seguridad y higuiene en el proseso de soldadura

1.) Análisis de la Seguridad e Higiene en el Proceso de Soldadura

(itcs)

“La soldadura es una operación con riesgos inherentes, algunos muy evidentes como deslumbramiento, humos, etc.,.. Y otros no tanto como son las radiaciones o descomposición de ciertos materiales.

Para dar información de dichos riesgos y la forma de afrontarlos de manera segura, el ITCS ha reunido un equipo de profesionales que explica tanto los riesgos de cada una de las formas y modos de soldadura como la normativa general de obligado cumplimiento para las empresas y trabajadores del sector.”

Temario

Operaciones relacionadas con la soldadura - Riesgos y Prevenciones

Procesos de soldadura - Riesgo y Prevenciones

- Soldadura por combustión de gases

- Soldadura al arco con electrodo revestido

- Soldadura al arco con alambre macizo y gas de protección

- Soldadura TIG

- Soldadura por arco sumergido

- Soldadura por plasma

- Soldadura por puntos de resistencia

- Soldadura por láser y haz de electrones

- Soldadura fuerte y blanda

- Proyección metálica

- Termita

- Soldadura de plásticos

Equipos de protección personal

Equipos de protección ambiental

Seguridad y Calidad

Precauciones en la inspección radiográfica

Normativa Oficial y General

2.) Determinación de los Origen de los Peligros

(buenastareas.com, 2011)

“Los riesgos de los operarios, frente al trabajo de soldadura, son distintos según el tipo de soldeo que realice. No obstante, existen una serie de riesgos generales relacionados con la Higiene Industrial. El soldador está frecuentemente expuesto a radiaciones, humos y gases procedentes de los procesos de soldadura. El origen de estos contaminantes se encuentra en el material a soldar, en el material aportado y en el aire que rodea la zona de soldadura.”

OBJETIVOS
Adquirir las competencias necesarias para conocer y prevenir los riegos higiénicos de los principales procesos de soldeo.

CONOCIMIENTOS
Principales Procesos de Soldeo. Riesgos Higiénicos Generales en Soldadura. Determinación de Contaminantes. Efectos sobre la Salud. Medidas de Prevención de Riesgos Higiénicos.

Riesgos Higiénicos en Procesos de Soldadura 2

PRINCIPALES PROCESOS DE SOLDEO
Soldadura, coalescencia localizada de metales o no metales, producida por calentamiento de los materiales a temperaturas adecuadas, con o sin la aplicación de presión, o por la aplicación de presión únicamente, y con o sin el empleo de material de aportación. El constante desarrollo tecnológico hace que exista una gran diversidad de procesos de soldeo, actualmente hay más de un centenar, lo que hace muy difícil establecer una clasificación sistemática de todos ellos.

Principales Procesos de Soldeo
Soldeo exigís. Soldeo por arco. Soldeo blando y fuerte. Soldeo láser. Soldeo por haz de electrones. Soldeo automatizado y robotizado.

Soldeo Exigís
El soldeo exigís es un proceso donde la unión de los materiales se realiza por fusión de los bordes del metal base y del metal de aportación, cuando se emplea.

3.) Identificación de las reglas de seguridad y prevención

(www.statefundca.com)

La seguridad en la soldadura

“Los peligros relacionados con la soldadura suponen una combinación poco habitual de riesgos contra la salud y la seguridad. Por su propia naturaleza, la soldadura produce humos y ruido, emite radiación, hace uso de electricidad o gases y puede provocar quemaduras, descargas eléctricas, incendios y explosiones.

