Cordones de soldadura en forma de escamas de pescado para una eliminación más sencilla de la escoria en SAW de espacios estrechos

Brecha estrecha La soldadura por arco sumergido (SAW) se utiliza para unir secciones gruesas a través de una ranura estrecha y profunda. En algunas aplicaciones, la relación profundidad-ancho de la ranura puede alcanzar aproximadamente 10:1 a 15:1, mientras que la abertura puede tener sólo 20 a 30 mm de ancho. Esta geometría puede dificultar el acceso a las paredes de la ranura y la eliminación de la escoria entre pasadas de soldadura.

Una forma práctica de facilitar la limpieza entre pasadas es controlar el perfil del cordón de soldadura. Un cordón plano o ligeramente convexo que llegue a las paredes laterales de la ranura puede permitir que la capa de escoria solidificada se libere más fácilmente. Un cordón profundamente cóncavo, bordes recortados o un perfil desigual pueden retener escoria contra las paredes laterales y dificultar la limpieza.

En esta guía, 'cordón de escamas de pez' describe un perfil de soldadura controlado y suavemente coronado en la ranura. El término se refiere a la forma del cordón, no simplemente a las ondulaciones visibles en la superficie de la soldadura. El perfil objetivo aún debe verificarse con el procedimiento de soldadura calificado para la junta, el fundente, el alambre y el equipo específicos.

¿Por qué es difícil la eliminación de escoria en SAW de espacio estrecho?

SAW utiliza fundente granular para proteger el arco y el baño de soldadura fundida. Después de soldar, el residuo del fundente forma una capa de escoria sobre el cordón. En una junta ancha y accesible, la escoria a menudo se puede eliminar con herramientas estándar. Sin embargo, en una ranura estrecha, las paredes laterales limitan el acceso a las herramientas y dificultan ver si la ranura está limpia.

La escoria que queda entre pasadas puede quedar atrapada debajo de la siguiente capa de soldadura. Las inclusiones de escoria pueden reducir la integridad de la soldadura y requerir reparación. El riesgo aumenta cuando el cordón anterior tiene bordes socavados, un perfil cóncavo o una superficie irregular que deja bolsas a lo largo de las paredes de la ranura.

El objetivo es producir una forma de cordón que permita una liberación confiable de escoria y permita la inspección y limpieza antes de la siguiente pasada.

Perfiles de cuentas a escala de pez, planos, convexos y cóncavos

Los términos del perfil de cuentas pueden variar según las tiendas y los procedimientos. Para un control práctico en la soldadura de espacios estrechos, es útil centrarse en si la superficie del cordón es lisa, si los bordes se unen adecuadamente con las paredes laterales y si el perfil crea bolsas que puedan retener escoria.

Un cordón que libera escoria fácilmente no es automáticamente una soldadura sólida. La eliminación de escoria, la fusión, la penetración, la colocación de cordones y la inspección deben cumplir con el procedimiento aplicable y los criterios de aceptación.

¿Cómo afecta la forma del cordón de soldadura a la liberación de escoria?

A medida que la soldadura se enfría, el metal de soldadura y la escoria se contraen. El perfil del cordón y su contacto con las paredes laterales de la ranura influyen en cómo la capa de escoria se separa de la superficie de soldadura. Un cordón liso, plano o ligeramente convexo puede facilitar la liberación de la escoria. Un perfil cóncavo o bordes recortados pueden retener mecánicamente escoria a lo largo de los lados.

La tensión superficial puede ser parte del comportamiento de la escoria fundida durante la soldadura, pero por sí sola no explica si la escoria solidificada se desprenderá. También son importantes la composición de la escoria, la geometría del cordón, el enfriamiento, el aporte de calor, la configuración de las ranuras y las condiciones de soldadura.

Por esta razón, los operadores deben tratar el perfil de 'escama de pez' como un objetivo de procedimiento que debe demostrarse en soldaduras representativas, en lugar de un resultado garantizado de un cambio de parámetro.

Opciones de respaldo y sierra de un solo paso

SAW puede producir una penetración profunda y altas tasas de deposición. La posibilidad de soldar una sección en una sola pasada depende del material, la preparación de la junta, el equipo, los consumibles, la posición de soldadura y el procedimiento calificado. Un valor nominal de espesor de placa por sí solo no determina si la soldadura de una sola pasada es adecuada.

Para soldadura de un solo lado donde se requiere un perfil de raíz controlado, un método de respaldo puede soportar el charco fundido y ayudar a prevenir quemaduras. Las opciones comunes incluyen:

1. Soldadura sobre una barra de soporte de cobre.

2. Soldadura sobre un soporte cerámico temporal.

3. Utilizando un sistema de respaldo de fundente.

4. Utilizando una tira de soporte permanente o un diseño de junta de paso posterior adecuado.

La disposición del respaldo debe coincidir con los requisitos de servicio y diseño de la junta. Confirmar la calidad y fusión de las raíces mediante el método de inspección especificado para la aplicación.

