1 PROCESOS DE SOLDADURA Y CORTE Por: Oliver O. Añez Leigue Concepto de soldadura 2 De acuerdo con AWS, una soldadura es, “una coalescencia localizada de metales o no metales producida tanto por calentamiento de los metales a la temperatura de soldadura, con o sin la aplicación de presión, o por la aplicación de presión solamente y con o sin el uso de material de aporte.” Coalescencia significa “unidos uno a otro entre si”. Por esa razón la soldadura se refiere a las operaciones usadas para llevar a cabo esta operación de unión. Factores que limitan la elección de un proceso de soldadura 3 Cada proceso de la soldadura tiene sus factores limitantes, esto es un buen indicativo para su elección apropiada. El proceso de la soldadura se selecciona con base en la oscilación entre los costes y los factores de la calidad. Cuando está especificado por el ingeniero de soldadura el personal de inspección debe estar atento para prevenir las posibles discontinuidades que se generan por cada proceso en particular. Factores Limitantes 4 Dimensiones del material Posición de soldadura Requerimientos en la raíz Acceso del lado reverso Penetración de junta Disponibilidad del equipo de soldadura Consumibles Habilidad del soldador Nivel de calidad requerido Economía Seguridad Dimensiones del material 5 Las dimensiones del material puede limitar el uso de un proceso a favor de otro, debido al espesor de las piezas a unir. Para secciones de mucho espesor se escogerá soldar con proceso de arco con alambre tubular (FCAW), arco sumergido (SAW)o eletroescoría (EGW). A pesar de esto, para soldar espesores delagado se escoge procesos de arco por electrodo de tugnsteno (GTAW), brazing (B), soldering (S) o arco eléctrico con protección gaseosa con alambre solido (GMAW). Posición de soldadura 6 Cuando la posición de la junta no puede ubicarse en posición plana, limita el empleo del arco eléctrico por la acción de la gravedad. En esta situación se debe utilizar una pequeña poza de fusión lo que genera poca penetración con posibilidades de inclusión de escoria y fusión incompleta. Requerimientos en la raíz 7 La raíz de la junta tiene que ser fundida a no ser que la especificación diga lo contrario – penetración parcial. Procesos de alta penetración pueden ser escogidos como: SAW, FCAW y GMAW en transferencia en spray. Una junta que se esta soldada de ambos lados donde después de terminar la soldadura desde una lado de la pieza se repela el otro lado hasta llegar al metal base es mas confiable que aquella que solo se suelda desde un solo lado; generalmente para este tipo de juntas se utiliza ensayos volumétricos como radiografía y ultrasonido para verificar la calidad de la soldadura. Acceso del lado reverso 8 Si el acceso esta restringido del otro lado de la junta el soldador tiene que tener la suficiente habilidad para realizar la soldadura de un solo lado. Inaccesibilidad podrá requerir el uso de anillos de respaldo o insertos consumibles para procesos automáticos. Un ejemplo de este caso es el empleo de electrodo E 6010 con proceso SMAW para la soldadura de raíz en cañerías. Preparación de junta 9 Las posibilidades de preparación de junta influencia la elección de un proceso. Ej.: Una junta a tope para proceso ESW será inapropiada para SMAW. El exceso a la junta por el tipo de preparación limitaría la elección de un proceso. Ej.: la posibilidad de acceder con una torcha de GMAW para una junta restringida en la raíz. Disponibilidad del equipo de soldadura 10 a) b) Esto se refiera a la habilidad del equipo de soldadura con respecto a su portabilidad, siendo esta una consideración importante para realizar soldadura en campo. Como ejemplo podemos comentar: En la soldadura con electrodo de tungsteno sin encendido por alta frecuencia ocasiona que el soldador tenga mas habilidad para iniciar el arco. Para soldadura de