Recuperación DE Piezas Mecánicas PDF

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resumen de todos los métodos de recuperación de piezas mecánicas por soldadura...

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Exposición nº 1: RECUPERACIÓN DE PIEZAS MECÁNICAS INTRODUCCIÓN En casi todas las industrias hay desgaste de piezas y maquinaria, por lo cual se requiere de minimizar este desgaste y recuperar estas piezas obteniendo una mayor relación costobeneficio, además de aumentar las horas de servicio y la eficiencia de los equipos RECUBRIMIENTOS PROTECTORES. El desgaste es la pérdida progresiva de material en la superficie de trabajo de una pieza; para recuperar la superficie desgastada, hay que conocer los tipos de desgaste a los que puede estar sometido la pieza que se quiere proteger, ya que un recubrimiento puede tener una alta resistencia a un determinado tipo de desgaste. TIPOS DE DESGASTE  Abrasión: Es el desgaste causado por el movimiento de partículas (temperaturas elevadas) sobre una superficie.  Desgaste por fricción: Es el desgaste originado por el deslizamiento entre dos superficies metálicas sin la presencia de lubricación.  Erosión: Es el desgaste originado por partículas que son transportadas por un fluido y que impactan la superficie de la pieza. La pérdida del material está relacionada con el ángulo de incidencia.  Cavitación: Es el desgaste originado por la implosión de burbujas que causan picaduras en el metal.  Impacto: Es el desgaste originado por un cuerpo que tiene una velocidad y choca contra otro.  Corrosión: Es el desgaste originado por una reacción química o electroquímica entre un metal o aleación y su medio ambiente. Recuperación por soldadura. Los tipos de desgaste pueden aparecer solos o combinados y se deberá seleccionar el electrodo que deposite el revestimiento adecuado. Para seleccionar el revestimiento más adecuado se debe identificar el tipo de desgaste y el metal base. Se deben coordinar por lo menos tres de los siguientes factores en la aplicación de un recubrimiento; el metal base, la composición y la forma de la pieza, la aleación del recubrimiento y el proceso de soldadura. En la figura . Se observa la protección de una uña del balde de una retroexcavadora.

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En el proceso por arco eléctrico se recomienda realizar dos pases de revestimiento protector de alta dureza , para obtener la mejor condición de servicio, debido a que en el primer pase se produce cierta dilución o mezcla con el metal base y no se puede garantizar las propiedades del revestimiento, ya en el segundo pase se obtienen todas las propiedades de resistencia al desgaste del revestimiento. Las formas de los cordones de soldadura más conocidos son el paso corto, cordón largo, puntos, diamante o rombo y espina de pescado.

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ELECTRODOS El Electrodo constituye el material de aporte de la soldadura, compuesto de un núcleo y de un revestimiento o cubierta.   

Recuperar piezas desgastadas o deterioradas Reparar elementos de maquinas Proteger elementos sujetos a fuerte desgaste

Los electrodos se usan en piezas que veden poseer las propiedades:

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Soportar la abrasión producida por fricción con rocas cascajo o cualquier otro material. Resistencia al rozamiento metálico el cual es producido por la fricción de la pieza con la superficie metálica de otra pieza o elemento mecánico Resistencia al impacto o choques bruscos o intempestivos Resistencia a la oxidación Resistencia a la corrosión causada por acción de sales, ácidos



Resistencia a calor elevado y variaciones de temperatura.

 

EL DIÁMETRO DEL ELECTRODO  Los parámetros de los que depende la selección del diámetro del electrodo son la posición, el espesor del material y el tipo de unión.  En general, se deberá seleccionar el mayor diámetro posible que asegure los requisitos de aporte térmico y que permita su fácil utilización.  El aporte térmico depende de la intensidad de corriente, la tensión del arco y la velocidad de desplazamiento FUENTE DE PODER  Para la soldadura en corriente continua, se utilizarán transformadores rectificadores o generadores,  para la soldadura en corriente alterna se utilizan transformadores.  Para la selección adecuada de la fuente de poder se deberá tener en cuenta al electrodo que se va a emplear, de forma que pueda suministrar el tipo de corriente (cc o ca), rango de intensidades y tensión de vacío que se requiera.  Los electrodos básicos necesitan mayores tensiones de vacío en comparación con los electrodos de tipo rutilo y celulósicos. ELECTRODOS MÁS FRECUENTES PARA LA RECUPERACIÓN DE LAS PIEZAS o SUPERCITO Características: Electrodo básico con bajo contenido de hidrógeno, que otorga al material depositado buenas propiedades mecánicas

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Su contenido de hierro en polvo mejora la soldabilidad Penetración; rendimiento 98% Resecado: 250 -350 C⁰ (2HORAS) Composición química (%):

aumentando la

Propiedades mecánicas: Resistencia a la Tracción 510-610 N/mm2

limite elástico ˃350 N/mm2

Corriente polaridad:

Aplicaciones: para aceros de alto contenido de carbono, alta resistencia y baja aleación; así también para piezas de maquinaria pesada o CITODUR 350 Recubrimientos protectores convencionales; dureza intermedia resiste golpes y abrasión maderada. Características: deposita acero de baja aleación con buena deposición de material sin salpicaduras y buen acabado superficial. Resecado: 200 C⁰ (2HORAS) Composición química (%):

Propiedades mecánicas:

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Corriente polaridad:

Aplicaciones: se usa para recuperar piezas que sufren desgaste por abracion y golpes así como por fricción metálica Reconstrucción de ejes de rodillos, orugas, ruedas dentadas En la minería tiene una diversidad de usos; principalmente por su bajo costo. o CITODUR600 Características: deposita carburos de cromo que le da una resistencia ala abrasión y elevada dureza; sus deposición no son maquinables pero si se pueden forjar. Resecado: 120 – 150 C⁰ (2horas) Composición química (%):

Propiedades mecánicas:

Corriente polaridad:

Aplicaciones: se aplica como soldadura preventiva donde existe abrasión severa y golpes; i/o recubrir equipos nuevos.

o CITODUR1000 Características: sus depósitos soportan la abrasión severa (1000 C⁰) a temperaturas elevadas en ambientes corrosivos; sus deposición contiene 36%

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de cromo es recomendable solo porosidad Resecado: 300 – 350 C⁰ (2horas) Composición química (%):

2 pases; los cordones están libres de

Propiedades mecánicas:

Corriente polaridad:

Aplicaciones: para recuperar y recubrir piezas que están expuestas a desgaste por abrasión severa sin golpes; usado en la industria minera siderurgia. Para moldes y bordes de cucharas que sufren abrasión de escorias a temperaturas elevadas. o CITOMANGAN Características: soporta abrasión severa golpes fuertes es adecuado para piezas de acero al 13% de manganeso; sus depósitos se auto endurecen con el trabajo. Pueden estar sometidas a golpes Resecado: 300- 350 C⁰ (2 horas) Composición química (%):

Propiedades mecánicas:

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Corriente polaridad:

Aplicaciones: recubrimiento de aceros que van estar expuestos a desgaste abrasivo combinado con golpes severos Sus aplicaciones principales relleno de dientes de excavadoras, mandíbulas de trituradoras, corazón de riel etc.

o TOOLCORD Características: electrodo especial para construir los filos de herramientas cortantes; soporta abrasión severa, golpes fuertes, corrosión. Se obtiene mayor dureza con tratamientos térmicos. Resecado: 200 C⁰ (2 horas) Composición química (%):

Propiedades mecánicas:

Corriente polaridad:

Aplicaciones: para recuperar maquinas herramientas sujetas a desgaste por fricción severa.

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PROCESO DE RECUPERACIÓN  limpieza general el componente: Retirar la grasa y suciedad acumulada.  quemado: La limpieza con fuego conlleva el desoxidado por tratamiento termal utilizando un equipo de quemado (acetileno o propano y oxígeno). Esto se lleva a cabo en la parte superior del componente, por encontrarse cubierto de una capa de grasa y tierra  arenado: El arenado es un procedimiento de limpieza y preparación de superficies mediante un chorro de impacto a presión de partículas abrasivas con la finalidad de remover capas de pintura antigua e incluso partículas de metal.

EJEMPLOS DE RECUPERACIÓN DE PIEZAS MECANICAS

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RECUPERACIÓN DE UN MUELLE a) Primero ubicamos el problema- el muelle de la imagen está roto b) Hacemos el acanalado o chaflan haciendo uso de una amoladora c) Identificamos el tipo de desgaste al que está sometido seguidamente identificamos el metal base d) Aplicamos soldadura (cellocord- supercito360); el cellocord como primera capa por que brinda flexibilidad; como segunda capa el supercito por la dureza. e) Al finalizar la soldadura se hace el forjado o martillado

RECUPERACION DE LA CULATA DE UN MOTOR a) Ubicamos el problema- la culata presenta rajaduras b) Hacemos el acanalado o chaflan haciendo uso de una amoladora c) Identificamos el tipo de desgaste al que está sometido seguidamente identificamos el metal base d) Por ser una fundición de aluminio se calienta y para evitar q pierda temperatura se cumbre e) Aplicamos soldadura con un electrodo de aluminio f) Dejamos que enfrié lentamente g) Maquinado

