Para llegar a ser un buen soldador es necesario conocerlos efectos del calor sobre la estructura de los metales, a si cuando estos se les añaden ciertos elementos de aleación.
se deben conocer las medidas a seguir y evitar el calor el calor aportado durante el proceso de soldadura pueda destruir los elementos de aleación incluidos en el metal para mejorar su estructura.
¿Imagina que eres un gran diseñador, y que estas realizando un diseño para la unión soldada de dos piezas de metal, y deberás mirar que maquinaria se irá a utilizar siguiendo todos los pasos de seguridad industrial y los diseños metodológicos con sus correspondientes símbolos, y técnicas de resistencia teniendo en cuenta sus dimensiones de espesor para este trabajo?
Hoy día, en donde sea que estemos o miremos a nuestro alrededor, podemos observar que estamos rodeados de objetos más o menos complejos, fabricados con materiales muy diversos. Dentro de este amplio grupo de materiales se encuentra el hierro.
Este material, es muy utilizado por el hombre a partir de la edad de los metales para la fabricación de diversos objetos hoy dio su uso es muy amplio desde un muebles hasta la construcción de edificios y, objetos de decoración, elementos estructurales. Es importante conocer su clasificación, sus propiedades mecánicas, y las técnicas para ser trabajado Los distintos roles qué se a adoptaran son:
-Experto en tipos y propiedades del acero o metal hierro.
-Operario experto en soldadura y en técnicas para trabajar las estructuras metálica.
-Experto en tratamientos térmico y acabado de la obra o estructura metálica.
- delineante
La Tarea
Son un grupo de personas que han sido contratadas por una empresa que se dedica a la construcción de estructuras metálicas ustedes deben construir un techo para un garaje de una vivienda del campo, deben tomar (tantos interiores como exteriores) para formar el departamento de diseño.
Los primeros encargos ha sido diseñar las estructuras para una casa y el techo del garaje de montaña donde existen normalmente condiciones climáticas adversas (humedad, bajas temperaturas...).
Como sois los expertos en la empresa, tendréis que elaborar, para cada uno, un catálogo-informe donde se recoja: la perspectiva isométrica acotada del techo y la casa en cuestión, los tipos de metal que se van a utilizar y sus principales propiedades mecánicas, las técnicas más económicas y eficaces para la fabricación, así como los distintos tratamientos preventivos para evitar la corrosión y oxidación de las estructuras.
Para ello cada parte del catálogo-informe lo deberá realizar el experto correspondiente y finalmente se realizará una presentación multimedia (por ejemplo con PowerPoint, en su blog) de dicho catálogo.
El Proceso
Para empezar se formar grupos de 4 alumnos. Cada alumno adquirirá uno de los roles anteriormente descritos (experto en los procesos de soldaduras tipos de metal y sus propiedades, operario experto en técnicas para trabajar el metal, experto en tratamientos del hierro o acero y delineante).
- El experto en los procesos de soldadura y propiedades del acero tendrá que elaborar un dossier que recoja distintas clasificación del metal uso más común y las principales propiedades de dichas metales aqui
- El operario experto en técnicasde uniones soldadas para trabajar los diversos metales, tendrá que elaborar un informe con las técnicas más frecuentes en función al tipo de metal y de soldadura a utilizar técnicas de trabajo que se vaya a utilizar para la fabricación de la casa y el techo del garaje
- El experto en tratamientos térmico de los aceros tendrá que la elaborar una tabla donde se recoja los tratamientos preventivos, en función al tipo de acero, así como indicar en qué consiste cada tratamiento y como debe de aplicarse la soldadura aqui
- El delineante deberá realizar un dibujo en perspectiva isométrica de cada uno de los trabajos a realizar así como las vistas necesarias y con sus cotas correspondientes
(pincha)
- Finalmente cada uno incluirá su parte de la tarea en una presentación multimedia.
se calificará teniendo encuentra los siguientes aspectos
Contenidos
Tratamiento de la información
Presentación
Trabajo en equipo
Conclusión
Este trabajo nos permitirá conocer la extracción del metal hierro hasta llegar a su transformación como también los distintos tipos de metal y sus principales propiedades, las técnicas para ser trabajado el hierro, los distintos tipos de tratamientos, así como el repasar las perspectivas, vistas y acotación que presentan las diversas uniones soldadas. Al mismo tiempo permitirá utilizar las nuevas TIC para buscar información y como herramienta de apoyo para presentar y exponer el tema.