arco pulsante en proceso GMAW esta limitado por un equipo en especial. Consumibles 11 La inexistencia en el mercado de una vara de consumible especial para un material, o la imposibilidad de contar con un gas de protección adecuado. Habilidad del soldador 12 La calidad de un equipo o de un proceso no esta garantizada si no se tiene personal entrenado en el mismo. Nivel de calidad requerido 13 Requerimientos de calidad en los pases de raíz, limitan el uso de un proceso. Reacciones en materiales que causen un proceso de oxidación acelerada. Economía 14 Análisis economía – eficiencia, es decir proceso automático – semi automático. El encargado de soldadura debe ser consiente de las tasas de deposición que tiene cada proceso de soldadura a utilizar, de la eficiencia del proceso, y balancearlos los costos operativos de cada uno de ellos y los tiempos disponibles para terminar el proyecto. Seguridad 15 Los factores de seguridad varían dependiendo del proceso, por eso se tiene que analizar tomar en cuenta estas características . El proceso de electrodo revestido genera mas gases dañinos mientras se suelda, en cambio el proceso de soldadura con electrodo de tungsteno genera un mínimo de gases dañinos. Diagrama maestro de procesos de soldadura 16 Procesos de Soldadura 17 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. SMAW – Shielded Metal Arc Welding; GMAW – Gas Metal Arc Welding; FCAW – Flux Cored Arc Welding; GTAW – Gas Tungsten Arc Welding; PAW – Plasma Arc Welding; SAW – Submerged Arc Welding; ESW – Electroslag Welding; OAW – Oxyacetylene Welding; SW – Stud Welding. SMAW – Shielded Metal Arc Welding 18 Este proceso opera mediante el calentamiento del metal con un arco eléctrico entre un electrodo de metal recubierto, y los metales a ser unidos. La protección es generada por la descomposición del revestimiento del electrodo Es un proceso manual El equipamiento básico es: Una fuente de energía, cable del electrodo, cable de tierra, pinza porta electrodo y el electrodo. Soldadura por Arco con Electrodo Revestido 19 Recubrimiento del Electrodo 20 El recubrimiento del electrodo es la característica que clasifica a los distintos tipos de electrodos. Realmente sirven para cinco funciones diversas. Protección: el recubrimiento de descompone para formar una protección gaseosa para el metal fundido. Desoxidación: el recubrimiento provee una acción de flujo para remover el oxígeno y otros gases atmosféricos. Aleante: el recubrimiento provee elementos aleantes adicionales para el depósito de soldadura. Ionización: el recubrimiento mejora las características eléctricas para incrementar la estabilidad del arco. Aislación: la escoria solidificada provee una cobertura de aislación para disminuir la velocidad de enfriamiento del metal (el efecto menos importante). Clasificación de los electrodos American Welding Society ha desarrollado un sistema para la identificación de los electrodos de soldadura por arco con electrodo revestido Las Especificaciones de la American Welding Society A5.1 y A5.5 describen los requerimientos para los electrodos de acero al carbono y de baja aleación respectivamente. POSICION EXXXX RESISTENCIA A LA TRACCION REVESTIMIENTO CARACTERISTICAS DE OPERACION 21 Significado del Ultimo Dígito de la Identificación de SMAW 22 Clasificación Hierro F3 EXX10 F3 EXXX1 F2 EXXX2 F2 EXXX3 F2 EXXX4 F4 EXXX5 F4 EXXX6 F4 EXXX8 F1 EXX20 F1 EXX24 F1 EXX27 F1 EXX28 Corriente DCEP AC y DCEP AC y DCEN AC y DC AC y DC DCEP AC o DCEP AC o DCEP AC o DC AC o DC AC o DC AC o DCEP Arco Penetración Revestimiento y Escoria Polvo Enérgico Enérgico Medio Suave Suave Medio Medio Medio Medio Suave Medio Medio Profunda Profunda Media Baja Baja Media Media Media Media Baja Media Media Celulosa - sodio Celulosa - potasio Rutílico - sodio Rutílico - potasio Rutílico - polvo de hierro Bajo hidrógeno - sodio Bajo