0.07814

621/16 = 0.06216

473/64 = 0.04718

Amperaje aproximado

Fraccin ms prxima

(pulgadas)Calibre

Velocidad de alambreVelocidad de alambre--amperajeamperaje

Relacin WFS-Amperaje para transferencia corto circuito en acero al carbono.

70 - 27075 - 2500.045

80 - 38050 - 1800.035

90 - 34040 - 1450.030

100 - 40030 - 900.023

Rango de velocidad de

alambre

Rango de amperaje

Dimetro de alambre

Fusin del alambreFusin del alambre Regla emprica

- 1 A por cada 0.001 de espesor- 1/8 material = 0.125 = 125 amperes.

Fusin del alambre:- 0.030 x 2 dim*factor (125 A) = 250 IPM- 0.035 x 1.6 dim*factor (125 A) = 200 IPM- 0.045 x 1 dim*factor (125 A) = 125 IPM

ResistResisteencnciaia Existen varias fuentes de resistencia

en un circuito de soldadura:- Cables de fuerza- Conexiones9 Pinza de tierra9 Terminales

- Stickout- Arco elctrico

Cables de fuerzaCables de fuerza Dimetro Longitud Condicin

ConeConexionesxiones

StickStickooutut Para transferencia corto circuito debe

estar entre 3/8.

StickoutStickout--aamperamperajjee

Direccin de avanceDireccin de avance

EmpujeEmpuje ArrastreArrastre

Direccin de avanceDireccin de avance

Velocidad de avanceVelocidad de avance

Influencia de la tensin de Influencia de la tensin de arco sobre la penetracin y la arco sobre la penetracin y la forma del cordnforma del cordn

Influencia de la velocidad de soldadura sobre la penetracin y la silueta del cordn

Influencia del gas en el Influencia del gas en el perfil de soldaduraperfil de soldadura

Modos de transferenciaModos de transferencia

Spray pulsado

Corto circuito Globular

Spray

Transferencia corto circuitoTransferencia corto circuito

Transferencia corto circuitoTransferencia corto circuito Ventajas:

- Materiales delgados- Trabajos fuera de posicin- Juntas abiertas- Pobre ajuste de juntas

Limitaciones:- Produce salpicadura- Falta de penetracin en materiales

gruesos- Uso limitado en aluminio

Transferencia corto circuitoTransferencia corto circuito

InductancInductanciaia Los cambios en la inductancia afectan

la fluidez del charco de soldadura A mayor inductancia, el cordn tiende

a ser ms plano.

La transferencia globular normalmente NO se utiliza debido a la alta cantidad de salpicadura y los problemas potenciales de penetracin incompleta.

Transferencia globularTransferencia globular

Transferencia sTransferencia spraypray

Ventajas:- Alta tasa de depsito- Buena fusin y penetracin- Excelente apariencia del cordn- Capacidad de utilizar alambres de gran

dimetro- Prcticamente no existe slapicadura


Limitaciones:- Usada solo en materiales de un espesor

mnimo de 1/8- Para posiciones plana y horizontal- Se requiere de un buen ajuste de junta ya que

no tolera las juntas abiertas


Transferencia spray pulsadoTransferencia spray pulsado

Ventajas - Permite la aplicacin en todas posiciones- Sin salpicadura- Toda la gama de espesores- Verstil y productivo- Programable


Limitaciones:- Alto costo inicial del equipo- Aceptacin del operador y conocimiento del

proceso- Dificultad para ajustar los parmetros- Aplicacin limitada en juntas abiertas y de

pobre ajuste.


Regimenes de Transferencia Regimenes de Transferencia AvanzadosAvanzados

Aceros al carbonoAceros al carbono

ER XXX S - X

Indica el uso de un electrodo continuo (E), varilla (R).

Indica la resistenci a mnima a la tensin,en miles de psi (lb/in2)

Indica si el metal de aporte es slido (S) Compsito (C).

Indica la composicin qumica del electrodo slido la composicin qumica del depsito producido por un electrodo compsito. El uso del sfijoGS indica que el metal de aporte es para aplicaciones de un solo paso.

Aceros inoxidablesAceros inoxidables

ER 308 X

ER significa que el metal de aporte puede ser usado un electrodo continuo una varilla

Los digitos 308 indican la composicin qumica especfica del metal de aporte.

Cierto tipos de alambres slidos pueden tener letras nmeros despus de los digitos, por ejemplo: L significa bajo carbono; Si significa alto contenido de silicio.

AluminioAluminio

Gas de proteccinGas de proteccin Se debe mentener un flujo apropiado

del gas de proteccin para asegurar que el charco de metal lquido este protegido contra la atmsfera.

GasGas de proteccinde proteccin Las funciones principales son:

- Formar una campana de proteccin para el metal lquido contra la atmsfera.

