La soldadura por electroescoria (ESW) es un proceso de soldadura de una sola pasada altamente productivo para materiales gruesos (de más de 25 mm hasta aproximadamente 300 mm) en una posición vertical o cercana a la vertical. (ESW) es similar a la soldadura con electrogas , pero la principal diferencia es que el arco comienza en una ubicación diferente. Un arco eléctrico se golpea inicialmente con un alambre que se alimenta a la ubicación de soldadura deseada y luego se agrega fundente. Se agrega fundente adicional hasta que la escoria fundida , que llega a la punta del electrodo, extingue el arco. Luego, el alambre se alimenta continuamente a través de un tubo guía consumible (puede oscilar si se desea) en las superficies de las piezas de trabajo de metal y el metal de relleno se derrite usando la resistencia eléctrica de la escoria fundida para causarcoalescencia . El alambre y el tubo luego se mueven hacia arriba a lo largo de la pieza de trabajo mientras se usa una zapata de retención de cobre que se colocó en su lugar antes de comenzar (se puede enfriar con agua si se desea) para mantener la soldadura entre las placas que se están soldando. La soldadura por electroescoria se utiliza principalmente para unir placas y / o perfiles de acero con bajo contenido de carbono que son muy gruesos. También se puede usar en acero estructural si se observan ciertas precauciones, y para barras colectoras de aluminio de sección transversal grande. [1] Este proceso utiliza un voltaje de corriente continua (CC) que generalmente varía entre 600 A y 40-50 V, se necesitan corrientes más altas para materiales más gruesos. Debido a que el arco se extingue, este no es un proceso de arco.
Historia
El proceso fue patentado por Robert K Hopkins en los Estados Unidos en febrero de 1940 (patente 2191481) y desarrollado y refinado en el Paton Institute , Kiev, URSS durante la década de 1940. El método Paton se lanzó al oeste en la Feria Comercial de Bruselas de 1950. [2] El primer uso generalizado en los EE. UU. Fue en 1959, por la División Electromotriz de General Motors , Chicago, para la fabricación de bastidores de motores de tracción. En 1968, Hobart Brothers de Troy, Ohio, lanzó una gama de máquinas para su uso en la construcción naval, construcción de puentes y grandes industrias de fabricación estructural. Entre finales de la década de 1960 y finales de la de 1980, se estima que solo en California se soldaron más de un millón de refuerzos con el proceso de soldadura por electroescoria. Se soldaron dos de los edificios más altos de California mediante el proceso de soldadura por electroescoria: el edificio del Bank of America en San Francisco y los edificios de torres gemelas Security Pacific en Los Ángeles. El terremoto de Northridge y los terremotos de Loma Prieta proporcionaron una prueba del "mundo real" para comparar todos los procesos de soldadura. Después del terremoto de Northridge, se necesitaron mil millones de dólares para reparar las grietas de soldadura propagadas en las soldaduras realizadas con el proceso de alambre con núcleo de fundente sin gas, mientras que no se iniciaron fallas o propagaciones de grietas en ninguno de los cientos de miles de soldaduras realizadas en placas de continuidad soldadas con el Proceso de soldadura por electroescoria. [3] [ verificación fallida ]
Sin embargo, la Administración Federal de Carreteras (FHWA) supervisó el nuevo proceso y descubrió que la soldadura por electroescoria, debido a las grandes cantidades de calor confinado utilizado, producía una soldadura de grano grueso y quebradizo y en 1977 prohibió el uso del proceso para muchas aplicaciones. [4] La FHWA encargó una investigación a las universidades y la industria y, como reemplazo, se desarrolló la soldadura por electroescoria mejorada de espacio estrecho (NGI-ESW) . La moratoria de la FHWA se anuló en 2000. [5]
Beneficios
Los beneficios del proceso incluyen sus altas tasas de deposición de metal — puede colocar metal a una velocidad de entre 15 y 20 kg por hora (35 y 45 lb / h) por electrodo — y su capacidad para soldar materiales gruesos. Muchos procesos de soldadura requieren más de una pasada para soldar piezas de trabajo gruesas, pero a menudo una sola pasada es suficiente para la soldadura por electroescoria. El proceso también es muy eficiente, ya que la preparación de juntas y el manejo de materiales se minimizan mientras que la utilización de metal de aportación es alta. El proceso también es seguro y limpio, sin arco eléctrico y con poca distorsión o salpicaduras de soldadura. La soldadura con electroescoria se presta fácilmente a la mecanización, reduciendo así la necesidad de soldadores manuales cualificados.
Un electrodo se usa comúnmente para hacer soldaduras en materiales con un espesor de 25 a 75 mm (1 a 3 pulgadas), y las piezas más gruesas generalmente requieren más electrodos. El grosor máximo de la pieza de trabajo que se ha soldado con éxito fue una pieza de 0,91 m (36 pulgadas) que requirió el uso simultáneo de seis electrodos para completarse. [ cita requerida ]
Referencias
- ^ Leroux, Bertrand (2015). "ELECTROSLAG WELDING (ESW): Una nueva opción para las fundiciones para soldar barras colectoras de aluminio". Metales ligeros 2015 . Sociedad de Minerales, Metales y Materiales. págs. 837–842. doi : 10.1007 / 978-3-319-48248-4_141 . ISBN 978-3-319-48610-9.
- ^ Pires, J Roberto; Loureiro, Altino; Bolmsjö, Gunnar (2005). Robots de soldadura: tecnología, problemas del sistema y aplicación . Nueva York: Springer. pag. 11 . ISBN 1-85233-953-5.
- ^ Bong, William L. (febrero de 2009). "La historia de la soldadura por electroescoria para edificios de gran altura, edificios y puentes" . Arcmatic. Archivado desde el original el 9 de febrero de 2009 . Consultado el 16 de junio de 2009 .
- ^ Lindberg, HA (febrero de 1977). "Aviso: soldadura por electroescoria" . Administración Federal de Carreteras . Consultado el 21 de abril de 2008 .
- ^ Densmore, David (2000). "Soldadura por electroescoria de espacios estrechos para puentes" . Tecnología de puentes . Administración Federal de Carreteras . Consultado el 21 de abril de 2008 .
Otras lecturas
- Cary, Howard B. y Scott C. Helzer (2005). Tecnología de soldadura moderna . Upper Saddle River, Nueva Jersey: Pearson Education. ISBN 0-13-113029-3 .
- Serope Kalpakjan y Steven R. Schmid. Ingeniería y Tecnología de Fabricación . Quinta edición. Upper Saddle River, Nueva Jersey. ISBN 0-13-148965-8