Algunos peligros son comunes tanto a la soldadura por arco eléctrico como a la realizada con gas y oxígeno. Si trabaja en labores de soldadura, o cerca de ellas, observe las siguientes precauciones generales de seguridad:”

• Suelde solamente en las áreas designadas.
• Utilice solamente equipos de soldadura en los que haya sido capacitado.
• Sepa qué sustancia es la que está soldando y si ésta tiene o no revestimiento.
• Lleve puesta ropa de protección para cubrir todas las partes expuestas del cuerpo que podrían recibir chispas, salpicaduras calientes y radiación.
• La ropa de protección debe estar seca y no tener agujeros, grasa, aceite ni ninguna otra sustancia inflamable.
• Lleve puestos guantes incombustibles, un delantal de cuero, y zapatos altos para protegerse bien de las chispas y salpicaduras calientes.
• Lleve puesto un casco hermético específicamente diseñado para soldadura, dotado de placas de filtración para protegerse de los rayos infrarrojos, ultravioleta y de la radiación visible.
• Nunca dirija la mirada a los destellos producidos, ni siquiera por un instante.
• Mantenga la cabeza alejada de la estela, manteniéndose detrás y a un lado del material que esté soldando.
• Haga uso del casco y sitúe la cabeza correctamente para minimizar la inhalación de humos en su zona de respiración.
• Asegúrese de que exista una buena ventilación por aspiración local para mantener limpio el aire de su zona de respiración.
• No suelde en un espacio reducido sin ventilación adecuada y sin un respirador aprobado por NIOSH.
• No suelde en áreas húmedas, no lleve puesta ropa húmeda o mojada ni suelde con las manos mojadas.
• No suelde en contenedores que hayan almacenado materiales combustibles ni en bidones, barriles o tanques hasta que se hayan tomado las medidas de seguridad adecuadas para evitar explosiones.
• Si trabajan otras personas en el área, asegúrese de que hayan sido avisadas y estén protegidas contra los arcos, humos, chispas y otros peligros relacionados con la soldadura.
• No se enrolle el cable del electrodo alrededor del cuerpo.
• Ponga a tierra el alojamiento del instrumento de soldadura y el metal que esté soldando.
• Observe si las mangueras de gas tienen escapes, usando para ello un gas inerte.
• Revise las inmediaciones antes de empezar a soldar para asegurarse de que no haya ningún material inflamable ni disolventes desgrasantes.
• Vigile el área durante y después de la soldadura para asegurarse de que no haya lumbres, escorias calientes ni chispas encendidas que podrían causar un incendio.
• Localice el extinguidor de incendios más próximo antes de empezar a soldar.
• Deposite todos los residuos y despuntes de electrodo en un recipiente de desechos adecuado para evitar incendios y humos tóxicos.

Si tiene alguna pregunta acerca de los aspectos de salud y seguridad relacionados con la soldadura, hable con su supervisor o llame a la oficina más próxima del Servicio de consulta de Cal/OSHA.

Aplicación de Procedimientos de la Soldadura Común

( www.caballano.com)

Los principales procedimientos utilizados para soldar metales, están representados en la figura adjunta.

Procedimientos de soldaduras	Soldadura al arco	Arco de metal protegido Arco sumergido TIG (Tungsteno inertgas) Por puntos MIG (Metal inert gas) Arco al carbono
	Soldadura por combustión de gases	Oxiacetilénica Oxígeno-Hidrógeno Oxígeno propano Gas natural
	Soldadura por resistencia	Por punto, a costura y en proyección
	Soldadura fuerte y blanda	Soplete Inducción Baño Resistencia Eléctrico manual
	Corte de metales	Combustión de gases Plasma Arco al aire

 

La primera operación a realizar, previa a la propia soldadura, será siempre la preparación de las superficies a unir. Se trata en primer lugar de dar, mediante operaciones de tipo mecánico, los perfiles deseados a las piezas en la zona de unión.

Posteriormente se procederá a la limpieza de toda clase de grasas, suciedad, óxidos y cuerpos extraños que puedan disminuir la resistencia de la soldadura. Por ejemplo, la limpieza de grasas, aceites y material de naturaleza similar, puede realizarse mediante disolventes o por la acción de baños de lejías alcalinas. La eliminación de óxidos se llevará a cabo, generalmente, mediante procedimientos de decapado químico.