En soldaduras sin soporte o de raíz abierta, la penetración debe controlarse cuidadosamente. Una regla general como limitar la penetración a una fracción del espesor de la placa no debería reemplazar un procedimiento calificado o un requisito de ingeniería.

Soldar placas de espesor desigual

Un cambio repentino de espesor en una junta a tope puede crear una concentración de tensiones. Cuando la discrepancia de espesor excede los límites permitidos por el código vigente o la especificación del proyecto, es posible que sea necesario ahusar la transición mecanizando o rectificando la placa más gruesa.

La geometría de transición requerida depende del código aplicable, la carga, el espesor de la placa y las condiciones de servicio. No seleccione las dimensiones de la ranura únicamente a partir de la placa más gruesa sin verificar los detalles de la junta especificados.

¿Dónde se debe colocar el cable?

Para placas de igual espesor, el alambre generalmente se coloca en la línea central de la junta como punto de partida. Si el alambre está significativamente descentrado, un lado puede recibir menos calor o metal de relleno, lo que aumenta el riesgo de una fusión incompleta, una colocación desigual del cordón o un desplazamiento de la soldadura.

Para placas de espesor desigual, es posible que el cable necesite un desplazamiento controlado hacia el miembro más grueso para que ambos lados se fusionen adecuadamente. La compensación debe establecerse mediante pruebas e inspección de procedimientos. El ajuste de la junta, la separación de la raíz, la geometría de la ranura y el ángulo del alambre pueden cambiar la posición ideal.

¿Cómo afecta el ángulo del alambre a la formación de cordones SAW?

El ángulo del alambre afecta la dirección de la fuerza del arco y la distribución del calor en el baño de soldadura. Ajustar el ángulo puede cambiar el ancho del cordón, la penetración y el refuerzo. El ángulo correcto depende de la junta, la dirección de soldadura y el perfil del cordón deseado.

Evite ángulos excesivos de alambre. Un ángulo demasiado agresivo puede desestabilizar el baño de soldadura o producir un cordón desigual. Utilice el procedimiento aprobado como punto de partida, luego realice ajustes controlados mientras verifica la sección transversal del talón y la fusión de las paredes laterales.

¿Cómo afecta la extensión del electrodo a la deposición y la penetración?

La extensión del electrodo, también llamada extensión del cable, es la longitud del cable que se extiende más allá de la punta de contacto antes de ingresar al arco. Aumentar esta distancia aumenta el calentamiento resistivo en el cable antes de que se derrita. Esto puede aumentar la tasa de deposición, pero generalmente reduce la penetración y puede hacer que el arco se desvíe si el cable no se guía adecuadamente.

Por lo tanto, una extensión más larga no es una forma universal de mejorar la productividad. Si un procedimiento requiere más deposición mediante una mayor extensión, es posible que sea necesario ajustar el voltaje y otros parámetros para mantener la longitud del arco y la forma del cordón requeridas. Confirme la penetración y fusión resultantes antes de utilizar los ajustes revisados ​​en producción.

¿Puede el alambre precalentado aumentar la deposición de SAW?

Algunos sistemas SAW utilizan alambre precalentado para aumentar la fusión y deposición del alambre sin aumentar la entrada de calor al metal base de la misma manera que simplemente aumentan la corriente de soldadura. Esto puede mejorar la eficiencia de la deposición en aplicaciones adecuadas.

El beneficio depende del equipo, el cable, el fundente, el diseño de la junta y el procedimiento. Los sistemas de alambre precalentado también requieren control de procesos y calificación de procedimientos. Verifique que la soldadura resultante cumpla con los requisitos de inspección y propiedades mecánicas.

¿Cómo cambia la velocidad de desplazamiento la soldadura?

A una potencia de arco determinada, la velocidad de desplazamiento afecta la energía aplicada por unidad de longitud de soldadura. Una velocidad más alta puede reducir el tiempo disponible para calentar el metal base, lo que puede reducir el ancho y la penetración del cordón. Si la velocidad se vuelve excesiva para la corriente y el voltaje, el proceso puede producir socavamiento, fusión incompleta u otras discontinuidades.

El aumento de la velocidad de desplazamiento puede requerir un cambio correspondiente en la potencia del arco o la alimentación del alambre para preservar las dimensiones y la fusión requeridas del cordón. La relación no es un simple ajuste uno a uno. Confirme los resultados mediante pruebas e inspección de soldadura.

¿Cómo se deben equilibrar la corriente y el voltaje?