hidrógeno - potasio Bajo hidrógeno - polvo de hierro Oxido de hierro - sodio Rutílico - polvo de hierro Oxido de hierro - polvo de hierro Bajo hidrógeno - polvo de hierro 0 10 % 0% 0 10 % 0 10 % 25 40 % 0 10 % 0% 25 45 % 0% 50 % 50 % 50 % Nota : El porcentaje de polvo de hierro está basado en el peso del revestimiento. de Equipamiento para soldadura SMAW 23 SMAW – Shielded Metal Arc Welding 24 Ventajas - Equipamiento relativamente simple - Proceso versátil Desventajas - Proceso relativamente lento - Remoción de escoria - Requiere habilidad del soldador Discontinuidades - Porosidad – por humedad en el revestimiento - Inclusión de escoria - Socavación - Falta de penetración e fusión GMAW – Gas Metal Arc Welding 25 La soldadura por arco con alambre y protección gaseosa se caracteriza por un electrodo sólido de alambre el que es alimentado en forma continua a través de la pistola de soldadura. Se crea un arco entre este alambre y la pieza de trabajo para calentar y fundir el metal base y los metales de aporte. Una vez fundido, el alambre se deposita en la junta soldada. Una característica importante para GMAW es que toda la protección para la soldadura es provista por una atmósfera de gas protector que también es suministrado a través de la pistola de soldadura desde alguna fuente externa. Los gases usados incluyen los del tipo inerte y los reactivos Es más comúnmente usado como un proceso semiautomático; sin embargo, es usado también en aplicaciones mecanizadas y aplicaciones automáticas. Con soldadura por arco con alambre y protección gaseosa hay cuatro modos básicos de transferencia de metal. Estos son, spray, globular, arco pulsante, y en corto circuito. GMAW – Gas Metal Arc Welding 26 Alambre consumible Los electrodos usados en este proceso son alambres sólidos que se proveen en bobinas o rollos de distintos tamaños Se distinguen por las letras “ER” seguidas por dos o tres números, la letra “S”, un guión, y finalmente otro número. RESISTENCIA A LA TRACCION COMPOSICIÓN QUIMICA ERXXS-X ELECTRODO DE ALAMBRE ALAMBRE SÓLIDO 27 Equipo de Soldadura por Arco con Alambre y Protección Gaseosa 28 29 Modos de Transferencia del Metal; (a) Spray, (b) Globular, y (c) Corto Circuito. (No se muestra arco pulsante) GMAW – Gas Metal Arc Welding 30 Ventajas - Mayor tasa de deposición que el proceso anterior. - Usado en uniones tanto ferrosas como no ferrosas. - Proceso adecuado para soldadura automática o robotizada Desventajas - No es aplicado para soldadura de campo - Limitado a posición plana, excepto para la transferencia en corto circuito y por arco pulsante - Utiliza equipos mas complejos que para SMAW Discontinuidades - Pueden resultar las discontinuidades comunes excepto la inclusión de escoria - Porosidad - Falta de fusión principalmente en la transferencia corto circuito. FCAW – Flux Cored Arc Welding 31 Este es muy similar a la soldadura por arco con alambre y protección gaseosa excepto que el electrodo es tubular y contiene un fundente granular en vez de un alambre sólido como en soldadura por arco con alambre y protección gaseosa. El electrodo tubular que es alimentado a través del tubo de contacto de la pistola de soldadura, para producir un arco entre el electrodo y la pieza de trabajo. En tanto la soldadura progresa, se deposita un cordón de metal de soldadura. Cubriendo éste metal de soldadura solidificado se encuentra una capa de escoria, como el caso de la soldadura por arco con electrodo revestido. Con soldadura por arco con alambre tubular, puede haber o no protección gaseosa, dependiendo en que tipo de electrodo se use. Soldadura por Arco con Alambre Tubular Autoprotegida 32 Sistema de Identificación de Electrodo FCAW 33 Una identificación comienza con una “E”, la que expresa que es un electrodo. El segundo dígito será tanto “0” o “1”. Un “0” significa que el electrodo es adecuado