Quizás, tú dentro de algún tiempo, Puedas formar parte de ese grupo de personas escogidas para Trabajar en silencio buscando soluciones a grandes problemas desde el refugio de la creatividad
El origen de la soldadura como tecnología para la unión de materiales metálicos se remonta hasta la Edad de Bronce, donde se encuentran los primeros vestigios de procesos de soldadura utilizados para fines ornamentales. En la Edad de Hierro se han encontrado piezas de hierro forjado que habrían sido unidas calentándolas y martillándolas juntas, desarrollándose así la soldadura por forjado. En la Edad Media la soldadura en fase sólida se utilizaba para reducir el mineral de hierro a hierro metálico sin necesidad de fundirlo (1, 2,3).
Sin embargo el problema de unir chapa fue solucionado por la soldadura por fusión, en la cual una fuente de calor suficientemente intensa como para fundir los bordes de ambas chapas a unir es desplazada a lo largo de la junta. Fuentes de calor suficientemente intensas estuvieron disponibles a escala industrial recién al final del siglo XIX, cuando hicieron su aparición la soldadura oxi-gas, la soldadura por arco eléctrico y la soldadura por resistencia (2).
La soldadura por arco eléctrico con electrodo consumible, el más importante de los
procesos de soldadura por fusión, es más complejo que los otros por lo que su desarrollo se produjo con mayor lentitud. Inicialmente se utilizaron electrodos de alambre desnudo pero el metal de soldadura resultante contenía alto nitrógeno que le confería fragilidad. Recubriendo el alambre con asbestos o papel se mejoraron las propiedades de los depósitos soldados (2).
La factibilidad de este proceso surge del descubrimiento de Sir Humphrey Davy, en 1809 (3), según el cual la electricidad puede ser conducida a través del aire entre dos electrodos de carbono (grafito) conformando lo que hoy conocemos como descarga gaseosa. Posteriormente en 1885, Bernados y Olszewski (3) patentaron un proceso donde era posible reproducir este fenómeno entre un electrodo de carbono y una pieza metálica. Como consecuencia del calor generado se logra una fusión localizada que puede ser utilizada para unir piezas. Se encontró necesario aportar metal adicional para llenar el hueco existente entre las dos chapas a unir a través de una varilla hundida dentro de la pileta líquida (3).
En la figura 1 se puede ver una reproducción de un antiguo grabado en madera de un taller de soldadura eléctrica de 1887.
En 1892, Slawianoff (3) pensó que si la varilla de aporte fuera usada como cátodo en lugar del electrodo de carbono, ésta se fundiría por el calor generado en el cátodo y una mucha mayor proporción del calor disipado en el arco eléctrico entraría a la soldadura. Sin embargo las soldaduras producidas por esta técnica eran de muy baja calidad debido a la reacción del metal fundido con la atmósfera del arco a alta temperatura (3). En este sentido parece haber sido fortuito el éxito de la soldadura por arco con electrodo de carbono, ya que éste al establecerse el arco generaba una atmósfera de CO2 y CO que protegía la pileta líquida del aire, rico en oxígeno y nitrógeno (3).
Figura 1.- Reproducción de un antiguo grabado de un taller de soldadura en 1887 (3).
Esto llevó a la idea de aplicar recubrimientos protectores al electrodo, siendo las primeras patentes en 1907 adjudicadas al sueco O. Kjellberg (3). Posteriormente fue quien fundó la empresa ESAB (3). Una técnica inicial fue desarrollada en Bretaña utilizando una tela impregnada con asbestos alrededor del alambre metálico proveyendo una mejor protección contra la contaminación. En Estados Unidos, para la Primera Guerra Mundial no se contaba con asbestos, utilizándose como sustituto fibras de algodón impregnadas en silicato de sodio húmedo. Este revestimiento era capaz de estabilizar el arco, crear una atmósfera protectora del oxígeno y del nitrógeno del aire y una escoria, que son los principales requerimientos de un revestimiento moderno (3). De hecho los electrodos celulósicos se siguen utilizando hasta la actualidad.
Así la soldadura adquiría una posición de importancia central en la construcción de
estructuras de ingeniería. Esta tendencia ha continuado y desde la invención, en 1943, del proceso de soldadura con protección por gas inerte los procesos de soldadura se han desarrollado y multiplicado a una gran velocidad, dando como resultado que la gran mayoría de los materiales metálicos utilizados actualmente en la industria puedan ser soldados por algunos de los procesos de soldadura existentes (2).
