M. en I. Oliver Ubando Franco
Existen una gran variedad de procesos para realizar la soldadura de las estructuras de acero, sin embargo ello no debe de influir en la resistencia ni especificaciones definidas en los planos de
Ingeniería Básica (proyecto estructural).
Los diferentes procesos influyen en el control de calidad y todo lo que ello involucra. Existen procesos muy limpios y de apariencia excelente y otros que permiten depositar soldadura en lugares complicados como esquinas, rincones, tapones, etc.
Los procesos de soldadura que a continuación se describen son eléctricos. El equipo utilizado genera un
arco eléctrico para fundir el material de aportación en el punto seleccionado.
Los equipos para soldar más utilizados por los diferentes fabricantes corresponde a los procesos denominados
SMAW o
MMA (Shielded Metal Arc Welding, manual metal arc),
GMAW (Gas Metal Arc Welding),
SAW (Submerged Arc Welding). Los cuales dependen del tipo de equipo y material de aportación que utiliza.
1.- Proceso SMAW o MMA, soldadura con electrodo revestido, define un proceso de soldadura con un electrodo o material de aportación revestido con un material fundente que genera gas y una costra de protección.
Las especificaciones
AWS A5.1 definen los electrodos para soldadura de acero al carbón, con la siguiente nomenclatura para electrodos revestidos:
E - XX Y Z
Donde:
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E: indica que es un electrodo revestido para soldadura eléctrica manual (SMAW).
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XX: representa la resistencia a tensión del metal de aportación en kilolibras por pulgada cuadrada (ksi).
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Y: indica la posición en la cual puede hacerse la soldadura de forma satisfactoria. 1 cualquier posición: sobre mesa, vertical o sobre cabeza, 2 posición que puede depositar soldaduras de penetración en posición plana y de filete en horizontal y plana y 4 vertical descendente.
•
Z: indica el tipo de corriente eléctrica y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo e identifica el tipo de revestimiento.
2.- Proceso GMAW, soldadura con metal de aportación y gas, define un proceso en el cual el electrodo o material de aportación no cuenta con un revestimiento y el gas requerido es aportado por el equipo. Los equipos utilizados para este tipo de soldadura utilizan un electrodo continuo y se conoce como micro alambre. De este proceso se derivan el
MIG y
MAG (metal inert gas y metal active gas) los cuales utilizan un gas inerte o un gas activo para la fundición del material de aportación.
Las especificaciones
AWS A5.18 definen los electrodos para soldadura de acero al carbono, con la siguiente nomenclatura para electrodos revestidos:
E R - XX S - x
Donde:
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E: indica que es un electrodo
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R:R: alambre de aportación (GMAW)
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XX: los dígitos en miles, equivalente a la resistencia a tensión del metal de aportación en kilolibras por pulgada cuadrada (
ksi).
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S: indica que el alambre es sólido. La posición en la cual pude hacerse la soldadura de forma satisfactoria; indica la posición en la cual pude hacerse la soldadura de forma satisfactoria. 1 cualquier posición, sobre mesa, vertical o sobre cabeza, 2 a los que pueden depositar soldaduras de penetración en posición plana y de filete en horizontal y plana y 4 vertical descendente.
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x: indica la composición química del electrodo. Puede ser 2, 3, 4, 6 ó 7 y corresponden a la aleación del alambre (
cantidad de carbono, magnesio y silicio además de cantidades constantes de fosforo, azufre, níquel, cromo, molibdeno, cobre y otros)
3.- Procesos para soldar estructuras metálicas SAW (
Soldadura con arco sumergido). Soldadura define un proceso similar al
GMAW y el equipo aporta un material de cobertura a base de arena fundente.
Las especificaciones
AWS A5.17 definen los electrodos para soldadura de acero al carbón, con la siguiente nomenclatura para electrodos revestidos:
F S X Y Z - ECXX - HX
Donde:
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F: indica que es una soldadura de arco sumergido.
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S: Indica que la soldadura se hace únicamente con escoria aplastada (
re-utilización de arena quemada) o es una mezcla de escoria aplastada con arena no utilizada. La omisión de la "S" indica el uso de arena nueva.
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X: los dígitos en miles, equivalente a la residencia a tensión del metal de aportación en kilolitros por pulgada cuadrada (
Ksi).
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Y: indica las condiciones del tratamiento térmico en el proceso; A para soldar y P posterior al depósito de la soldadura.
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Z: indica la temperatura en grados Fahrenheit.
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ECXX: indica la aleación del electrodo
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HX: (opcional) indica la descripción del hidrogeno que se difusa.
La resistencia de los electrodos más comunes es de 60 Ksi (4,218.41 kg/cm2), 70 Ksi (4921.48 kg/cm2) y 90 Ksi (6,327.62 kg/cm2).
En su mayoría, los perfiles y placas empleados para el diseño y construcción de estructura de acero son aleaciones al carbono, cuyas resistencia van de los Fy =2530 kg/cm2 para el ASTM A36, hasta Fy = 3515 kg/cm2 como el ASTM A 992 o ASTM 572-G50, los cuales son compatibles con electrodos de 70 Ksi, por su aleación y contenido de carbono. Los electrodos E-60 Ksi (SMAW) genera soldaduras más suaves o maleables y son útiles para el armado (trabajos de ensamble de las piezas) fondeo (cerrar las ranuras) y se pueden retirar de forma fácil. Los electrodos 90 Ksi generan soldaduras de alta resistencia y requieren un proceso previo a su aplicación, como soldar varilla (alto contenido de carbono) o piezas especiales (piezas de cold rolled).
En algunos casos en los que se realicen soldadura de campo (en el sitio de la construcción) o condiciones atmosférica agresivas, se puede recomendar soldaduras resistentes a la corrosión y los sulfatos como lo son E-7018, E-9018 como las más comunes con procesos
SMAW.
Es importante mencionar que las iniciales de una soldadura
definen el proceso y equipo a utilizar, el cual podrá ser sugerido por quien realizó el Proyecto Estructural y planos de Ingeniería Básica. Sin embargo deberá ser el
fabricante quien define el proseo de soldadura en función de lo equipos con los que se cuente,
respetando las especificaciones de resistencia y volumen definidos en los planos de
Ingeniería Básica, ellos diferentes a los planos de fabricación.
En los planos de
Ingeniería Básica, basta con definir la resistencia de la soldadura a utilizar, su volumen y tipo (
filete, penetración, ranura) y acabado.