para el uso sólo en posición plana o filete horizontal, mientras que un “1” describe un electrodo que puede ser usado en cualquier posición. Siguiendo a estos números está la letra “T”, que se refiere a un electrodo tubular. A esto sigue un guión y luego otro número que denota el grupo particular basado en la composición química del metal de soldadura, tipo de corriente, polaridad de la operación, y requerimiento de gas de protección. Resistencia a la tracción Electrodo Tubular EXXT-X ELECTRODO POSICION COMPOSICIÓN QUIMICA CARACTERISTICAS DE OPERACIOON Equipo de Soldadura por Arco con Alambre Tubular con Protección Gaseosa 34 Equipo de Soldadura por Arco con Alambre Tubular con Protección Gaseosa 35 FCAW – Flux Cored Arc Welding 36 Ventajas - Aumento en la tasa de deposición - Optimo acabado - Mayor tolerancia a la contaminación - A sustituido a proceso SMAW y GMAW en varias aplicaciones. Desventajas - Aplicación limitado a aceros al carbono e inoxidables. - Equipo mas complejo y mas caro que al utilizado para el proceso SMAW. - Para proceso con protección gaseosa se debe soldar en lugares cerrados para evitar el viento. - Remoción de escoria Discontinuidades - Porosidad - Inclusión de escoria GTAW – Gas Tungsten Arc Welding 37 La característica más importante de GTAW es que el electrodo usado no se consume durante la operación de soldadura. Está hecho con tungsteno puro o aleado, que tiene la capacidad de soportar temperaturas muy altas, incluso aquellas del arco de soldadura. Por esto, cuando pasa la corriente, se crea un arco entre el electrodo de tungsteno y la pieza. Cuando se requiere metal de aporte, se debe agregar en forma externa, usualmente manual, o usando algún sistema de alimentación mecánica. La totalidad de la protección del arco y del metal se alcanza a través del uso de gases inertes que fluyen fuera de la buza rodeando al electrodo de tungsteno. Soldadura por Arco con Electrodo de Tungsteno y Protección Gaseosa 38 Clasificación de los electrodos de Tungsteno 39 Las denominaciones consisten en una serie de letras comenzando con una “E” que se pone por electrodo. Luego viene una “W" que es la designación química para el tungsteno. Estas letras están seguidas por letras y números que describen el tipo de aleación. Debido a que sólo hay cinco clasificaciones diferentes, se diferencian comúnmente usando un sistema de códigos de colores. Clasificación de Electrodo de Tungsteno AWS Clase EWP EWCe-2 EWLa-1 EWTh-1 EWTh-2 EWZr Aleante Tungsteno Puro 1.8-2.2 %cerio 1% óxido de lantano 0.8-1.2% torio 1.7-2.2% torio 0.15-0.40%circonio Color Verde Naranga Negro Amarillo Rojo Marrón Efecto del Tipo de Corriente de Soldadura en la Penetración de la Soldadura por Arco con Electrodo de Tungsteno y Protección Gaseosa 40 CORRIENTE-TIPO POLARIDAD DEL ELECTRODO FLUJO DE LOS ELECTRONES E IONES DC Negativa DC Positiva AC (Balanceada) NO SI SI – Una vez cada medio ciclo CARACTERISTICAS DE PENETRACION ACCION DE LIMPIEZA DE OXIDO CALENTAMIENTO BALANCEADO EN EL ARCO PENETRACION CAPACIDAD DEL ELECTRODO 70% En el extremo de la pieza 30% En el extremo del electrodo Profunda, Estrecha Excelente (e.g., 3.18 mm [1/8 in.]-400ª) 30% En el extremo de la pieza 50% En el extremo de la pieza 70% En el extremo del 50% En el extremo del electrodo electrodo Poco profunda Pobre (e.g. 6.35 mm[1/4 in.]-120ª) media Buena (e.g. 3.18 mm [1/8 in.]