En la figura 2 se muestra un esquema de la evolución histórica de los procesos de
soldadura.
Figura 2.- Evolución histórica de los distintos procesos de soldadura (3).
1.2.- Metodología de Investigación
En cuanto a la metodología de investigación en soldadura, a partir de la década de los ’70 la investigación en soldadura comenzó a realizarse de forma más sistemática, encarando temas fundamentales para la investigación y el desarrollo de la soldadura en forma extensa a través de programas de investigación. Este nuevo enfoque en la forma de trabajo de los investigadores fue fundamentalmente liderado por los trabajos de Evans en relación a las variables de proceso, W. Savage en solidificación y otros, junto con aportes importantes realizados por las comisiones del
Instituto Internacional de Soldadura (IIW) y por The Welding Institute (TWI)..
Procesos metalúrgicos 2.- Proceso FCAW
2.1.- El origen del proceso
Trabajos de investigación sobre electrodos revestidos manuales, realizados hacia fines de los ’40, mostraron que el gas producido en la desintegración del revestimiento del electrodo era principalmente CO2. Este descubrimiento llevó rápidamente a la utilización de CO2 como gas de protección en el proceso Gas Metal Arc Welding (GMAW) cuando se lo utilizaba en aceros al carbono. El proceso GMAW protegido con CO2 se volvió comercialmente disponible a mediados de los ’50. Aproximadamente para el mismo tiempo la protección con CO2 fue combinada con la utilización de un electrodo tubular que contenía fundentes en su interior. Las características operativas fueron mejoradas por la adición de elementos en el relleno y la calidad de la soldadura se mejoró por la eliminación de la contaminación atmosférica. El proceso fue introducido públicamente en la exposición de la American Welding Society (AWS) en Buffalo, New York, en mayo de 1954. Los electrodos y el equipamiento fueron refinados y se introdujo con la forma esencial que hoy tiene en 1957 (4).
A partir de entonces, a través de los sucesivos avances, se ha convertido en la alternativa más apropiada para la realización de muchas uniones soldadas que anteriormente se materializaban con alambre macizo (GMAW) o arco sumergido (SAW) debido a que ofrece una serie de ventajas comparativas. Alta velocidad y eficiencia de soldadura, muy buena penetración, disponibilidad de pequeños volúmenes en diversas aleaciones y diámetros (tan pequeño como 0,9 mm) y excelente operatividad en todas las posiciones son características comunes de los electrodos actuales del proceso Flux Cored Arc Welding (FCAW) (5,6).
2.2.- Descripción del proceso
La soldadura por arco eléctrico con alambres tubulares (FCAW) es un proceso de soldadura que utiliza un arco entre un electrodo continuo metálico y la pileta de soldadura. El proceso puede tener una protección proveniente de un fundente contenido en el interior del electrodo tubular, con o sin protección adicional proveniente de una fuente externa de gas, y sin la aplicación de presión (4).
Dentro de lo que es el proceso de soldadura por arco eléctrico con protección gaseosa y alambre tubulares, se encuentran tres tipos principales de electrodos. En general se clasifican según el tipo de relleno que lleven en su interior: elementos escorificantes ácidos, elementos escorificantes básicos y sin elementos escorificantes o metal-cored wires (MCW) (7,8).
En la década de los ’80 se desarrolló una nueva familia de electrodos tubulares del tipo ácido para aplicaciones que requieren bajos niveles de hidrógeno difusible en el metal de soldadura.
Desarrollos recientes en electrodos FCAW con protección gaseosa, especialmente en pequeños diámetros y para toda posición, aumentaron la utilización de estos consumibles en aplicaciones que requieren bajos niveles de hidrógeno difusible y propiedades de impacto mejoradas (7,9).
Sin embargo, a pesar de la exitosa aplicación de los alambres tubulares con escorias (ácidas, básicas y ácido-básicas) todavía se necesitaba una mejora en el proceso. Se requería lograr tanto altas velocidades de deposición como alta eficiencia de transferencia. La clave era obtener tanto la alta productividad de los alambres tubulares con escoria manteniendo la alta eficiencia de transferencia de los alambres macizos, así se obtuvieron los alambres tubulares metal-cored (MCW) (6).