- Estabilizar el arco.- Afecta la forma de la columna de plasma y

permite los diferentes modos de transferencia.

Gas de proteccinGas de proteccin Un flujo inadecuado de gas puede tener efectos

ncivos para los cordones de soldadura:- Muy bajo, causa falta de proteccin- Muy alto, causa turbulencia que introduce aire al

cordn Se debe proteger la zona de arco contra rfagas

de viento que alteren la proteccin del gas.

Gas de proteccinGas de proteccin El tipo de gas afecta:

- Los parmetros de soldadura; amperaje, voltaje y stickout.

- Modo de transferencia de metal; corto circuito, globular spray.

- Estabilidad del arco de soldadura.- Apariencia del cordn; humectabilidad, prfil y

penetracin.- Niveles de salpicadura.- Generacin de humos y vapores.- Velocidad de avance/tasa de fusin del electrodo.

Gas de proteccinGas de proteccin Los gase puros que con mayor frecuencia se utilizan como gas de proteccin ( una mezcla de ellos) son:- Argn (Ar)- Bixido de carbono (CO2)- Oxgeno (O2)- Helio (He)- Hidrgeno (H2)- Nitrgeno (N2)

Argn Argn Gas inerte. Produce un fcil encendido de arco. Promueve con facilidad obtecin de la

transferencia tipo spray. Se usa como componente base de

mezclas.

Bixido de carbono Bixido de carbono (CO(CO22)) El CO2 puro se utiliza nicamente para

la transferencia de corto circuito:- Bajos parmetros,materiales delgados.- Aplicaciones en fuera de posicin.- Produce elevados niveles de humos y

salpicadura.

Bixido de carbono Bixido de carbono (CO(CO22)) Como un componente en una mezcla

con argn : - Produce mayor penetracin- Incrementa en calor aplicado- Mejora el perfil de penetracin y del

cordn.

OxgenoOxgeno Como componente en una mezcla con

argn :- Estabiliza el arco de soldadura.- Mejora la humectabilidad.- Reduce la tendencia al socavado.

Defectos mas comunes en Defectos mas comunes en el proceso GMAWel proceso GMAW

. POROSIDADES. POROSIDADES. SALPICADURAS. SALPICADURAS

.FISURAS.FISURAS

PorosidadesPorosidadescomo evitarlascomo evitarlas Proteja el arco elctrico de las

corrientes de aire Elimine las impurezas de la superficie Ajuste el flujo de gas Verifique la calidad del gas Use alambres limpio y en buen estado Regule adecuadamente el voltaje

............ContinuaContinua

Limpie las salpicaduras de la tobera y boquilla de la pistola

Mantener la distancia correcta del alambre

Revisar las conexiones de la manguera del sistema de refrigeracin.

Controle la composicin qumica del alambre

Prestar atencin a la pistola

SalpicadurasSalpicadurascomo evitarlascomo evitarlas

Tensin de arco muy elevada Excesivo flujo de gas Metal base sucio Velocidad de alambre alto o bajo en

relacin con la velocidad de alambre Distancia excesiva de stick out Control inadecuado de la inductancia

......Continua......Continua

Posicin de la torcha o pistola Mal contacto del alambre y la punta de

contacto Salpicaduras en la tobera Tener mucho cuidado cuando se trabaja

con CO2 puro, el ajuste de parmetros debe ser ms preciso que con gases mixtos.

Fisuras Fisuras como evitarlascomo evitarlas

Diseo de junta inadecuado:- Se debe prepara biseles adecuados para

permitir que el metal depositado en su seccin transversal supere las condiciones de restriccin.

Calor excesivo en la junta, causa exceso de contracciones y dilataciones:- Se debe reducir la corriente y el voltaje, as

como aumentar la velocidad de soldadura.

....Continua....Continua

Fragilizacin en caliente causada por la presencia de azufre:- Es necesario usar alambres con alto

contenido de manganeso.- Usar arco corto para minimizar la quema

de manganeso.- Modificar la secuencia de soldeo.

Tensiones residuales muy elevadas:- Se debe usar tratamiento de alivio de

tensiones.

....Continua....Continua

Fragilizacin por hidrgeno:- Usar gases secos.- Remover humedad que se pueda encontrar

sobre los materiales a soldar.- Mantenga una temperatura de soldeo por

un tiempo ms largo (post-calentamiento) despus de haber terminado de soldar para permitir la difusin del hidrgeno libre que pueda haber quedado en la superficie hacia el medio ambiente.

EXSA S.A.EXSA S.A.

DIVISION SOLDADURASDIVISION SOLDADURASDepartamento Tcnico y Venta de Departamento Tcnico y Venta de

Mquinas de SoldarMquinas de SoldarTelfono: 265Telfono: 265--16181618

Fax: 265Fax: 265--16171617ee--mail: [email protected]: [email protected]

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