La corriente de soldadura afecta fuertemente la velocidad de fusión y la penetración del alambre. Una corriente excesiva puede crear un cordón con demasiado refuerzo o penetración excesiva. Esto puede aumentar las tensiones de contracción y contribuir al agrietamiento, la distorsión u otros defectos de soldadura.

El voltaje del arco influye en la longitud del arco y el ancho del cordón. Si el voltaje es demasiado alto para una ranura profunda, el cordón puede volverse demasiado ancho o desarrollar un perfil que dificulte la eliminación de escoria. Demasiado bajo voltaje también puede crear un cordón inadecuado o un arco inestable, dependiendo de las condiciones del proceso.

La combinación correcta depende del cable, el flujo, la polaridad, la extensión, la velocidad de desplazamiento, la ranura y la secuencia de capas. Ajuste la corriente y el voltaje juntos dentro del rango del procedimiento. No utilice corriente sola para resolver un problema de deposición o penetración.

Una lista de verificación práctica para SAW de espacios reducidos

Antes de realizar soldaduras de producción, revise los siguientes puntos:

• Confirme el ancho de la ranura, la profundidad, la condición de las paredes laterales y el espacio de la raíz.

• Verifique el procedimiento de soldadura en cuanto a alambre, flujo, polaridad, corriente, voltaje, extensión y velocidad de desplazamiento.

• Centre el cable para juntas de igual espesor, luego verifique el cordón en ambas paredes laterales.

• Para espesores desiguales, determine cualquier compensación del alambre mediante una prueba del procedimiento.

• Busque un perfil de talón liso, plano o ligeramente convexo que se ajuste a la ranura.

• Retire la escoria entre cada pasada e inspeccione los bordes de las ranuras.

• Verifique la fusión de la raíz y las paredes laterales utilizando el método de inspección requerido.

• Documente cualquier cambio de procedimiento y califíquelo cuando sea necesario.

Preguntas frecuentes sobre la sierra de espacio estrecho

¿Qué es un cordón de soldadura en forma de escamas de pez en una sierra de espacio estrecho?

En este artículo, 'escamas de pescado' se refiere a un perfil de talón suavemente coronado y controlado destinado a soportar la liberación de escoria en una ranura estrecha. Describe la sección transversal del cordón en lugar de simplemente las ondulaciones visibles de la superficie. El perfil objetivo exacto debe ser definido por el procedimiento de soldadura calificado.

¿Por qué la formación de cordones cóncavos es un problema en ranuras estrechas?

Un cordón cóncavo o bordes recortados pueden crear bolsas que retienen la escoria contra las paredes laterales de la ranura. Esas áreas son difíciles de alcanzar y limpiar, y la escoria retenida puede convertirse en una inclusión en una pasada posterior.

¿Una perla de escamas de pescado garantiza la eliminación automática de la escoria?

No. El perfil del cordón puede mejorar la liberación de escoria, pero el resultado también depende del flujo, la geometría de la junta, la entrada de calor, el enfriamiento y la configuración del proceso. Se debe probar el procedimiento e inspeccionar la superficie entre pasadas.

¿Aumentar la extensión del cable mejora la productividad?

El aumento de la extensión del electrodo puede aumentar el calentamiento resistivo y la tasa de deposición, mientras que en general reduce la penetración. También puede provocar que el arco se desvíe si el cable no está guiado. Verifique el perfil del cordón y la fusión después de cualquier ajuste.

¿Puede una mayor velocidad de desplazamiento causar falta de fusión?

Puede hacerlo si la velocidad es demasiado alta para la corriente, el voltaje, la alimentación del alambre y la geometría de la junta seleccionados. Un desplazamiento más rápido reduce el tiempo que se aplica calor a cada longitud de la junta. Los parámetros deben equilibrarse y verificarse mediante el procedimiento aprobado.

¿La SAW es adecuada para soldar por una cara con raíz acabada?

Puede serlo, cuando la preparación conjunta, el método de respaldo y el procedimiento calificado estén diseñados para ese resultado. En aplicaciones adecuadas se puede utilizar cobre, cerámica, fundente o soporte permanente. La raíz debe cumplir con los requisitos de calidad e inspección especificados.

Conclusión

En la soldadura por arco sumergido de espacio estrecho, la eliminación de escoria está estrechamente relacionada con el perfil del cordón y el acceso a la ranura. Un cordón liso, plano o ligeramente convexo puede ayudar a liberar la escoria, mientras que la concavidad, los cortes socavados y los bordes desiguales pueden dificultar la limpieza y aumentar el riesgo de inclusiones de escoria.

La posición, el ángulo, la extensión, la corriente, el voltaje, la velocidad de desplazamiento y el respaldo del cable afectan el cordón final. Trate el perfil de escamas de pescado como un objetivo de proceso calificado y luego verifique la eliminación de escoria, la fusión de las paredes laterales, la penetración y la calidad de la soldadura en juntas representativas antes de la producción.