El lavado con argón suele ser necesario para soldar tubos y tuberías de acero inoxidable mediante procesos convencionales como la soldadura por arco de tungsteno con protección gaseosa (GTAW) y la soldadura por arco metálico con protección (SMAW). Sin embargo, el costo del gas y el tiempo de preparación del proceso de purga pueden ser importantes, especialmente a medida que aumentan el diámetro y la longitud de las tuberías.
Al soldar acero inoxidable de la serie 300, los contratistas pueden eliminar el retroceso en las soldaduras de conductos radiculares abiertos cambiando de GTAW o SMAW tradicionales a un proceso de soldadura avanzado, manteniendo soldaduras de alta calidad, manteniendo la resistencia a la corrosión del material y cumpliendo con la Especificación del Procedimiento de Soldadura (WPS). ) requiere un proceso de soldadura por arco metálico de circuito corto (GMAW). El proceso GMAW de circuito corto mejorado también proporciona beneficios adicionales de rendimiento, eficiencia y facilidad de uso para ayudar a aumentar las ganancias.
Debido a su resistencia a la corrosión y robustez, las aleaciones de acero inoxidable se utilizan en numerosas aplicaciones de tuberías, incluyendo la industria del petróleo y el gas, la petroquímica y los biocombustibles. Si bien la soldadura GTAW se ha utilizado tradicionalmente en muchas aplicaciones de acero inoxidable, presenta algunas desventajas que pueden solucionarse con una versión mejorada de la soldadura GMAW de cortocircuito.
En primer lugar, debido a la continua escasez de soldadores cualificados, encontrar trabajadores familiarizados con la soldadura GTAW sigue siendo un reto constante. En segundo lugar, la soldadura GTAW no es el proceso más rápido, lo que dificulta a las empresas que buscan aumentar la productividad para satisfacer las necesidades de sus clientes. En tercer lugar, requiere un proceso de retrolavado de tuberías de acero inoxidable prolongado y costoso.
¿Qué es la retroalimentación? La purga consiste en la introducción de gas durante el proceso de soldadura para eliminar contaminantes y proporcionar soporte. La purga de la parte posterior protege la parte posterior de la soldadura de la formación de óxidos pesados ​​en presencia de oxígeno.
Si no se protege la parte posterior durante la soldadura de un conducto radicular abierto, puede producirse un daño en la base. Este daño se denomina sacarificación, ya que produce una superficie similar al azúcar en el interior de la soldadura. Para evitar el roce, el soldador inserta una manguera de gas en un extremo del tubo y lo sella con una válvula de purga. También crea una ventilación en el otro extremo del tubo. Además, suele colocar cinta adhesiva alrededor de la abertura de la junta. Tras limpiar el tubo, retira la cinta adhesiva y comienza a soldar, repitiendo el proceso de desmoldeo y soldadura hasta completar el cordón radicular.
Elimine el retroceso. El replanteo puede costar mucho tiempo y dinero, llegando incluso a añadir miles de dólares a un proyecto. El cambio a un proceso GMAW avanzado de ciclo corto permite a la empresa realizar pasadas de raíz sin retrolavado en muchas aplicaciones de acero inoxidable. La soldadura de aceros inoxidables de la serie 300 es ideal para este proceso, mientras que la soldadura de aceros inoxidables dúplex de alta pureza actualmente requiere GTAW para la pasada de raíz.
Mantener el aporte térmico al mínimo ayuda a preservar la resistencia a la corrosión de la pieza. Una forma de reducirlo es disminuir el número de pasadas de soldadura. Los procesos avanzados de soldadura GMAW de cortocircuito, como la deposición controlada de metal (RMD®), utilizan una transferencia de metal controlada con precisión para garantizar una deposición uniforme de las gotas. Esto facilita al soldador el control del baño de fusión, lo que a su vez regula el aporte térmico y la velocidad de soldadura. Un menor aporte térmico permite que el baño de fusión se solidifique más rápidamente.
Gracias a la transferencia controlada de metal y a la congelación más rápida del baño de fusión, este presenta menor turbulencia y el gas de protección sale de la antorcha GMAW con relativa suavidad. Esto permite que el gas de protección atraviese la raíz expuesta, expulsando la atmósfera y evitando la oxidación o el agrietamiento de la superficie inferior de la soldadura. Esta cobertura de gas se logra en poco tiempo debido a la rápida congelación del baño de fusión.
Las pruebas han demostrado que el proceso GMAW de cortocircuito modificado cumple con los estándares de calidad de soldadura, al tiempo que mantiene la resistencia a la corrosión del acero inoxidable de la soldadura de cordón de raíz GTAW.
Modificar el proceso de soldadura requiere que la empresa vuelva a certificar el WPS, pero dicho cambio puede generar importantes ahorros de tiempo y costes en trabajos de fabricación y reparación nuevos.
La soldadura de conductos radiculares abiertos mediante el avanzado proceso GMAW de cortocircuito ofrece beneficios adicionales en productividad, eficiencia y capacitación del soldador. Esto incluye:
Elimina la posibilidad de conductos calientes debido a la posibilidad de recubrir más metal para aumentar el grosor del conducto radicular.
Excelente resistencia a desplazamientos grandes y pequeños entre secciones de tubería. Gracias a una transferencia de metal fluida, este proceso puede salvar fácilmente huecos de hasta 3/16 de pulgada.
La longitud del arco es constante independientemente de la extensión del electrodo, lo que compensa la dificultad que tienen los operarios para mantener una extensión constante. Un baño de fusión más fácil de controlar y una transferencia de metal uniforme pueden reducir el tiempo de formación de los nuevos soldadores.
Menor tiempo de inactividad por cambios de proceso. Se puede utilizar el mismo alambre y gas de protección para conductos radiculares, de relleno y de cobertura. El proceso GMAW pulsado se puede utilizar siempre que los conductos estén llenos y cerrados al menos en un 80 % con gas de protección argón.
Para las operaciones de retrolavado de acero inoxidable, es importante seguir cinco consejos clave para una transición exitosa a un proceso GMAW de cortocircuito modificado.
Limpie las tuberías por dentro y por fuera para eliminar cualquier contaminante. Use un cepillo de alambre diseñado para acero inoxidable para limpiar la parte posterior de la junta, al menos a 2,5 cm del borde.
Utilice un metal de aportación de acero inoxidable con alto contenido de silicio, como el 316LSi o el 308LSi. El mayor contenido de silicio favorece la humectación del baño de soldadura y actúa como desoxidante.
Para obtener los mejores resultados, utilice una mezcla de gas de protección especialmente formulada para el proceso, como por ejemplo 90 % de helio, 7,5 % de argón y 2,5 % de dióxido de carbono. Otra opción es una mezcla de 98 % de argón y 2 % de dióxido de carbono. El proveedor de gas para soldadura podría tener otras recomendaciones.
Para obtener los mejores resultados, utilice la punta cónica y la punta para conductos radiculares para localizar la cobertura de gas. La boquilla cónica con difusor de gas incorporado proporciona una excelente cobertura.
Cabe destacar que el uso de un proceso GMAW de cortocircuito modificado sin gas de respaldo produce una pequeña cantidad de escoria en la parte inferior de la soldadura. Esta escoria se desprende generalmente al enfriarse la soldadura y cumple con los estándares de calidad de la industria petrolera, las centrales eléctricas y la petroquímica.
Jim Byrne es gerente de ventas y aplicaciones de Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
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