-225ª) Equipo de Soldadura por Arco con Electrodo de Tungsteno y Protección Gaseosa 41 GTAW – Gas Tungsten Arc Welding 42 Ventajas - Proceso de soldadura para casi todos los materiales - Especial para espesores finos - Alta calidad de la soldadura con buena apariencia visual . Desventajas - Es necesario buena habilidad - Baja tasa de aporte de material en proceso manual Discontinuidades - No presenta inclusión de escoria - El problema mas común de este proceso es la inclusión de tungsteno. PAW – Plasma Arc Welding 43 Un plasma es definido como un gas ionizado. Con cualquier proceso que usa un arco, se crea plasma. Sin embargo, (PAW) es así llamado debido a la intensidad de esta región de plasma. Ambos GTAW y PAW usan el mismo tipo de fuente de potencia. Tanto para PAW como GTAW se usa electrodo de tungsteno para la creación del arco. Sin embargo, con la torcha de PAW, hay un orificio de cobre dentro de la buza cerámica. Hay un gas de “plasma” de alta velocidad el que es forzado a través de dicho orificio y pasa el arco de soldadura dando como resultado una constricción de este arco. Soldadura por Plasma 44 Comparación de las Torchas de GTAW y PAW. 45 Comparación entre PAW Transferido y No Transferido 46 Equipo de Soldadura por Plasma 47 PAW – Plasma Arc Welding 48 Ventajas - Produce una fuente de calor muy localizada. - Alta calidad de soldadura y mayores tasas de deposición comparada con GTAW. Desventaja - Utilización de equipo mas costoso Discontinuidades - No existe inclusión de escoria - Es reducida la tendencia a la inclusión de tungsteno. - Puede ocurrir inclusión de cobre SAW – Submerged Arc Welding 49 Este método es típicamente el más eficiente mencionado por lejos en términos de la relación de deposición de metal de soldadura. SAW se caracteriza por el uso de una alimentación continua de alambre sólido que provee un arco que está totalmente cubierto por una capa de fundente granular; de aquí el nombre de arco “sumergido” . El proceso puede ser semiautomático, mecanizado o automático. Este proceso produce alta penetración Soldadura por arco sumergido 50 Sistema de Identificación de los Electrodos SAW 51 Indica fundente Indica la resistencia mínima a la tracción (por 69 MPa (10000psi) de metal de soldadura de acuerdo con las condiciones de soldadura, y usando el fundente que se clasificó y la clasificación específica de electrodo indicada Designa la condición de tratamiento térmico en la que se realiza el ensayo: A para el caso sin tratamiento y P para tratamiento térmico posterior a la soldadura. El tiempo y temperatura del PWHT son de acuerdo a lo especificado. Indica la menor temperatura a la cual la resistencia al impacto del metal de soldadura referido arriba alcanza o excede los 27J (20 ft lb). E indica un electrodo sólido; EC indica un electrodo de material compuesto FXXX - EXXX Clasificación del electrodo usado para producir la soldadura referida arriba. F7A6-EM12K es una designación completa. Se refiere a un fundente que producirá un metal de soldadura con, en una condición sin tratamiento térmico posterior a la soldadura, tendrá una resistencia a la tracción no menor a 480 MPa (70000 psi) y una resistencia al impacto de Charpy con entallas en V de al menos 27J (20 ft lb). a –51°C (-60°F) cuando se produce con un electrodo EM12K bajo las condiciones citadas en la especificación F7A4-EC1 es una designación completa para un fundente cuando se usa el nombre comercial del electrodo en la clasificación. Se refiere a un fundente que producirá el metal de soldadura con tal electrodo, el que en la condición sin tratamiento posterior de soldadura, tendrá una resistencia a la tracción no menor que 480MPa (70000psi) y una resistencia al impacto de Charpy con entallas en V de al menos 27J (20 ft lb). a –40°C (-40°F) bajo las condiciones citadas en la especificación Equipo de Soldadura por Arco Sumergido 52 Equipo de Soldadura por Arco Sumergido 53 SAW – Submerged Arc Welding 54 Ventajas - Tasa de deposición elevada - Buen acabado - Alta penetración Desventajas - Requiere ajuste preciso de piezas - Limitado para posiciones plana y horizontal. Discontinuidades - Inclusión de escoria - Porosidades - Socavaduras por alta velocidades de avance - Fisuras soldadura que presentan exceso de penetración ESW – Electroslag Welding 55 Este exhibe típicamente