Soldadura: Cicles, Corrents i Aplicacions

Aquí teniu les notes d'estudi:

Objectius d'aprenentatge

• Preparar equips de soldadura per arc elèctric.
• Descriure el funcionament dels components d'un lloc de treball de soldadura per arc elèctric.
• Ajustar equips i variables de treball, com ara la intensitat.
• Triar elèctrodes i aportacions i relacionar-los amb les característiques de construcció.
• Reconèixer diferents tipus de soldadura i associar-los amb la normativa aplicable.
• Diferenciar els riscos derivats de la soldadura elèctrica i identificar els equips de protecció individual (EPI).

Tipus d'unions

• Existeixen unions rígides, mòbils i desmuntables.
• Les unions rígides inclouen les soldades, clavades i cargolades.
• Les unions desmuntables poden ser amb xavetes o amb passadors.
• Les unions mòbils poden ser giratòries, lliscants o flexibles.

Conceptes Fonamentals de la Soldadura per Arc Elèctric

• La soldadura per arc elèctric es basa en la fusió de metalls mitjançant calor intensa (fins a 3500 °C).
• Aquesta calor és generada pel pas de corrent elèctric entre un metall base i un elèctrode.
• El refredament i posterior solidificació creen una unió forta.
• La soldadura elèctrica amb elèctrode revestit és un tipus de soldadura per arc elèctric en atmosfera natural utilitzant un elèctrode consumible.
• L'elèctrode revestit té forma de vareta metàl·lica que subministra el material d'aportació.
• El revestiment de l'elèctrode millora el procés elèctric i metal·lúrgic.

Principis Elèctrics bàsics

• L'electricitat es defineix pel moviment i interacció de càrregues elèctriques, especialment d'electrons lliures al voltant dels àtoms.
• Existeixen dos tipus d'electricitat: estàtica i dinàmica, sent la dinàmica la que té aplicació pràctica.
• L'electricitat dinàmica s'obté provocant un flux d'electrons a través d'un material conductor, generalment un metall.

Circuit Elèctric

• Els circuits elèctrics canalitzen l'electricitat per a diverses aplicacions.
• Un circuit bàsic consta d'una font d'energia (V), un consumidor (R) i cables conductors (I).
• En soldadura, l'equip és la font d'energia, els cables connecten la peça i la pinça, i la calor de l'arc elèctric és l'efecte utilitzat.
• Els paràmetres principals de qualsevol circuit són la Intensitat (I), Voltaje (V) i Resistencia (R).
• Intensitat (I) es mesura en amperes (A) i representa la quantitat de corrent.
• Voltatge (V) es mesura en volts (V) i es defineix com la força elèctrica.
• Resistència (R) es mesura en ohms (Ω) i és l'oposició al pas del corrent.
• La llei d'Ohm estableix la relació V = I * R.
• La Potència (P) es mesura en watts (W) i representa la quantia d'energia elèctrica lliurada o absorbida per un circuit en un cert temps.
• La fórmula és P = V * I.

Efectes del Corrent Elèctric

• Un efecte inherent del corrent elèctric és la generació de calor.
• La calor generada es quantifica amb la llei de Joule: E = I² * R * t.
• Energia (E) es mesura en Joules i representa la quantitat d'energia calorífica generada.
• Intensitat (I) és el flux d'electrons, mesurat en amperes; a més intensitat, més calor.
• Resistència (R) és la resistència al pas del corrent, mesurada en ohms; a major resistència, més calor.
• Temps (t) és la durada del fenomen elèctric, mesurat en segons.
• La calor necessària per a la fusió dels metalls en soldadura s'obté de l'arc elèctric.
• Les temperatures poden ascendir fins a 3500 °C.
• El corrent elèctric també genera un camp magnètic que afecta la gota de metall fos i crea un cràter al bany de fusió.

El Camp Magnètic en la Soldadura

• L'estricció magnètica allarga la gota de metall fos que surt de l'elèctrode.
• La bufada magnètica desvia l'arc a causa de distorsions en el camp magnètic al voltant de l'elèctrode.
• La bufada magnètica es minimitza amb corrent altern (AC).

