Parametrización en Soldadura e Influencia en la Soldabilidad y Productividad de los Procesos SMAW, GMAW, GTAW y FCAW

Parametrización en Soldadura e Influencia en la Soldabilidad y Productividad de los Procesos SMAW, GMAW, GTAW y FCAW

Ángela Arteta, Lizeth D. De La Hoz, Loraine Jiménez, Ernesto L. Juliao e Isaura D. Rubio.

Universidad del Atlántico, Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Industrial.

Resumen

El objetivo de este trabajo es la descripción de los tipos de soldadura más comunes SMAW (Shielded Metal Arc Welding), GMAW (Gas Metal Arc Welding), GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) y FCAW (Flux-Cored Arc Welding); así como el análisis de la incidencia de los mismos en la productividad y soldabilidad. Se presentan los distintos parámetros de soldadura de cada uno de los procesos y se establecen las ventajas y desventajas de la utilización de cada proceso de soldadura.

Palabras clave: parámetros de soldadura, productividad, soldabilidad.

Parameterization in welding and influence on the weldability and productivity of processes SMAW, GMAW, GTAW and FCAW

Abstract

The aim of this project is the description of the types of more common welding procedures: SMAW (Shielded Metal Arc Welding), GMAW (Gas Metal Arc Welding), GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) y FCAW (Flux-Cored Arc Welding); as well as the analysis of the incidence of the same in the productivity and weldability. The various welding parameters are presented of each of the processes and set out the advantages and disadvantages of the use of each welding process.

Keywords: welding parameters, productivity, weldability

INTRODUCCIÓN

La soldadura es un proceso que surgió de la necesidad del ensamble de piezas de forma permanente y su origen data de la Edad Media y de la Edad de los Metales donde los primeros forjadores realizaban las primeras uniones calentando y posteriormente golpeando los materiales a unir. Se considera este proceso de unión ya que representa ciertas ventajas como el bajo costo, permite la unión de metales de distintos espesores, todo esto si se desea que la unión sea permanente. Entre las características obtenidas por la unión de metales mediante soldadura se puede mencionar que son fuertes, puesto que ofrece la resistencia de los componentes (resistencia a la tensión, al impacto y a la elongación); se tienen uniones libres de poros, reproducibles y su inspección se facilita ya que los ensayos realizados no representan destrucción de la pieza. Debido a la portabilidad de los equipos de soldadura, el proceso puede realizarse tanto en taller como en campo abierto (dependiendo del tipo de proceso a utilizar).

Una soldadura, según la definición de la American Weding Society (AWS), es “una unión localizada (la fusión o crecimiento conjunto de la estructura del gano de los materiales soldados) de metales o no metales, producida por el calentamiento de éstos a las temperaturas de soldadura requeridas, con o sin la aplicación de presión, o aplicando sólo presión y con o sin el uso de materiales de aportación”. Además, es necesario considerar las propiedades de los materiales a unir entre las cuales la más importante es la soldabilidad. Un material se considera soldable en un grado prefijado, por un procedimiento determinado y para una aplicación específica, cuando mediante una técnica adecuada se puede conseguir la continuidad del material de la unión, de tal manera que cumpla con las exigencias prescritas.

Por otra parte se hace necesario considerar como resultado final del proceso, no sólo un producto en buen estado, sino que a su vez represente un incremento en la productividad o a lo sumo mantenerla estable.

Dentro de los factores que afectan a la productividad se encuentran: la presencia de escoria al finalizar la soldadura, la salpicadura o chisporroteo, el buen uso del material de soldadura (electrodo, material de aporte, etc.), entre otros.

Teniendo en cuenta que la productividad involucra el buen uso de los recursos, es necesario tener en cuenta ciertos factores para elegir el tipo de soldadura adecuado para cada caso; estos estándares que nos permiten decidir el proceso a utilizar se les conoce cómo parámetros.

Los siguientes parámetros deben ser considerados a la hora de decidir el tipo de proceso de soldadura que se desea utilizar: por ejemplo la forma de los materiales a unir (láminas, placas, piezas, tuberías, etc.), tipo de metal (metal base) que se va soldar (ferroso o no ferroso), tipo de unión (a tope, esquina, traslape, borde, tipo T), limitaciones de la producción (el entorno), equipamiento disponible, disponibilidad de la mano de obra (capacitación de la mano de obra en uno u otro proceso bajo consideración), costo de los consumibles y costo de la mano de obra, finalidad de la pieza terminada (permite saber el grado de perfección en el acabado), entre otros.

Cuando se escoge un dicho proceso se pone en consideración los siguientes parámetros: longitud del arco siendo esta la distancia entre la punta del electrodo y la superficie del baño de fusión; cordón (pasada simple de metal soldado depositado sobre la superficie del metal base); velocidad de fusión siendo esta la velocidad a la cual se funde el micro-alambre. Las unidades en las cuales se da esta velocidad son de m/min (metros por minuto); metal depositado o material de aporte, es el material que se aporta a la unión mediante el electrodo o micro-alambre de aportación, con el fin de alcanzar el perfil soldado; electrodo que según el proceso de soldadura bajo el que se trabaje puede ser: una varilla recubierta de pasta protectora en la soldadura al arco manual; el electrodo de tungsteno (en la soldadura GTAW y la soldadura plasma); el micro-alambre consumible en la soldadura GMAW. Téngase en cuenta que el arco eléctrico se forma entre el metal base y la punta del electrodo. Metal de aporte que es el metal añadido al baño de fusión durante la soldadura. Paso o cordón siendo este el metal depositado en un recorrido completo del arco a lo largo de la unión.

PROCESO SMAW

El proceso de soldadura SMAW (Shielded Metal Arc Welding) es un proceso de soldadura manual por fusión que se caracteriza porque la unión metálica, se da por la acción del calor generado por un arco eléctrico establecido entre el metal base (pieza a soldar), que incluyen los aceros, aceros inoxidables, hierros fundidos y ciertas aleaciones no ferrosas, y el extremo del electrodo revestido (material de aporte) que está formado por un núcleo central metálico recubierto por una capa llamada revestimiento.

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