la mayor cantidad de material depositado de cualquiera de los procesos de soldadura. ESW se caracteriza por la unión de componentes que están ubicados borde a borde de manera que la junta está vertical. La soldadura se realiza en una única pasada tal que la progresión es desde abajo hacia la parte superior de la junta, sin interrupción. A pesar que la soldadura progresa verticalmente, hacia arriba en la junta, la posición de soldadura es considerada plana debido a la ubicación del electrodo con respecto a la pileta de soldadura. Durante la soldadura, el metal fundido es sostenido por zapatas enfriadas por agua. Soldadura por Electroescoria 56 Equipos de Soldadura por Electroescoria 57 SAW – Submerged Arc Welding 58 Ventajas - Alta tasa de deposición - No requiere preparación de junta Desventajas - Limitación a posición plana - Es aplicado solo para espesores gruesos - Mucho tiempo para preparar el equipo Discontinuidades - Inclusión de escoria - Porosidad - Falta de fusión - Fisuras Soldadura Oxiacetilenica (OAW) 59 Mientras que también se usa el término ‘soldadura por oxigas’, el acetileno es el único gas combustible capaz de producir temperaturas suficientemente altas para soldadura efectiva. con OAW, la energía para la soldadura es creada por una llama, por esto se considera como un método de soldadura química. Como el calentamiento es provisto por una reacción química, la protección para la soldadura oxiacetilenica es realizada también por esta llama. Por esto no se necesita protección interna. Soldadura oxiacetilenica 60 Tipos de llamas oxiacetilenicas 61 Equipo de soldadura oxiacetilenica 62 Soldadura Oxiacetilenica (OAW) 63 Ventajas - Bajo costo - Portatil - No demanda energía electrica Desventajas - Requiere mucha habilidad del soldador - Tasa de deposición baja - Elevado calentamiento Discontinuidades - Falta de fusión - Porosidad - Socavadura - Fisuras SW – Stud Welding 64 Este método se usa para soldar espárragos, o fijaciones, a la superficie del metal. SW se considera como un proceso de soldadura por arco porque el calor para la soldadura es generado por un arco entre el espárrago y el metal base. El proceso es controlado por una pistola mecánica la cuál está fijada a la fuente de potencia a través del panel de control. Este proceso puede ser semiautomático o automático Los espárragos se pueden soldar en cualquier posición SW – Stud Welding 65 Ciclo de Soldadura de Espárrago. 66 Equipo de Soldadura de Espárragos 67 Algunas Configuraciones Típicas de Espárragos y Presentadores 68 SW – Stud Welding 69 Ventajas - Poca habilidad del soldador requerida - Es un método económico y seguro para colocar espárragos Desventajas - El operador debe ajustar correctamente el equipo Discontinuidades - Falta de fusión - Socavadura - Falta de fijación del pino Brazing 70 Brazing es un grupo de procesos de unión que produce la coalescencia de los materiales por el calor a la temperatura Brazing en la presencia de un metal de aporte con un punto de fusión por encima de 840 º F y por debajo del punto de fusión de los metales base. La principal diferencia entre los métodos de soldadura es la manera en que el calor se aplica a la junta. Brazing 71 Se conocen los siguientes métodos de Brazing: a) Torch Brazing (TB) b) Furnace Brazing (FB) c) Induction Brazing (IB) d) Resistance Brazing (RB) e) Dip Brazing (DB) f) Infrared Brazing (IRB) g) Difussion Brazing (DFB) Brazing 72 Los compuestos de Brazing son aleaciones complejas cuidadosamente ajustadas con los puntos de fusión y las características del fundente. El Brazing se produce cuando los metales de aporte se derriten a una temperatura superior a 840 º F. Metales de aporte que se derriten por debajo de 840 º F son Soldering. Se diferencian de la soldadura que ni en brazing y soldering el metal base no se derrite. Tipos de juntas usadas