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O F I C I N A S R E G I O N A L E S
www.soldexa.com.pe
Junio/2010N° 112
Boletín técnico de
soldadura
Boletín técnico de soldadura
DESARROLLO DE NUEVOS ELECTRODOS BÁSICOSDE EXTRA BAJO HIDRÓGENOE7018-1 H4R / E11018-G H4
Desde siempre las fallas en las uniones soldadas han sido una
constante preocupación para los que trabajamos en el
mundo metalmecánico, ya que estas fallas obligan, en el
mejor de los casos, a realizar reparaciones y en otros casos a
rechazar y desechar por completo la unión soldada. En
ambos casos la pérdida de tiempo y dinero, aumentan los
costos de un proyecto.
Una de estas fallas puede deberse al agrietamiento en frío.
Este tipo de falla es producida como resultado de la
combinación de los esfuerzos residuales en la unión soldada
(generalmente en la zona afectada por el calor) y el hidrógeno
difusible, es por ello que comúnmente se le denomina como
agrietamiento inducido por hidrógeno.
Los materiales base más susceptibles a sufrir este tipo de falla
son los aceros de gran espesor, aceros de alto contenido de
carbono y aceros aleados. En estos últimos además de tener
cuidado con el agrietamiento en frío, se debe cuidar de
utilizar materiales de aporte que garanticen sus altas
propiedades mecánicas.
El hidrógeno que se introduce en la unión soldada puede
provenir desde: el material de aporte, el material base o la
atmósfera. Es claro que este tipo de agrietamiento ha sido
ampliamente estudiado y se pueden emplear técnicas para
evitar que se produzca, entre ellas:
· Precalentamiento.
· Tratamiento térmico postsoldadura.
· Técnicas adecuadas de soldeo.
· Limpieza de los materiales base.
· Seleccionar y almacenar adecuadamente los materiales
de aporte.
Dentro de esta última utilizar materiales de aporte que
introduzcan la menor cantidad de hidrógeno (materiales con
un indicador de bajo hidrógeno, como H4 o H8) es una
práctica contra el agrietamiento en frío.
Las mejores propiedades mecánicas, necesarias para los
aceros de alto carbono y/o aleados son obtenidas mediante
el uso de electrodos de revestimiento básico, pero a su vez,
estos electrodos tienen una capacidad higroscópica
(capacidad para absorber humedad del medio ambiente)
mayor que cualquiera de los otros revestimientos: rutílicos,
celulósicos, etc.
Debido a esta mayor capacidad higroscópica es que estos
electrodos deberían ser almacenados en su envase original
en un área seca o una vez abierto el envase en hornos de
mantención, a la temperatura recomendada por el
fabricante, hasta que sean empleados para evitar que su
revestimiento absorba humedad.
Es claro, desde el lado de los materiales de aporte, que los
fabricantes de soldadura se deben preocupar de proveer
materiales que cumplan con las características antes
mencionadas: aportes con bajo tenor de hidrógeno y
resistentes a la absorción de humedad, para prevenir que el
agrietamiento en frío se produzca.
Es en este sentido que SOLDEXA, como fabricante y líder del
mercado nacional de soldaduras, ha invertido en la
investigación y desarrollo de nuevos electrodos a través de la
compra de un sistema de última generación en el análisis de
hidrógeno en el metal depositado, marca OERLIKON modelo
G-2060.
Fig. 6.- Constitución de Cupón
Fig. 7.- Fotografía de Probetas
Las piezas antes de ser soldadas son sometidas a un procesode desgasificación a 410 °C por una hora mínimo.
Después del tratamiento las muestras deben ser limpiadasen caso se hubiese formado cascarilla; para lo cual lasprobetas son arenadas.
Después de marcar la pieza, pesar con una presición de 0.1gó menos.
Antes de soldar las tres partes del espécimen deben serdesengrasadas con alcohol o acetona.
Toda la manipulación de los especímenes debe ser contenazas limpias, guantes sin pelusas o con otrosinstrumentos libres de contaminación.
Los parámetros a usar debe ser los mismos al inicio delensayo y para todos los cupones. El soldeo de los cupones serealizará en una plataforma de soporte estandarizadaestablecida en la norma ANSI/AWS 4.3 -93R.
Debe usar la técnica de “STRINGER BEAD”
El inicio y fin del arco debe ser al menos a 25 mm del TestEspécimen
El cupón se debe soldar lo mas rápido posible y colocarlo enagua con hielo, dentro de un tiempo de 5 segundo deextinguido el arco.
.
STARTINGWELD TAB TEST SPECIMEN
RUN OFFWELD TAB
25 mm +- 6mm
(1 in. 1/4 in.)+-
0-25 mm
(0-1 n)
CRATER
Desgasificación
Lectura de Hidrógeno.
En esta etapa las probetas soldadas son colocadas en el
horno a una temperatura de 150°C ( + 1 °C) por un lapso de
tiempo de 6 horas ( Fig .1).
Después de la desgasificación, los cupones son conectados
al regulador de muestras y luego los gases son trasladados
al cromatógrafo de gases (Fig. 4) donde se realiza la
detección y medición del hidrógeno para que finalmente el
reporte sea impreso en el Cromatocorder 21 (Fig. 5).