Cabe aclarar que respecto de los electrodos del tipo metal-cored la clasificación no es homogénea en todos los casos. En muchas ocasiones se los clasifica, no como uno de los electrodos FCAW sino que se los incluye en la clasificación dentro los alambres macizos GMAW (4, 5, 10, 11,12).
Varios grados de estos últimos electrodos desarrollados se utilizan satisfactoriamente para la soldadura de aceros al carbono estándar, aceros al carbono con aceros de alto límite de fluencia (HY) y de alta resistencia con baja aleación (HSLA), y a su vez, para soldar este tipo de aceros entre ellos (13).
En la figura 3 se puede ver un esquema del proceso FCAW con protección gaseosa.
El gas de protección generalmente usado es CO2 o una mezcla Ar-CO2 formando un envoltorio alrededor del arco y la pileta líquida que los protege de la contaminación atmosférica. Sin embargo, se puede generar oxígeno de la disociación del dióxido de carbono en monóxido de carbono y oxígeno (7,14).
6
Figura 3.- Proceso FCAW con protección gaseosa (4).
El proceso es utilizado para soldar aceros al carbono y de baja aleación, aceros inoxidablesy fundiciones de hierro. También se lo usa para soldadura de punto (tipo spot) en juntassolapadas de chapas tanto como para plaqueado (cladding) y recargues duros superficiales. A suvez, ha encontrado amplia aplicación en fabricación en planta, en mantenimiento y en trabajo decampo. Es utilizado para producir soldaduras conforme al Código ASME para recipientes apresión, como así también aplicaciones en plataformas offshore y construcciones civiles, bajo lasreglamentaciones del American Bureau of Shipping y ANSI/AWS D1.1 Structural Welding Code
Steel. Además, recientemente ha encontrado gran aplicación en la soldadura robotizada, fundamentalmente los electrodos del tipo metal-cored (4,7).
La mayor productividad comparada con el SMAW es el principal atractivo de los alambrestubulares para muchas aplicaciones. Esto en general se traduce en menores costos globales porkilogramo de metal depositado en juntas que permiten la soldadura continua y fácil acceso de latorcha y del equipo de FCAW. Algunas de las ventajas que posee este proceso son la mayorvelocidad de deposición y eficiencia de transferencia. Las mayores desventajas, comparado conel proceso SMAW, son el mayor costo del equipamiento, la relativa complejidad de la puesta apunto y control del equipo y la restricción en la distancia de operación desde el alimentador dealambre. El proceso FCAW puede generar una cantidad importante de humos lo que requiere,excepto para el trabajo de campo, de un equipo de extracción de humos adecuado. Comparadocon el proceso GMAW, tiene la necesidad de remover la escoria generada entre pasadas,introduciendo un costo adicional de mano de obra, especialmente en las pasadas de raíz (4). Estono sucede en el caso de los alambres tipo metal-cored, dada su baja generación de escoria.
2.3.- Equipamiento
En la figura 4 se puede observar un esquema del equipamiento básico para la soldadura por arco eléctrico con protección gaseosa y alambres tubulares.
Figura 4.- Equipamiento para FCAW con protección gaseosa (4).
La fuente de poder recomendada es de corriente continua con característica externa detensión constante, similar a la usada para GMAW. En la figura 5 se puede ver un esquema de lacaracterística externa de la fuente de corriente continua de tensión constante.
PROCESO METODOLOGÍCO
Los procesos metalúrgicos comprenden las siguientes fases: 1. Obtención del metal a partir de la mena o mineral que lo contiene en estado natural, de separándolo la ganga.
2. El afino, enriquecimiento o purificación: eliminación de las impurezas que quedan en el metal.
3. Elaboración de aleaciones.
4. Otros tratamientos del metal para facilitar su uso.
5. Operaciones básicas de obtención de metales:
6. Operaciones físicas: triturado, molido, filtrado (a presión o al vacío), centrifugado, decantado, flotación, separación por densidad, disolución, destilación, secado, precipitación física. 7. Operaciones químicas: tostación, oxidación, reducción, electrólisis, hidrólisis, lixiviación mediante reacciones ácido-base, precipitación química, electrodeposición, cianuración.