durante el brazing 73 Torch Brazing (TB) 74 TB se lleva a cabo por calentamiento con un soplete de gas o antorcha. El gas combustible (acetileno, propano, gas natural, etc) se pueden quemar con aire, aire u de oxígeno comprimido. El metal de aporte para Brazing se puede pre ubicar en forma de anillos, arandelas, cintas, lingotes, polvo, etc, o alimentados por alambre o varilla. Una buena limpieza antes del fundente de Brazing son esenciales. Este proceso puede realizarse de forma manual, o automáticamente por la máquina. La antorcha de Brazing manual es especialmente útil para ensambles de secciones desiguales. La antorcha de brazing debería ser un proceso confiable. El fundente por su fusión indica cuando el trabajo esta a una temperatura adecuada para el Brazing. El metal de aporte pasa entonces a la junta mediante acción capilar y debe ser visible en todos los bordes expuestos de la junta. Furnace Brazing (FB) 75 FB es preferible cuando las piezas a soldar se pueden montar con el metal de aporte antes de colocarse cerca o en la junta. La pre ubicación del metal de aporte para Brazing, puede ser en forma de alambre, papel de aluminio, polvo, pasta, o cinta. La mayoría de soldadura de alta producción se realiza en una atmósfera reductora, como el hidrógeno, pero el horno de soldadura se hace mucho en un vacío, lo que impide la oxidación. Induction Brazing (IB) 76 IB es un proceso automático que utiliza una bobina de inducción para calentar el metal. Las piezas se colocan cerca de una bobina que conduce la corriente alterna. Llegan a ser calentados por una corriente eléctrica inducida en las piezas a unir. El metal de aporte para el Brazing suele ser colocado antes. El diseño cuidadoso de la junta y la configuración de la bobina son necesarios para garantizar que todas las superficies alcanzan la temperatura de Brazing al mismo tiempo. Resistance Brazing (RB) 77 RB es un proceso automático o semiautomático que utiliza la resistencia eléctrica en la junta a ser soldada como el dispositivo de calentamiento. El metal de aporte del Brazing se coloca antes o adiciona en alguna forma conveniente. El fundente debe tener en cuenta la conductividad del fundente. La mayoría de los fundentes son eléctricamente aislantes, cuando son sólidos. Las partes a soldar se ubican entre dos electrodos, y la presión adecuada y la corriente se aplica. La presión se mantiene hasta que se solidifica la junta. Infrared Brazing (IRB) 78 IRB utiliza una lámpara de cuarzo de alta intensidad para proporcionar calor radiante a la pieza de trabajo a la temperatura de soldadura. Los ensambles para soldar cuentan con el apoyo para que la energía incida en la junta a ser soldada. Difussion Brazing (DFB) 79 DFB utiliza un metal de aporte que se difunde en el metal base para crear propiedades de juntas cercanas al del metal base. Las migraciones de los átomos (en estado sólido) de distancia de sus posiciones iníciales en los resultados de red cristalina en la difusión de cosas de metal de aporte y el metal de base. Esto da como resultado parcial o totalmente la eliminación de cualquier rastro de metal de aporte en una capa de la junta. Tal soldadura aumenta las propiedades mecánicas y puede volver una mayor temperatura de fusión. En algunas juntas, una difusión de los átomos se prevé que se creará una fase líquida, que puede ser distribuido por la acción capilar, como en otros métodos de brazing. Brazing 80 Ventajas del Brazing: 1. El Brazing puede unir metales desiguales. 2. Es adecuado para la unión de metales que no son fáciles de soldar. 3. Debido a que el Brazing utiliza temperaturas más bajas, la distorsión a través de los metales finos se puede unir sin fundir. Desventajas del Brazing 1. La preparación para el brazing requiere una limpieza adecuada de cada junta y buena alineación de las juntas durante el flujo capilar del metal de aporte para brazing. 