Una vez preparada la superficie de las piezas a unir, se procederá a la soldadura de éstas, y, posteriormente al picado de la escoria y comprobación de la calidad de la soldadura.

  

Contactos Eléctricos

De todos los riesgos que presenta la soldadura eléctrica por arco es sin duda alguna el de contacto eléctrico el más importante. Aunque en las operaciones de soldadura eléctrica manual al arco se utilizan tensiones relativamente bajas, las intensidades son altas. Los accidentes más comunes que se dan son:

Contacto eléctrico directo en el circuito de alimentación por deficiencias de aislamiento en los cables flexibles o en las conexiones a la red o a la máquina. Se debe instalar el interruptor principal cerca del puesto de soldadura para en caso necesario poder cortar la corriente. Instalar los principales cables de alimentación en alto y conectarlos posteriormente. Se debe reemplazar cualquier cable de soldadura que presente algún tipo de ligadura a menos de 3 m del portaelectrodos. No deben utilizarse tornillos para fijar conductores trenzados pues acaban por desapretarse. Se deben alejar los hilos de soldadura de los cables eléctricos principales para prevenir el contacto accidental con el de alta tensión así como cubrir los bornes para evitar un posible cortocircuito causado por un objeto metálico y situar el material de forma que no sea accesible a personas no autorizadas.

Contacto eléctrico indirecto en la carcasa de la máquina producido por un contacto entre ésta y algún elemento de tensión. La instalación de las tomas de la puesta a tierra se debe hacer según las instrucciones del fabricante. Es preciso asegurarse de que el chasis del puesto de trabajo está puesto a tierra controlando en especial las tomas de tierra y no utilizar para las tomas de la puesta a tierra conductos de gas, líquidos inflamables o eléctricos. La toma de tierra no debe unirse a cadenas, cables de un montacargas o tornos. Tampoco se debe unir a tuberías de gas, líquidos inflamables o conducciones que contengan cables eléctricos.

Contacto eléctrico directo en el circuito de soldadura cuando está en vacío (tensión superior a 50 v).

Se adoptarán las siguientes medidas preventivas:

·         Antes de comenzar la operación de soldadura, se comprobara la toma de tierra del equipo, así como el estado de cables y conexiones.

·         Los cables de alimentación deben ser de la sección adecuada para no dar lugar a sobrecalentamientos. En los lugares de paso los cables serán fijados a una altura adecuada o bien enterrados en zanjas o en lugares sólidamente protegidos. Estos conductores serán de longitud, la mínima posible.

·         Los cables del circuito de soldadura que tienen una mayor longitud, se protegerán de modo especial contra proyecciones incandescentes, grasas, aceites.

·         Se asegurará en todo momento una adecuada toma de tierra.

·         La zona de trabajo debe estar seca.

·         La base de soldar debe ser sólida y estar apoyada sobre objetos estables. El cable de soldar debe mantenerse con una mano y la soldadura se debe ejecutar con la otra.

·         Los portaelectrodos se deben almacenar donde no puedan entrar en contacto con los trabajadores, combustibles o posibles fugas de gas comprimido.

·         Cuando los trabajos de soldadura se deban interrumpir durante un cierto periodo se deben sacar todos los electrodos de los portaelectrodos, desconectando el puesto de soldar de la fuente de alimentación.

·         No utilizar electrodos a los que les quede entre 38 y 50 mm; en caso contrario se pueden dañar los aislantes de los portaelectrodos pudiendo provocar un cortocircuito accidental.

·         Los electrodos y sus portaelectrodos se deben guardar bien secos. Si antes de ser utilizados están mojados o húmedos por cualquier razón, deben secarse totalmente antes de ser reutilizados.

·         Situarse de forma que los gases de soldadura no lleguen directamente a la pantalla facial protectora y proteger a los otros trabajadores del arco eléctrico mediante pantallas o mamparas opacas; llevar ropa, gafas y calzado de protección.