Tipus de Corrent Elèctric

• Corrent continu (CC): El flux d'electrons té un sentit constant (polaritat definida) amb voltatge nominal uniforme.
• Corrent altern (AC): Els electrons oscil·len en sentits oposats (ona sinusoidal) a una freqüència i amplitud constants.
• Corrent rectificat o polsat: És complex, format per ones semirectangulars asimètriques amb amplitud i freqüència variable, obtingut a partir d'AC mitjançant equips inverter.

Polaritat en la Soldadura

• En corrent continu hi ha polaritat directa i inversa.
• La polaritat influeix en la forma en què s'allibera energia calorífica.

Protecció en la Soldadura

• La soldadura amb elèctrode revestit utilitza la calor de l'arc per fondre la vareta metàl·lica i les gotes es projecten al metall base formant el cordó de soldadura.
• L'objectiu és protegir el bany de fusió.
• Per evitar la corrosió i contaminació del bany de fusió, l'elèctrode té un revestiment.
• El revestiment es fon i gasifica actuant com a protecció.
• La protecció atmosfèrica impedeix l'entrada d'oxigen, nitrogen i aigua de l'atmosfera.
• També millora el procés elèctric i dona estabilitat a l'arc.
• El material fos del revestiment crea una capa protectora o escòria.
• El revestiment pot contenir productes químics que milloren les propietats metal·lúrgiques.

Característiques Generals del Procés de Soldadura amb Elèctrode Revestit

• El procés d es molt popular per ser versàtil, senzill, portàtil i econòmic.
• És manual i requereix habilitat i destresa per a executar-se correctament.
• Permet soldar en qualsevol posició amb diversos metalls.
• Té desavantatges donada la baixa productivitat i irregularitat del cordó.
• Progressivament s'ha substituït per mètodes semiautomàtics com MIG-MAG i TIG.

El Grup Elèctric

• Són màquines que adapten el corrent altern de la xarxa a les condicions de soldadura.
• Quan s'activa l'equip, subministra tensió inicial de buit (Vo).
• En iniciar l'arc (encebat) el voltatge cau pràcticament a zero.
• Amb arc establert, la màquina manté els valors d'intensitat constants.
• Es pot regular la intensitat segons el diàmetre de l'elèctrode, gruix de la peça i posició de soldadura.
• En interrompre l'arc, retorna instantàniament a la tensió inicial.
• En general, els grups operen a 230V (monofàsica) o 400V (trifàsica) a 50Hz.

Transformadors AC → AC

• Transformen el corrent altern de la xarxa en un altre altern amb valors adequats.
• Es basen en la inducció electromagnètica.
• S'aconsella el seu ús per a grans gruixos i per evitar bufada magnètica.
• Té com a desavantatges la inestabilitat de l'arc i la impossibilitat de soldar amb certs elèctrodes.

Rectificadors AC → DC

• Transformen el corrent altern en corrent continu constant.
• Permeten canviar la polaritat de l'elèctrode i la peça.
• Són adequats per tots els elèctrodes i per a soldar metalls no fèrrics i acer inoxidable.
• Ofereixen un arc suau i bona qualitat del cordó facilitant l'arrencada de l'arc.

Inverter

• Evolució tecnològica que transforma el corrent altern de la xarxa en continu, altern o polsat.
• Utilitza polsos per millorar el control del bany de soldadura i solidificació.
• Estan formats per transistors IGBT i microprocessadors.
• Tenen com a avantatges tenir un tamany reduït, poc pes i cost moderat.

Inverter Multiprocesos

• Són equips inverter que admeten altres processos de soldadura a part de l'elèctrode revestit (TIG, MIG-MAG, etc.).
• Incorporen tecnologia de control avançada.
• Tenen pantalles tàctils per a facilitar el control i variació de paràmetres.

Cables i Pinces

• Transmeten l'energia elèctrica del grup a la peça i l'elèctrode.
• Estan formats per un cable de coure recobert, d'una longitud mínima de 3 metres i una secció major de 25 mm².
• Als extrems hi ha pinça i clavilles.
• Clavilles mascle (iguals) i la polaritat identificada.
• El cable de massa té una pinça per a fixar-lo a la peça.
• El cable porta-elèctrode té una pinça on es fixa i guia l'elèctrode.