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RECUPERACIÓN DE UN BRAZO DE EXCAVADORA a) Ubicamos el problema- el brazo presenta rajaduras b) Hacemos el acanalado o chaflan haciendo uso de una amoladora c) Identificamos el tipo de desgaste al que está sometido seguidamente identificamos el metal base d) Precalentamos la pieza hasta un temperatura 125 C⁰ e) Aplicamos soldadura supecito y citodur1000 por q presentan grandes propiedades mecánicas f) Finalmente el maquinado



RECUPERACIÓN DE CUCHARONES • Parte superior del cucharón y orejas principales -Rellenar desgaste de los laterales de las orejas principales - Rellenar, alinear y rectificar los asientos de los bujes • Parte del labio del cucharón. (Acero austenítico al manganeso) - Rellenar desgaste a límite nuevo de la parte frontal del labio. - Rellenar desgaste a límite nuevo de toda la superficie de las caras interior y exterior del labio - Instalar nuevo juego de adaptadores, dientes, entre dientes y protectores laterales.

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•

Partes del interior del cucharón (piso, techo y laterales) instalar plancha en la - instalar nuevo revestimiento en plancha de carburo de cromo de ¾ formato estándar para cucharón.

base. pulg. Según

RECUPERACION DEL DESGASTE DE LAS OREJAS -

Primero el precalentamiento 125C⁰) Utilizaremos alambre tubular E71T-1 Ø 1/16” amperaje 210 amperios, voltaje de 24 voltios velocidad de alimentación del alambre de 302 cm. /min Maquinado (barreno cuchillas carburadas aproximadamente 3/8”

RECUPERACIÓN DE RAJADURAS EN UN CUCHARON - Recalentar con llama a gas - Esperar 2 minutos por cada pulg. de espesor del material - Espesor del cordón (2,4 – 3,175 mm) - No usar movimiento vaivén - Picar y limpiar después de cada pasada usar martillo - Evitar el enfriamiento rapido. - El sobrecalentar el acero austenítico al manganeso podría resultar en agrietaciones severas del metal de base adyacente a las reparaciones (no exceder 315ºC del metal base)

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INSTALACION DE REVESTIMIENTO ANTIDESGASTE DE PAREDES LATERALES INTERIORES, EXTERIORES En el interior o ya se en el exterior se usan cuchillas de motoniveladora que ya cumplieron su tiempo de vida Como también se puede usar planchas de acero de ¾ y se fijan con soldadura.

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EXPOSICIÓN Nº 2 SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO INTRODUCCIÓN Se somete dos conductores que están en contacto a una diferencia de potencial, por lo que termina estableciéndose una corriente eléctrica entre ambos. Si posteriormente se separan ambas piezas, se provoca una chispa que va a ionizar el aire circundante, permitiendo que el material que se está adicionando se funda con el metal base.

Existen una gran variedad de procedimientos de soldadura, donde la base de la fuente de calor es el arco eléctrico. ¿Qué es un arco eléctrico? El arco eléctrico es el flujo continuo de electrones a través de un medio gaseoso. El arco se forma al cerrarse el circuito eléctrico que se establece entre el extremo del electrodo y la pieza a soldar, generando luz y calor intenso. - Arco descubierto: • Soldadura por arco manual con electrodos revestidos. • Soldadura bajo gas protector con electrodo no fusible (TIG, TIG Orbital, Plasma). • Soldadura bajo gas protector con electrodo fusible (MIG, MAG, Oscilador, Electrogás). - Arco encubierto: • Soldadura por arco sumergido. Soldadura por electroescoria (este procedimiento, aunque en realidad es un procedimiento de soldadura por resistencia, el comienzo del proceso se realiza mediante un arco eléctrico) -

Arco protegido: Se muestra cómo el recubrimiento sobre una (barra) de electrodo revestido proporciona un escudo gaseoso alrededor del arco y una escoria que cubre el depósito caliente de soldadura.

MANTENIMIENTO DEL ARCO ELECTRICO Para que ocurra el arco eléctrico: a) Se hace contacto pieza- electrodo; lo que genera un paso de corriente . b) A continuación se procede a separar el electrodo de la pieza, lo que va a permitir que los electrones emitidos ionizen el aire circundante, haciéndolo conductor, es lo que se llama efecto ionización.

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RÉGIMEN DEL ARCO ELECTRICO Luego de conseguir el arco eléctrico debemos de consideras las caídas de tensión: •

Caída de tensión catódica (Vc)

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Caída de tensión en la columna del arco (Vo)

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Caída de tensión anódica (Va) Las caídas de tensión catódica y anódica dependen del tipo de electrodo; mientras que la caída de tensión por arco depende de la intensidad de corriente.