·         La escoria depositada en las piezas soldadas debe picarse con un martillo especial de forma que los trozos salgan en dirección contraria al cuerpo. Previamente se deben eliminar de las escorias las posibles materias combustibles que podrían inflamarse al ser picadas.

·         No sustituir los electrodos con las manos desnudas, con guantes mojados o en el caso de estar sobre una superficie mojada o puesta a tierra; tampoco se deben enfriar los portaelectrodos sumergiéndolos en agua.

·         No se deben efectuar trabajos de soldadura cerca de lugares donde se estén realizando operaciones de desengrasado, pues pueden formarse gases peligrosos. Tampoco se permitirá soldar en el interior de contenedores, depósitos o barriles mientras no hayan sido limpiados completamente y desgasificados con vapor. Es conveniente también prever una toma de tierra local en la zona de trabajo.

·         No accionar el conmutador de polaridad mientras el puesto de soldadura esté trabajando; se debe cortar la corriente previamente antes de cambiar la polaridad.

Incendios y Explosiones

Durante las operaciones de soldadura se producen proyecciones de partículas incandescentes que pueden considerarse pequeños focos de ignición desencadenantes de incendios. Si éstas partículas afectan a materiales inflamables o combustibles que estén en las cercanías, la posibilidad de que se genere un incendio puede ser alta.

Se pueden colocar mamparas rodeando los puestos de soldadura para que detengan estas partículas. Una buena organización del trabajo, previo a la realización de la soldadura, deberá prever la retirada de todo material inflamable o combustible de las cercanías del puesto. En todo caso se dispondrá de extintores adecuados en las cercanías.

En el caso de tener que realizar operaciones de soldeo en recipientes o tuberías que hayan contenido productos inflamables, se procederá previamente a la limpieza de los mismos, comprobando posteriormente, mediante un explosímetro la concentración de gases en el ambiente y no iniciando la soldadura sin la certeza de que no se desprenderán nuevamente gases que puedan alcanzar concentraciones explosivas.

En la soldadura por combustión de gases, los riesgos de incendio y/o explosión se pueden prevenir aplicando una serie de normas de seguridad de tipo general y otras específicas que hacen referencia a la utilización de las botellas, las mangueras y el soplete.

·         Se prohíben las trabajos de soldadura y corte, en locales donde se almacenen materiales inflamables, combustibles, donde exista riesgo de explosión o en el interior de recipientes que hayan contenido sustancias inflamables.

·         Para trabajar en recipientes que hayan contenido sustancias explosivas o inflamables, se debe limpiar con agua caliente y desgasificar con vapor de agua, por ejemplo. Además se comprobará con la ayuda de un medidor de atmósferas peligrosas (explosímetro), la ausencia total de gases.

·         Se debe evitar que las chispas producidas por el soplete alcancen o caigan sobre las botellas, mangueras o líquidos inflamables.

·         No utilizar el oxígeno para limpiar o soplar piezas o tuberías, etc., o para ventilar una estancia, pues el exceso de oxígeno incrementa el riesgo de incendio.

·         Los grifos y los manorreductores de las botellas de oxígeno deben estar siempre limpios de grasas, aceites o combustible de cualquier tipo. Las grasas pueden inflamarse espontáneamente por acción del oxígeno.

·         Si una botella de acetileno se calienta por cualquier motivo, puede explosionar; cuando se detecte esta circunstancia se debe cerrar el grifo y enfriarla con agua, si es preciso durante horas.

·         Si se incendia el grifo de una botella de acetileno, se tratará de cerrarlo, y si no se consigue, se apagará con un extintor de nieve carbónica o de polvo.

·         Después de un retroceso de llama o de un incendio del grifo de una botella de acetileno, debe comprobarse que la botella no se calienta sola.

Normas de seguridad específicas

Utilización de botellas

·         Las botellas deben estar perfectamente identificadas en todo momento, en caso contrario deben inutilizarse y devolverse al proveedor.