Elèctrodes

• Són vares metàl·liques revestides que guien l'arc, aporten metall i protegeixen la soldadura.
• Es consumeixen i s'han de reemplaçar.
• Hi ha moltes composicions possibles pel que fa a tamany i dimensions.
• Hi ha d'acer dolç, acer especial (inoxidable), fundició i metalls no fèrrics (alumini,etc).

Dimensions dels Elèctrodes

• Les dimensions estan normalitzades.
• Diàmetre de l'ànima: És el diàmetre del filferro interior, de 1mm a 8 mm.
• Longitud: És la mida de la vareta, de 150 mm a 450 mm.
• Gruix del Revestiment: És la proporció entre el diàmetre de l'ànima i el revestiment.

Composició del Revestiment

• Bàsics (B): Alta qualitat metal·lúrgica però sensibles a la humitat.
• Cel·lulòsics (C): Generen molts gasos i són aptes per posicions verticals.
• Rútil (R): Universals per la facilitat de maneig.

Designació dels Elèctrodes

• La designació dels elèctrodes està normalitzada i es basa en les normatives europea (EN) i americana (AWS).
• L'AWS A5.1 és per a elèctrodes per a soldadura d'acers al carboni.
• Exemple: E6011. E: Soldadura manual per arc elèctric, 60 : Resistència mínima a tracció (60 kpsi), 1: Posició de la soldadura.
• 1: Tipus de corrent i polaritat (Continu, altern…), 2: Posicions de soldadura, 3: Tipus de revestiment.

Intensitat Estimada

• Es pot estimar el corrent (I) en funció del diàmetre de l'elèctrode: I = 50 x (diàmetre elèctrode - 1)

Protecció i etiquetatge

• La identificació dels fabricants i la informació de les etiquetes és crucial per assegurar un treball de soldadura efectiu i segur.

La soldadura

• És un procés d'unió indissoluble de materials.
• S'aplica a acers, inoxidables, alumini, coure, etc.
• S'utilitza per garantir prestacions elevades en entorns exigents o per funcions més senzilles.
• Hi son diferents processos de soldadura: la més comú és per arc elèctric revestit, Però també existeixen la soldadura per arc de fil continu amb protecció de gas o sense, i la soldadura per arc en gas inert amb electrode infusible de tugsté (TIG).
• Hi son dos tipus de soldadura principals i el mateix material Soldadura heterogènia: entre materials de diferents naturalesa, amb o sense aportació: o entre metalls iguals Soldadura homogènia: Els materials que se solden i el metall d'aportació, si n'hi, són de la mateixa naturalesa Finalment la soldadura per pressió es un procés on es comprimeixen els materials de la superficiè

Altres tipologies

• Per soldadura autògena s'entén aquella que es realitza sense metall d'aportació.
• Aquell que es realitza sense el metall.
• La soldadura per fusió fon dos o més materials mitgançant la calor I la soldadura per pressió es crea per compressió sense utilitzar la calor.

Prevenció de Riscos Laborals

• Descàrregues elèctriques per contacte accidental amb parts energitzades. Poden ser contactes directes o indirectes.
• Cremades per calor intens i espurnes a la pell o als ulls.
• Radiació per llum ultraviolada (UV) i infraroja (dany a la vista o a la pell).
• Fums tòxics que generen gasos perjudicials per a la salut.
• Espurnes i projectiles provenen de petites peces de metall
• També hi ha risco de incendios.
• Hi ha postura inadequada si realitzes la feina de manera incomoda
• Es pot tenir estrés tèrmic quan hi ha una transició de temperaturs i això afecta als materials
• Finalment hi ha els efectes a llarg termini - L'exposició constant a fums i radiacions pot provocar problemes crònics com malalties respiratòries o danys oculars.

Equip de Seguretat Mínim

• Màscara o casc amb vidres de protecció adequats.
• Examinar els vidres del casc (sense fissures).
• Roba resistent i davantal de cuir per cobrir el cos i els braços.
• Comprovar que les altres persones estiguin protegides.
• Utilitzar pantalla antireflectant.
• Treballar en la humitat por ser perjudicial.
• Comprovar la correcta connexió a terra.