En Este trabajo pretende ser exhaustivo, y por lo que abarca las empresas o talleres pertenecientes a los distintos municipios de la zona de uraba y los sectores existentes, los cuales se enumeran a continuación:
Banacol
Uniban
Automóvil
Talleres de la zona de Construcciones metálicas
Sena
vidrios bahía
vidrios el rayo
mayas y mayas
Casanova
otros
El procedimiento a seguir para la realización del estudio, se dividirá en distintas fases:
En primer lugar se elaborarán cuestionarios con el objetivo de poder extraer forma sencilla el mayor número de datos relacionado con el estudio. Teniendo en cuenta los siguientes temas:
Proyección de partículas
Los procedimientos de las soldadura al ser aplicad
Tratamiento de la soldadura
Diseño de uniones y terminologías
Normas de Seguridad
El primero se ocupa de los equipos de protección individual en el tema concreto de la proyección de partículas. Cuáles se utilizan en concreto. Si su utilización es frecuente, que procedimiento utilizas para compras de maquinas, si requieres asesorías,o consultas a algunos expertos
El segundo versa sobre máquinas, su objeto es averiguar el grado de seguridad con que cuentan, si son máquinas modernas que disponen de marcado, en consecuencia si garantizan su seguridad, o si son máquinas más antiguas, obsoletas, y si se han adecuado correctamente a las exigencias normativas que serequieren y quienes las utilizan
El tercer cuestionario, consiste en el estudio sobre siniestralidad, nos acercará al conocimiento de datos más concretos sobre los accidentes por proyección de partículas, quemadura, puestos de trabajo más afectados, partes del cuerpo lesionadas, características de las lesiones.
Cuarto cuestionario visitas a la secretaria de salud en la implementación de programas sobre seguridad industrial estrategias aplicadas o aplicar en un determinado evento cumplimento que se presente y que pasos cumple esta entidad en capacitación del personal sobre la importancias en el cuidado de su salud.
Otros recursos metodología a utilizar en el desarrollo de esta unidad es:
-- Libros o textos, revista ya sea en la biblioteca o en el aula, los videos, el internet,
-- Expositiva, conversacional, interrogativa
-- Deductiva por descubrimiento y aplicativa en las clases prácticas
-- Demostrativa y de propio desarrollo en la aplicación práctica de los
Conocimientos teóricos
-- La adquisición de información, al interpretación de la información
-- El análisis teórico practica.
-- La comprensión teórica practica.
-- La comprensión y organización de conceptos .
-- La presentación de los contenidos enforna de:.
-- Mapas de ideas, mapas conceptuales, tablas,.
-- Esquemas de llaves, barra, Rep. De contenidos, diagramas.
-- El uso de las herramientas colaborativas WEB2.0 imágenes, videos, fotografías, marcadores social, grabadoras, internet el uso de las redes sociales
-- Elaboración de tres diagramas donde se realice o se evidencies el estudio de siniestralidad, el estudio del estado de las maquinas, el de proyección de partículas
-- El análisis sobre la seguridad laboral del taller o empresa
-- Observar y escuchar los videos, realizar un informe detallado delo entendido y como podrimos mejorar nuestro entorno laboral.
-- Representar lo estudiado en mapa conceptual o mapa mental
-- Diseñar un diagrama del lugar donde se encuentra ubicando las maquinarias en el grafico
Tareas:
-Revisión en la WEB- Dar direcciones de internet y comentarios.
-Citas recientes en revistas y textos.
-Realizar un Taller teórico practico
-Breve Memoria sobre el tema
Evaluación
Criterios de evaluación:
a. Participación y asistencia a las clases teóricas y prácticas
b. Capacidad de elaboración de trabajos e informes y de localizar información a través dela Red o en los centros de información.
c. Capacidad para la aplicación de los conocimientos teóricos a las prácticas.
d. Capacidad de establecer las medidas de prevención de riesgos laborales en los sistemas y métodos de trabajo
e. Se realizaran trabajos monográficos sobre los temas dela asignatura y se evaluaran de acuerdo a la calidad, extensión y adaptación al tema.
f. Se realizaran exámenes dela asignatura en los que se evalúen los conocimientos teóricos y prácticos.
g. Se considerará la participación activa en las clases teóricas y prácticas.
Este trabajo nos permitirá conocer la extracción del metal hierro hasta llegar a su transformación como también los distintos tipos de metal y sus principales propiedades, las técnicas para ser trabajado el hierro, los distintos tipos de tratamientos, así como el repasar las perspectivas, vistas y acotación que presentan las diversas uniones soldadas. Al mismo tiempo permitirá utilizar las nuevas TIC para buscar información y como herramienta de apoyo para presentar y exponer el tema.