ESTABILIZACIÓN DEL ARCO ELECTRICO En general, el uso de la corriente continua va a contribuir a obtener un arco más estable, mientras que para el caso de corriente alterna el arco se va a estabilizar gracias al revestimiento del electrodo PROTECCIÓN DEL ARCO ELECTRICO La protección se puede conseguir rodeando al arco eléctrico por un gas (protección bajo gas), o bien mediante el gas que resulta de la combustión del revestimiento del electrodo (soldadura con electrodo revestido). Con ello se consigue aislar la atmósfera circundante del arco e impide la fijación de elementos contenidos en ella en el cordón de soldadura. CORRIENTE CONTINUA CON POLARIDAD DIRECTA (C.C.P.D.) Se emplea frecuentemente por que la corriente continua permite una selección más amplia de electrodos y escalas de corriente con arco más estable, por lo que suele preferirse para trabajos en posiciones difíciles y chapas finas.

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CORRIENTE CONTINUA POLARIDAD INVERSA (C.C.P.I.) Su penetración es menor es por eso que se emplea en la soldadura de chapas finas.

CORRIENTE ALTERNA (C.A.) El uso de la corriente alterna en la soldadura: -

Soldadura con electrodos recubierto Con la C.A. se consiguen penetraciones intermedias Idóneo para la soldadura TIG. La C.A. consume menos energía y produce menos salpicaduras.

EL SOPLADO Es un fenómeno que se origina por la presencia de campos magnéticos que se forman en la pieza y en el electrodo por el paso de corriente eléctrica; Para corregir los inconvenientes creados por el soplado, se actúa variando la inclinación del arco TRANSFERENCIA DE MATERIAL se conoce por transferencia de material al paso de metal de aporte desde el electrodo a la pieza. Este sentido de transferencia va a ser siempre el mismo, es decir, que se va a producir desde el electrodo a la pieza, independientemente de la posición relativa de ambos. A continuación se enumeran los distintos tipos de fuerzas que intervienen en el proceso de transferencia de material en soldadura: • • • •

electromagnéticas tensión superficial hidrodinámicas gravitatorias

Dependiendo de la magnitud de cada una de las anteriores fuerzas que intervienen, se producirán distintas formas de transferencia:

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Transferencia gravitatoria: es la más común, En este caso las gotas se desprenden del electrodo por la acción de la gravedad Transferencia de rechazo: Este caso no es deseable que se origine. La gota es impulsada fuera de la columna del arco debido a las fuerzas electromagnéticas Transferencia por cortocircuito: Para esta forma de transferencia la gota de metal fundido contacta entre electrodo y pieza antes de depositarse en el baño. El equipo de soldeo debe estar acondicionado para trabajar en estas condiciones de cortocircuitos sucesivos.

CORDON DE SOLDADURA Partes del cordón de soldadura a) Zona de soldadura: Es la parte central del cordón, que está formada fundamentalmente por el metal de aportación. b) Zona de penetración: Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los electrodos. La mayor o menor profundidad de esta zona define la penetración de la soldadura. c) Zona de transición: Es la más próxima a la zona de penetración. Esta zona, aunque no ha sufrido la fusión, sí ha soportado altas temperaturas, que la han proporcionado un tratamiento térmico con posibles consecuencias desfavorables, provocando tensiones internas CLASIFICACIÓN DE LOS CORDONES DE SOLDADURA Los cordones de soldadura se pueden clasificar según los siguientes criterios: • Por la posición geométrica de las piezas a unir: - Soldaduras a tope. - Soldaduras en ángulo • Por la posición del cordón de soldadura respecto al esfuerzo: - Cordón frontal - Cordón lateral - Cordón oblicuo • Por la posición del cordón de soldadura durante la operación de soldeo: - Cordón plano (se designa con H) - Cordón horizontal u horizontal en ángulo (se designa por C) - Cordón vertical (se designa con V) - Cordón en techo o en techo y en ángulo (se designa con T)

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POSICIONES DE SOLDADURA Dependiendo de la posición relativa entre el electrodo y la pieza, se pueden definir las siguientes posiciones de soldeo

PREPARACIONES DE BORDE Para ejecutar de forma correcta una soldadura, es necesario realizar previamente una preparación de los bordes de las piezas a unir. Considerar: - el espesor de las piezas a unir - del tipo de procedimiento de soldadura a emplear - de la posición de soldeo - de la forma y dimensiones de las piezas a unir - de las cualidades requeridas en la unión. TIPOS DE UNIONES 

Unión recta:

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Unión en V.

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Unión en X.

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Unión en U.

LOS ELECTRODOS •

Constituyen un factor de gran importancia para la obtención de buenos resultados en la soldadura.

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Están compuestos de un núcleo metálico y un revestimiento químico.

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El Núcleo: es una varilla metálica con una definida composición química para cada metal, constituye la base del material de aporte que es transferido a la pieza en forma de gotas, impulsado por la fuerza del arco eléctrico.

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El Revestimiento: que se aplica en torno al núcleo ...