Soldadura per Arc Elèctric

• És la fusió per unir peces metàl·liques.
• Aplica calor intens per fondre el metall a la unió.
• Obté unió resistent mecànicament.
• L'arc elèctric genera calor entre les peces elèctrodes (és consumible o no).
• Els elèctrodes metàl·lics s'utilitza per a acer i carboni.

Equip bàsic per Soldadura per arc

• Generador de corrent alimenta a l´arc electric.
• Pinza portaelèctrode garanteix contacte electric i ailla Electric
• Aquesta té un electrode revestit i un nucli que condueix l'electric.
• Finalment hi ha la pinza de massa
• Circuit bàsic es veu en el circuit basic

Procés de soldadura amb arc

• El calor és generat per l'arc elèctric
• Hi ha un manteniment protector metalic
• La part va convertir Escoria a Protecció i aixó sera retirat posteriorment

Selecció d'un elèctrode

• Cal considerar els següents aspectes:
• Naturalesa, espessor i forma del metall base.
• Característiques de l'equip elèctric.
• Posició en la que s'ha d'efectuar la soldadura.
• Disseny i especificacions de la soldadura.

Valor de la Intensitat

• I = 50 x (d – 1)
• Calcul de la intensitat depenent del diàmetre de l´electrode

Conservació dels elèctrodes

• Els elèctrodes han de conservar-se en el seu empaquetat original, en llocs secs i nets. 
• El mateix passa si es taquen o impregnen de pols, oli o aigua; quan se soldi amb ells, la campana gasosa es distorsionarà, originant alteracions a l'arc.
• Mai doblar

Eines auxiliars

• Requeixen operacions de preparació Preparació de vores, eliminació de restes d'òxids, pintures o vernissos

Tècnica operatòria de soldeig

• Requeireix successives etapes , cal evitar la unio per ser catastrofic Etapes son: Preparació de vores i fixacio de la unio Connexió de l´equip execució del cordo i saniejat del mateix

Preparació de la unió

• Mecanització amb màquines especials.
• Neteja les vores una vegada mecanitzades.
• Presentacio del peçes amb les juntes a posisio final
• Immobilitaz les peçes qe formen la junta mityangant mordasses i personal especial.

Connexio de l´equip de soldadura

• Abans cal verificar el quadre electrics de connexio
• Cal tambe preparar els electrodes i quants es necestira i en quq estat estsn.
• Premiu ell ´elctrode es un dels estrics de mardossa
• Subjectar a mardossa i que tot sigui segur.
• finalemtn connecteu-i amb cllaviles

Posicions dels cordons

• Cal anar a les grafiques de la documentació

Execució del Cordo

• Cebar l´arc fregant la punta de l´electrodo sobre la l´escoria
• Convem ser externs y utilitzar la part base
• Sempre puntejaar
• Reomendre l´operacio i seguir aavant
• Guiara amb la ziga zaga i balancear la línia recta
• Finalment es guiat i donar el punt final al soldeador

Incidències habituals

• Primara opció es balancejar la pinça por liberar l´ elèctrode Por finalement hi ha desenganxat Amb el cos es gira l´electrode en connexio al revés
• Al treure el cractes final en anglu es tornara e la direcció que es farar

AUnio de cordons

• Caldra Encebar la L´arc para davant de fi condicio

Ull de pany

• Aques fenomen es produeix a soldar unions i indica la penetració

Posicicions de soldeig

• CaDa posicio es particuar i diferent
• En angulo i Angle amb un sou cordo Angles amb angles amb triple passada-

Finalment L´enllaç

• Verticao cal interaccionar-ho Per altre banda hi ha al angle son sostre

Múltiples cardons

• cal fer molt cordós si es dificil perque hi molt cordos-

Senajament

• Cal sanejar per fer-ho regular mitjançant maquines
• Si es difícil treureló i es difícil veureló. En una escala superior seria pol

manteniment equips y eines

• Es tracten per utiltizació- Revisar amb una perioditatz la seguritat.

Espero que estas notes d'estudi siguin útils!

Aquest qüestionari explora els fonaments de la soldadura, incloent els cicles de soldadura, els corrents típics i els voltatges. També examina les característiques dels diferents tipus de corrent i les aplicacions específiques dels grups de soldadura. Aprofundeix en la regulació del corrent i les seves conseqüències.