Validación del procedimiento de soldadura con electrodo revestido en juntas a tope y posiciones plana, horizontal, vertical y sobre-cabeza.

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1 367 Validación del procedimiento de soldadura con electrodo revestido en juntas a tope y posiciones plana, horizontal, vertical y sobre-cabeza. Salvador Claros, Kenny López, José Arce, Lorgio Soliz y Benigno Méndez S. Claros, K.López, J.Arce, L.Soliz y B.Mendez Universidad Mayor, Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca, Facultad de Ciencias Agrarias, Calle Calvo Nº 132, Sucre, Bolivia. M. Ramos., (eds.) Ciencias Tecnológicas y Agrárias, Handbooks - ECORFAN- Sucre, Bolivia, 2014.

2 368 Abstract This research is about the validation of a process of joints welding with a coated electrode to demonstrate the application in the teaching - learning that if you follow the technique, the penetration of the input material is acceptable. Standard samples are prepared with the corresponding bevel and the execution of the weld root and fill I performed. The theoretical content is developed by a teacher of the subject with a specialty in the area of the weld. In the development of the process, the test tubes are welded with correct and incorrect procedures to verify the target; then the test tubes are broken and the effectiveness of the theory in practice can be verified. The importance of this development is to demonstrate the validation of the process and the academic impact as an incentive to generate skills through a good technique. Keywords: Welding, Electrode, Test tube, Polarity, Amperage Resumen La soldadura por electrodo revestido, es un procedimiento para unir piezas de acero, estas piezas conforman en muchos casos elementos de maquinaria pesada y se encuentran sometidas a esfuerzos mecánicos dentro su trabajo. La experiencia de profesionales en el área indica la existencia de fallas e incluso la rotura de piezas por un inapropiado procedimiento de soldadura. Por ello es sumamente importante incentivar la ejecución de esta práctica bajo supervisión de un profesional en un ambiente de formación como es el taller de la Carrera de Metal Mecánica de la USFX. El proyecto de investigación contribuye con la validación de un proceso de soldadura de juntas a tope con electrodo revestido para demostrar la aplicación en el proceso enseñanza aprendizaje. En este sentido se preparan probetas normalizadas, con el bisel correspondiente y se realiza la ejecución del cordón de soldadura de raíz y relleno. Se sueldan las probetas con los procedimientos correctos e incorrectos para evidenciar los objetivos; se prosigue con el rompimiento de las mismas, verificando mediante este proceso la efectividad de la teoría sobre la práctica. La importancia de la investigación radica en demostrar la validación del proceso y el impacto académico como incentivo a la generación de habilidades con buena técnica. Palabras clave: Soldadura, Electrodo, Probeta,, Amperaje 23 Introducción Dentro del plan de estudios de las Carreras universitarias donde se tiene relación con la Mecánica, la materia de soldadura es siempre considerada porque tiene una gran importancia.

3 369 Esta importancia radica, en el uso de la soldadura, para la construcción de varios elementos de máquinas, construcción y reconstrucción de cualquier pieza de acero, armado de estructuras de acero, montaje de máquinas de varias aplicaciones, automóviles, equipo pesado y muchas otras aplicaciones en la industria. Para la práctica de la soldadura son necesarios algunos elementos, como: el equipo de eléctrico, electrodos y elementos de protección personal como mínimo y dependiendo de la necesidad cada uno de estos tomará características específicas. Existen varios tipos de procedimiento de soldadura, en esta investigación se toma en cuenta la soldadura a tope por ser la de mayor aplicación práctica para la enseñanza a este nivel. Luego del acondicionamiento de probetas normalizadas, donde se realizará la práctica del procedimiento de soldadura, bajo un protocolo establecido para este trabajo, se procederá a la rotura de estas. Para la verificación de la penetración de la soldadura y verificar la existencia de un cordón de raíz. La evaluación de este último es muy importante, demuestra la validez de la aplicación del procedimiento, además de la generación de una habilidad técnica para ejecutar la soldadura de acuerdo a estándares exigidos en esta área. Por tanto, el trabajo de pruebas en las probetas de soldadura será sistematizado y luego se verificarán las fallas frente a la aplicación del procedimiento; dando como resultado la validez del procedimiento frente al contraste de fallas en la raíz. Antecedentes Dentro de las asignaturas del plan de estudios en metal mecánica, toman importancia las del área de soldadura eléctrica y soldaduras especiales. En cuanto a la investigación no se tiene ningún antecedente en la parte académica, más bien encontramos la necesidad de realizar esta investigación para mejorar el proceso académico teórico práctico. Con la proyección en el campo de competencia del metal mecánico de la efectividad y conocimiento de estos procesos de soldadura. Para la ejecución del proceso, el docente de las asignaturas es el encargado, como se trata de una validación, es a través de este obtener un proceso adecuado que sirva como referencia Desarrollo metodológico Materiales y métodos Se usó como indica la norma elementos de protección personal. El taller de soldadura de Metal Mecánica cuenta con máquinas de soldar y mesas de soldadura para las posiciones indicadas, además de las herramientas adicionales para el desarrollo de la técnica.