El cupón debe ser agitado fuertemente en el agua por 20ó 30 segundos y luego colocado rápidamente en un bañolíquido a baja temperatura ( - 60 ° C mín)”
Los cupones deben ser soldados dentro de los 60 minutosde iniciado el soldeo del primer cupón.
Fig. 8.- Plataforma para Soldeo de Cupones
Fig. 9.- Cupones Soldados
2.
3.
Boletín técnico de soldadura
www.soldexa.com.pe
El procedimiento de trabajo para la determinación del
hidrógeno en el metal depositado es de acuerdo a la
norma ANSI/AWS 4.3 93R
.
El cupón estandarizado está constituido por tres
piezas: starting weld tab; test specimen y Run off weld
tab (Fig. 6). El material utilizado para los cupones
puede ser ASTM A 36 ó SAE 1020.
“Standard Methods forDetermination of the Diffusible Hydrogen Content ofMartensitic, Bainitic, and Ferritic Steel Weld MetalProduced by Arc Welding”
Procedimiento de Trabajo
1. Preparación de la Muestra
R) sin que por ello el valor de hidrógeno difusible
sobrepase los 4ml/100g, consecuentemente mante-
niendo sus altos valores de tenacidad y previniendo el
agrietamiento.
El equipo OERLIKON G-2060, único en el Perú nos ha
permitido el desarrollo de dos electrodos de estas carac-
terísticas:
Ambos productos se han empleado en obras importantes
como la Central Hidroeléctrica El Platanal - Perú y en
Panamá para las obras de la ampliación del Canal de
Panamá.
2. Este equipo también se aplica para el soporte del servicio
postventa que nuestra empresa brinda a nuestros
clientes, que por la importancia de sus obras apliquen
dichos productos.
SUPERCITO 100 PLUS E7018–1 H4R
TENACITO 110 PLUS E11018–G H4
Ser una herramienta importante para la investigación y
desarrollo de nuevos electrodos de muy bajo tenor de
hidrógeno, resistentes a la absorción de humedad y que
requieren mejores propiedades mecánicas, especial-
mente en los valores de tenacidad.
Con la ayuda de este equipo hemos logrado desarrollar
electrodos básicos que sólo introducen una cantidad de
hidrógeno máxima de 4ml/100g de material depositado
(clasificación H4), siendo el valor promedio del mercado
8ml/100g de material depositado (H8). Con esta mejora
logramos obtener valores muy superiores de tenacidad
del metal depositado, así como prevenir que se produzca
el agrietamiento en frío.
Asimismo estos nuevos electrodos básicos presentan
una resistencia a absorber la humedad del medio
ambiente superior a los electrodos presentes
actualmente en nuestro medio. Esta resistencia a la
absorción de humedad permite tener estos electrodos
expuestos a la intemperie hasta por 9 horas (clasificación
1.
SISTEMA DE ANÁLISIS DE HIDRÓGENOEN METAL DEPOSITADO G-2060
Fig. 1.- Equipo de medición de Hidrógeno difusible marca OERLIKON
Modelo G-2060, adquirido por SOLDEXA.
El sistema G-2060 cuenta con un cromatógrafo que es un
instrumento que mide volúmenes de componentes
individualmente contenidos dentro de una mezcla de gases. El
cromatógrafo de gases es provisto por una “columna”
revestida con un material granular en una tubería de 2 a 6 mm
de diámetro interior y de 50 cm a 3 m de longitud. Cuando la
mezcla de gases pasa a través de esta columna aquí ocurre
una diferencia de tiempo requerido para que un determinado
componente pase a través de la columna.
Por ejemplo cuando se hace pasar aire por la “columna” el
primer componente en atravesar es el O y luego el N , luego
el volumen es medido con detector propio del equipo.
El sistema G -2060 está diseñado para medir el hidrógeno
difusible en el metal depositado mediante un cupón soldado
estandarizado que es desgasificado a un tiempo y
temperatura ya determinados. El hidrógeno desgasificado
del cupón es capturado en una cápsula y luego es
2 2
Principio del MétodoPrincipio del Método
transportado al cromatógrafo de gases conjuntamente con gas
argón de alta pureza que actúa como un gas de transporte del
hidrógeno. Es en el cromatógrafo de gases donde finalmente se
realiza la medición del hidrógeno.
Cromatógrafo GC 7000.La principal función de este equipo es la detección y medición
del hidrógeno proveniente de las cápsulas con los cupones
soldados.
Chomatocorder 21.Este equipo tiene como principal función el procesa-
miento final de la data y la emisión del reporte.
Fig. 2.- Horno Desgasificador
Fig. 3.- Regulador de Muestra
Fig. 4.- Cromatógrafo GC 7000
Fig. 5.- Chromatocorder 21
Regulador de MuestraEste equipo tiene como función hacer de interfase entre las
cápsulas de cupones y el cromatógrafo de gases.
Además del control y medición de los gases argón e
hidrógeno.
Horno DesgasificadorEl objetivo de este horno es desgasificar el hidrógeno de los
cupones soldados a una temperatura de 150° C por un lapso
de 6 horas.
El sistema G-2060 para la determinación de cuenta
con los siguientes equipos:
hidrógeno
Equipos de Sistema G-20601.
2.
Este equipo tiene dos objetivos principales:
