Aunque no existen secretos técnicos en el proceso de soldadura, existen varias tecnologías, métodos y procesos de soldadura que pueden facilitar el proceso de soldadura. Estos procesos se denominan conocimientos técnicos.
El conocimiento de la soldadura puede ahorrar tiempo, costos y mano de obra e incluso puede determinar el éxito o el fracaso de la soldadura, así como las ganancias y pérdidas. La mayoría de los procesos de soldadura se basan en investigaciones científicas, mientras que algunos se basan en la experiencia real de soldadura.
Este artículo tiene como objetivo presentar una síntesis práctica de la experiencia en soldadura.
1 . Problemas y soluciones del proceso de soldadura.
1.1 C elding de placa gruesa y placa delgada
1.1.1 Al soldar piezas de acero con GMAW y FCAW, si el espesor de la pieza excede la corriente de soldadura máxima del soldador, ¿cómo solucionarlo?
Para evitar el agrietamiento de la soldadura o una fusión incompleta, el metal debe precalentarse antes de soldar. La zona de soldadura de la pieza se puede precalentar utilizando propano, gas estándar o soplete de acetileno. El rango de temperatura de precalentamiento recomendado es de 150 a 260 ℃, después del cual se puede iniciar el proceso de soldadura. El objetivo principal del precalentamiento del metal en el área de soldadura es evitar un enfriamiento rápido, que puede causar problemas en el área de soldadura.
1.1.2 Si es necesario soldar una cubierta metálica delgada sobre un tubo de acero grueso mediante GMAW o FCAW, si la corriente de soldadura no se puede ajustar correctamente, pueden ocurrir dos situaciones:
- Primero, para evitar que el metal delgado se queme y reducir la corriente de soldadura, la cubierta de metal delgado no se puede soldar a la tubería de acero gruesa en este momento;
- En segundo lugar, la corriente de soldadura quemará la fina cubierta metálica.
Como lidiar con esto?
Hay dos soluciones principales.
① Ajuste la corriente de soldadura para evitar quemar la delgada cubierta de metal. Además, precaliente el tubo de acero grueso con un soplete y luego suelde las dos estructuras metálicas mediante el proceso de soldadura de placa delgada.
② Ajuste la corriente de soldadura para adaptarla a la soldadura de tubos de acero gruesos. Durante la soldadura, mantenga el tiempo de residencia del arco de soldadura en la tubería de acero gruesa al 90% y reduzca el tiempo de residencia en la cubierta metálica delgada. Es importante señalar que sólo dominando esta técnica podrás obtener buenas uniones soldadas.
1.1.3 Cuando se suelda un tubo de pared delgada o un tubo rectangular de pared delgada a una placa gruesa, es fácil quemar el electrodo a través del tubo de pared delgada. Además de las dos soluciones anteriores, ¿existe alguna otra solución?
En los procesos de soldadura se suele utilizar una varilla refrigerante para evitar quemaduras. Cuando se inserta una barra redonda sólida en un tubo de pared delgada o se inserta una barra rectangular sólida en un tubo rectangular, la barra sólida absorbe el calor y evita que la parte de pared delgada se queme.
Por lo general, una barra sólida redonda o rectangular se instala firmemente en la mayoría de los materiales de tuberías huecas o rectangulares. Al soldar, es importante mantener la soldadura alejada del extremo del tubo, ya que esta zona es la más vulnerable a quemaduras.
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de cómo se puede utilizar una varilla de enfriamiento integrada para evitar quemaduras.
Figura 1. Utilice la varilla de enfriamiento incorporada para evitar quemaduras
1.1.4 Cuando es necesario soldar un material galvanizado o que contiene cromo a otra pieza, ¿qué se debe hacer?
La mejor práctica es lijar o lijar el área alrededor de la soldadura antes de soldar. Esto se debe a que las láminas de metal galvanizadas o que contienen cromo pueden contaminar y debilitar la soldadura, además de liberar gases tóxicos durante la soldadura.
1.2 Techo del buque y estructura del armazón.
1.2.1 Si se utiliza un proceso de soldadura (como soldadura fuerte) para sellar una boya o el extremo de una estructura hueca, ¿qué se hará para evitar que entre aire caliente en el recipiente y cause que el recipiente se rompa durante el sellado final del recipiente? ? ¿soldar?
③ En primer lugar, se perfora un orificio de alivio de presión con un diámetro de 1,5 mm en el pontón para facilitar la circulación de aire caliente y aire externo cerca de la soldadura. Luego, se lleva a cabo la soldadura del sello y, finalmente, se sella el orificio de alivio de presión mediante soldadura.
La figura 2 muestra el diagrama esquemático de un pontón de soldadura sellado o embarcación cerrada.
Fig.2 Diagrama esquemático de un pontón de soldadura estrecho o recipiente cerrado.
Durante la soldadura de la estructura del contenedor de almacenamiento de gas, se puede utilizar el orificio reductor de presión. Sin embargo, es fundamental tener en cuenta que soldar en un recipiente cerrado es muy peligroso. Antes de soldar es imprescindible limpiar el interior del recipiente o tubería y evitar materiales o gases inflamables o explosivos.
Cuando se trata de soldar malla, malla de alambre o metal extendido a la estructura de acero mediante GMAW, FCAW o TIG, la malla de alambre es propensa a quemarse y es posible que la soldadura no se fusione adecuadamente durante el proceso. Para solucionar este problema, se deben colocar arandelas no metálicas en la malla de alambre o en la extensión metálica, y la arandela, la malla de alambre y el marco deben fijarse juntos.
Es importante tener en cuenta que no se permiten arandelas galvanizadas o que contengan cromo, y que la arandela no debe estar recubierta, como se ilustra en la Fig. 3 (a).
Figura 3. Croquis de soldadura de malla de alambre y estructura de marco.
② Para que sirva como disipador de calor, se coloca una arandela más grande encima de la arandela en el lugar de soldadura.
La arandela superior debe tener un orificio más grande que la arandela inferior para evitar que se suelden entre sí.
Posteriormente se suelda el tapón a través de los dos orificios de la junta, procurando que la soldadura quede en el fondo de la junta.
El operador puede utilizar métodos de calentamiento alternativos, teniendo cuidado de evitar que se queme la rejilla o malla de alambre circundante, como se ilustra en las Figuras 3(b) y (c).
③ Otra técnica consiste en utilizar una tira de metal con un orificio, alinearla con la posición de soldadura, colocar la arandela del disipador de calor y luego realizar la soldadura de tapón, como se muestra en la Figura 3 (d).
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1.3 R reparación de componentes soldados
1.3.1 Además del abridor de pernos de uso común, ¿qué otros métodos se pueden utilizar para quitar pernos dañados u oxidados?
Aquí se introducen dos métodos :
① Si el perno instalado no se daña durante el calentamiento, la tuerca y el conjunto de tuerca se pueden calentar usando un soplete de oxígeno y acetileno hasta que brille. Luego, enfríe rápidamente con agua para facilitar la extracción del tornillo. Este proceso puede requerir varios ciclos de calentamiento y enfriamiento en frío.
② Si el tornillo, la tuerca o la ranura alveolar están dañados o perdidos, coloque una tuerca en la parte superior o restante de la cabeza del tornillo, apriete la tuerca y luego llene el metal dentro de la tuerca y atorníllela usando cualquier método de soldadura. Este método conectará la tuerca y la parte restante del perno, proporcionando un nuevo punto de fijación. También se puede utilizar calor para apretar el tornillo.
La parte residual del tornillo fijo se puede retirar mediante soldadura, como se muestra en la Figura 4.
Figura 4. Extracción de la parte restante del tornillo de fijación mediante soldadura
1.3.2: ¿Cómo reparar y reforzar un cigüeñal desgastado mediante soldadura?
Al reparar un cigüeñal desgastado, se pueden utilizar varios métodos de soldadura como GMAW, FCAW o TIG. Sin embargo, para obtener una forma de cuenta satisfactoria, se deben considerar cuidadosamente los cuatro requisitos siguientes:
① Asegúrese de que la dirección de la orejeta sea paralela al eje del cigüeñal.
② Inicialmente, se debe superponer un cordón de soldadura en la parte inferior del cigüeñal, y luego se debe superponer el cordón de soldadura posterior girando el cigüeñal 180 grados para equilibrar la tensión de soldadura y reducir significativamente la deformación térmica de la soldadura.
Tenga en cuenta que el recubrimiento secuencial en la primera pasada puede causar deformación del cigüeñal. Este proceso de recubrimiento es adecuado para reparar y soldar cigüeñales de rodillos.
③ Mantenga una superposición del 30 % al 50 % del metal depositado entre dos pasadas de soldadura para garantizar una superficie lisa de la pasada de soldadura durante el mecanizado después de la reparación de la soldadura.
④ Cuando se utiliza soldadura por arco manual y soldadura con alambre tubular con protección de gas, el fundente residual entre pasadas de soldadura debe limpiarse utilizando un cepillo o un método de corte.
Además del método de reparación del cigüeñal mencionado anteriormente, se puede agregar un cordón de superficie a cada posición de 90° del cigüeñal para minimizar aún más la deformación por soldadura. Al reparar piezas de bronce o cobre, la adición de metal de soldadura fuerte es más ventajosa para aliviar la tensión y la deformación que el revestimiento.
La Figura 5 ilustra cómo reparar un cigüeñal desgastado mediante soldadura.
Fig.5 Diagrama esquemático de reparación de un cigüeñal desgastado mediante método de soldadura.
1.3.3 ¿Cómo retirar un rodamiento de acero atascado de un equipo mediante soldadura?
Para retirar un rodamiento de acero atascado del equipo mediante soldadura, primero se debe crear un cordón de soldadura en la superficie interior del rodamiento. La fuerza de estiramiento del cordón de soldadura reducirá el diámetro del rodamiento y el calor generado durante la soldadura ayudará a mover el rodamiento.