2. El residuo de fundente debe eliminarse para evitar la corrosión posterior de la junta o metal base. Discontinuidades del Brazing: 1. Las discontinuidades típicas se encuentran en las juntas soldadas, son huecos y la erosión y la penetración incompleta. Procesos de Corte 81 Hay numerosos métodos disponibles, incluyendo los tipos, tanto térmicos y mecánicas. El corte térmico es el método estándar de preparación de las juntas de metal base para soldar. El área de corte se limita a una zona angosta. El metal es removido por la combustión (oxidación) en corte por oxyfuel gas, por fusión simple en el chorro de plasma, o por fusión de arco en una ráfaga de aire. Procesos de Corte 82 El proceso de corte puede ser manual, semiautomático o automático. Por razones de seguridad, las lentes con filtro son necesarias para la observación de las operaciones de corte térmico, y gafas de seguridad con protectores laterales que son necesarias para protegerse de las chispas y salpicaduras. Procesos de Corte 83 Los tres principales procesos de corte térmico son las siguientes: 1. Oxifuel gas cutting (OFC) 2. Air carbon arc cutting (CAC-A) 3. Plasma arc cutting (PAC) Oxifuel gas cutting (OFC) 84 OFC fue en un tiempo exclusivamente de corte de oxiacetileno (OFC-A), pero actualmente el oxi corte puede ser con el oxígeno y el gas natural (OFC-N), propano (OFC-P), hidrógeno (OFC-H), una mezcla de propiedad, tales como estabilizado metilacetileno y propadieno, o polvo de metal de corte (POC). El corte de polvo metálico se utiliza para el acero inoxidable, aluminio y aleaciones de cobre. Se requieren antorchas para cada tipo de corte. Oxifuel gas cutting (OFC) 85 El OFC corta metales ferrosos por oxidación del hierro en el oxígeno para formar óxido de hierro. Por encima de la temperatura de oxidación de aproximadamente 1700 º F, la oxidación del hierro (oxidación) se convierte en la combustión, que se limita a una zona estrecha. El metal que se corta se calienta a la temperatura de oxidación por las llamas de precalentamiento dispuestas alrededor del chorro de corte de oxígeno. Oxifuel gas cutting (OFC) 86 La principal limitación de este método es que efectivamente puede reducir únicamente los materiales que oxidan a una temperatura por debajo de su punto de fusión. En consecuencia, es difícil producir un corte de calidad en acero inoxidable utilizando este método. Procesos de Corte 87 Procesos de Corte 88 Pico para corte con gas acetileno y oxigeno Pico para corte con gas propano y oxigeno Procesos de Corte 89 Air carbon arc cutting (CAC-A) CAC-A funde el metal con un carbón de arco eléctrico y luego sopla a alta velocidad del chorro de aire, viajando paralelo al electrodo y golpean el charco de soldadura, justo detrás del arco Procesos de Corte 90 Procesos de Corte 91 Procesos de Corte 92 Plasma arc cutting (PAC) PAC utiliza el mayor calor del arco de plasma (18 000 º F a 25 000 º F) para cortar cualquier metal, ferrosos o no ferrosos. Se elimina el material fundido con un chorro de alta velocidad de gas ionizado caliente. El proceso utiliza un arco constreñido entre un electrodo (DCEN) refrigerado por agua y la pieza de trabajo. El orificio que se contrae el arco es enfriado por agua. La calidad de corte por plasma de arco es superior a otros tipos de corte térmico, debido a la alta temperatura de la reacción. Procesos de Corte 93 Mechanical cutting (MC) 94 Las juntas son también preparadas para la soldadura por medios mecánicos tales como maquinado, Amolado, cizalladlo, cortado con sierra, etc. La mayor preocupación después del corte mecánico es la eliminación de aceites sulfurados de corte utilizados para lubricar las herramientas de corte. El azufre puede causar grietas en las soldaduras, y todos los aceites son una fuente de hidrógeno Mechanical cutting (MC) 95