4 370 Figura 23. Taller de soldadura 1.Insumos, herramientas y equipos utilizados.- Los insumos utilizados son los siguientes: - Platino de 4 x 3/8 - Electrodo E6010 x 3,25 mm - Electrodo E6013 x 3,25 mm - Electrodo E7018 x 3,25 mm - Disco de corte 9 - Disco de amolar 7 - Cepillo de acero Las herramientas y equipos: - Amoladora de 2300 W - Máquina de soldar por eléctrico: - Bambozzi TRR 2600 de 430 Amp 380 V - Piqueta para escoria - Flexómetro - Escuadra falsa - Prensa hidráulica 2.Procedimiento Preparación de las probetas Según se establece en teoría, la longitud debe ser de 20 cm de largo. El tipo de junta es a tope y la forma de soldadura escogida para verificar la penetración de raíz es en X ó doble V con un ángulo de 45. El proceso cordón de soldadura es a tope con penetración completa.

5 371 Figura Probeta con filete 3. de soldadura Tabla 23 Probeta 1 Paso Observación Causa Objetivo 1 Conexión con polaridad invertida No se puede encender in Electrodo E6010 Amperaje Se aumenta amperaje a 240 A No se puede encender in 3 Se aumenta el amperaje a 380 A No se puede encender in 4 Cambio de polaridad a directa Amperaje 380 A Electrodo E Se baja el amperaje a 280 A (electrodo quemado) No se puede encender (electrodo quemado) Se enciende pero se quema el electrodo Figura Probeta 1

6 372 Tabla 23.1 Probeta 2 Paso Observación Causa Objetivo 1 Conexión con polaridad directa No se puede encender Electrodo E6010 Amperaje 260 A 2 Se baja amperaje a 240 A No se puede encender 3 Se baja el amperaje a 180 A Se puede encender el adecuado 4 Cambio de electrodo a E7018 (soldadura de raíz) Se puede encender el (soldadura de relleno) Figura 23.3 Probeta 2 adecuado Tabla 23.2 Probeta 3 Paso Observación Causa Objetivo 1 Conexión con polaridad directa Se puede encender el adecuado Electrodo E6010 Amperaje Cambio de polaridad a invertida Se puede encender el adecuado Amperaje 300 A (electrodo quemado) Limpieza de la soldadura de raíz Cambio a electrodo E7018

7 373 Figura 23.4 Probeta 3 Tabla 23.3Probeta 4 Paso Observación Causa Objetivo 1 Conexión con polaridad Se puede encender el directa adecuado Electrodo E6010 Amperaje Cambio de polaridad a invertida Se puede encender el adecuado Amperaje 300 A (electrodo quemado) Limpieza de la soldadura de raíz Cambio a electrodo E7018 Figura 23.5 Probeta 4 Rompimiento de las probetas Para romper las probetas, se utiliza una prensa hidráulica como se observa en la figura a continuación.

8 374 Figura 23.6 Rompimiento de las probetas Este procedimiento destructivo, permite verificar la penetración de la raíz y el relleno, mediante el aporte de material. 23.2Resultados y Discusión Resultados obtenidos: Como se ha mencionado, la forma de verificar la penetración de la raíz y el relleno, se da mediante la observación de estos cuando la probeta soldada se ha roto. Según los procedimientos descritos por la metodología utilizada, las probetas 3 (plana) y 4 (horizontal) es donde se puede observar la penetración del material de aporte, las anteriores 2 fueron para la demostración de la ejecución de la soldadura. Figura 23.7 Probeta 3 (posición plana) Figura 23.8 Probeta 4 (posición horizontal)

9 375 Se puede verificar en ambas probetas el cordón de soldadura de raíz y relleno como material de aporte, mediante el aspecto y continuidad de este cordón. Figura 23.9 Probeta 1 (posición plana) Figura Probeta 2 (posición plana) En las figuras de las probetas 1 y 2, con inadecuada ejecución del proceso de soldadura se verifica la escasa o nula penetración de la raíz y relleno. 2. Discusión: La importancia de este proceso investigativo tiene un carácter demostrativo con impacto académico en aplicación de la teoría y práctica. Por cuanto los resultados tangibles permiten constatar si el procedimiento explicado en teoría es reflejado; se puede también partir de esta base práctica a verificar el procedimiento en teoría. Para comparar este procedimiento en nuestro contexto, es difícil, generalmente sería conveniente realizar una prueba con líquidos penetrantes o de radiografía, algo que tiene un costo muy elevado. En cambio el romper las probetas es barato y no se necesitan equipos especiales, para la aplicación práctica, esta investigación tiene mucho valor, se demuestra al estudiante objetivamente lo que sucede si no se aplica la técnica adecuadamente

10 Conclusiones Se ha llegado a dos conclusiones importantes. La primera, se da al observar las probetas, de acuerdo a la aplicación del procedimiento. Por tanto se ha demostrado la validación como objetivo del proyecto. La segunda, nos demuestra el impacto en el campo académico para el proceso de enseñanza aprendizaje en las materias de Soldadura eléctrica y especiales. A través de la comparación de las pruebas y otras en futuras prácticas, se podrá determinar la habilidad generada en los estudiantes Agradecimientos Los investigadores agradecen a la Dirección de Investigación Ciencia y Tecnología (DICYT) de la Universidad San Francisco Xavier de Chuquisaca por el apoyo brindado en el desarrollo del presente trabajo Referencias Lic. Benigno Méndez M. Texto Guía de la Materia de Soldadura Eléctrica 2010 (Docente Facultad Técnica con especialidad en soldadura) Oerlikon Manual de Soldadura 6 Edición