Por ejemplo, si la superficie interior de un tubo de 10 cm de diámetro se cubre con un cordón de soldadura, el diámetro del tubo de acero disminuirá en 1,2 mm. Consulte la Figura 6 para ver un diagrama esquemático del método de soldadura para quitar rodamientos atascados.
Fig.6 Diagrama esquemático de extracción de rodamientos atascados mediante método de soldadura
1.3.4 A menudo se producen grietas en la estructura de los tanques de petróleo o en las planchas de los buques. ¿Cómo podemos evitarlos?
Un método consiste en perforar un pequeño orificio al final de la grieta para dispersar la tensión en un área más grande y luego soldar una serie de soldaduras multicanal de diferentes longitudes para aumentar la resistencia de la placa de acero frente a la grieta. .
La Figura 7 ilustra cómo prevenir la propagación de grietas en láminas de acero.
Fig.7 Prevención de la propagación de grietas en chapas de acero
dos . Soldadura de placas de refuerzo
2.1 Colocación y engrosamiento de la placa de refuerzo.
2.1.1 La placa de refuerzo de soldadura suele estar soldada a la superficie de la placa base.
Sin embargo, la soldadura de filete en el borde exterior de la cartela puede hacer que la parte central de la cartela se incline hacia arriba, dando como resultado una deformación angular que la separa de la superficie de la placa base. Este problema se ilustra en la Figura 8 (a) y puede complicar los procesos de mecanizado y torneado.
Para resolver este problema, se puede utilizar soldadura por encaje o ranura en la sección media de la cartela. Esto permite que la superficie de la placa de refuerzo se adhiera perfectamente a la superficie de la placa base, eliminando así la deformación y facilitando el mecanizado.
La Figura 8(b) representa un diagrama esquemático que demuestra el posicionamiento de la placa de refuerzo mediante soldadura de lengüeta o soldadura de ranura.
Fig.8 Diagrama esquemático del posicionamiento de la placa de refuerzo mediante soldadura de tapón o soldadura de ranura
2.1.2 A veces es necesario aumentar el espesor de un sustrato en un área específica, pero la región engrosada no debe exceder el tamaño total del sustrato. ¿Cómo se puede solucionar este problema?
Una solución es incrustar una placa de metal gruesa en la sección de la placa base que necesita ser engrosada y luego fijarla mediante soldadura.
La Figura 9 ilustra una placa gruesa incrustada en el sustrato.
Esta técnica puede proporcionar suficiente espesor para futuras operaciones de mecanizado, mandrinado o perforación y puede reemplazar piezas voluminosas o piezas fundidas en equipos.
Fig.9 Diagrama esquemático de cómo insertar la placa gruesa en la placa base
2.1.3 ¿Cuál es el método estándar para aumentar la rigidez de una losa para soportar cargas?
El método estándar para aumentar la rigidez de una losa para soportar cargas es soldar una serie de ángulos de acero verticales a la losa y agregar refuerzos de acero en ángulo para aumentar su rigidez, como se muestra en la Figura 10.
Fig.10 Diagrama esquemático de cómo agregar refuerzo de acero en ángulo para aumentar la rigidez de la placa plana
Control de ruido y vibración de 2,2 N.
2.2.1 ¿Qué medidas técnicas se pueden utilizar para reducir el ruido y la vibración de la placa metálica?
El problema del ruido está estrechamente relacionado con el de la vibración y ambos pueden solucionarse reduciendo la frecuencia de resonancia de la placa metálica.
Los principales métodos utilizados para reducir el ruido y las vibraciones son los siguientes:
① Aumente la rigidez doblando, engarzando o fortaleciendo las ranuras;
② Corte la placa plana en trozos más pequeños para mejorar el soporte;
③ Aplicación de revestimiento de superficie en aerosol;
④ Unir una capa de material de fibra amortiguadora a la superficie de la placa plana.
La Figura 11 ilustra los cuatro métodos para aumentar la frecuencia de resonancia para reducir el ruido.
La Figura 12 muestra que la rigidez del metal generalmente aumenta para reducir la vibración a frecuencias relativamente bajas.
Fig.11 Aumento de la frecuencia de resonancia para reducir el ruido
Fig.12 Diagrama esquemático del aumento de la rigidez del metal para reducir la vibración.
2.2.2 Si dos placas planas se sueldan en ángulo vertical utilizando un dispositivo en forma de C, ¿cómo se debe realizar la soldadura?
Durante el proceso de soldadura, se puede utilizar un bloque de acero o un objeto rectangular como herramienta auxiliar para ayudar a fijar el filete de soldadura. Para fijar las placas se pueden utilizar la abrazadera en forma de C y el bloque rectangular, como se muestra en la Figura 13.
Fig.13 Diagrama esquemático del uso de una abrazadera en forma de C y un bloque rectangular para fijar la soldadura de filete