·         Todos los equipos, canalizaciones y accesorios deben ser los adecuados a la presión y gas a utilizar.

·         Las botellas de acetileno llenas se deben mantener en posición vertical, al menos 12 horas antes de ser utilizadas. En caso de tener que tumbarlas, se debe mantener el grifo con el orificio de salida hacia arriba, pero en ningún caso a menos de 50 cm del suelo.

·         Los grifos de las botellas de oxígeno y acetileno deben situarse de forma que sus bocas de salida apunten en direcciones opuestas.

·         Las botellas en servicio deben estar libres de objetos que las cubran total o parcialmente.

·         Las botellas deben estar a una distancia entre 5 y 10 m de la zona de trabajo.

·         Antes de empezar una botella comprobar que el manómetro marca “cero” con el grifo cerrado.

·         Si el grifo de una botella se atasca, no se debe forzar la botella, se debe devolver al suministrador marcando convenientemente la deficiencia detectada.

·         Antes de colocar el manorreductor, debe purgarse el grifo de la botella de oxígeno, abriendo un cuarto de vuelta y cerrando a la mayor brevedad.

·         Colocar el manorreductor con el grifo de expansión totalmente abierto; después de colocarlo se debe comprobar que no existen fugas utilizando agua jabonosa, pero nunca con llama. Si se detectan fugas se debe proceder a su reparación inmediatamente.

·         Abrir el grifo de la botella lentamente; en caso contrario el reductor de presión podría quemarse.

·         Las botellas no deben consumirse completamente pues podría entrar aire. Se debe conservar siempre una ligera sobrepresión en su interior.

Mangueras

·         Las mangueras deben estar siempre en perfectas condiciones de uso y sólidamente fijadas a las tuercas de empalme.

·         Las mangueras deben conectarse a las botellas correctamente sabiendo que las de oxígeno son rojas y las de acetileno negras, teniendo estas últimas un diámetro mayor que las primeras.

·         Se debe evitar que las mangueras entren en contacto con superficies calientes, bordes afilados, ángulos vivos o caigan sobre ellas chispas procurando que no formen bucles.

·         Las mangueras no deben atravesar vías de circulación de vehículos o personas sin estar protegidas con apoyos de paso de suficiente resistencia a la compresión.

·         Antes de iniciar el proceso de soldadura se debe comprobar que no existen pérdidas en las conexiones de las mangueras utilizando agua jabonosa, por ejemplo. Nunca utilizar una llama para efectuar la comprobación.

·         No se debe trabajar con las mangueras situadas sobre los hombros o entre las piernas.

·         Las mangueras no deben dejarse enrolladas sobre las ojivas de las botellas.

·         Después de un retorno accidental de llama, se deben desmontar las mangueras y comprobar que no han sufrido daños. En caso afirmativo se deben sustituir por unas nuevas desechando las deterioradas.

Soplete

·         El soplete debe manejarse con cuidado y en ningún caso se golpeará con él.

·         En la operación de encendido debería seguirse la siguiente secuencia de actuación:

a.       Abrir lentamente y ligeramente la válvula del soplete correspondiente al oxígeno.

b.       Abrir la válvula del soplete correspondiente al acetileno alrededor de 3/4 de vuelta.

c.        Encender la mezcla con un encendedor o llama piloto.

d.       Aumentar la entrada del combustible hasta que la llama no despida humo.

e.       Acabar de abrir el oxígeno según necesidades.

f.        Verificar el manorreductor.

·         En la operación de apagado debería cerrarse primero la válvula del acetileno y después la del oxígeno.

·         No colgar nunca el soplete en las botellas, ni siquiera apagado.

·         No depositar los sopletes conectados a las botellas en recipientes cerrados.

·         La reparación de los sopletes la deben hacer técnicos especializados.

·         Limpiar periódicamente las toberas del soplete pues la suciedad acumulada facilita el retorno de la llama. Para limpiar las toberas se puede utilizar una aguja de latón.

·         Si el soplete tiene fugas se debe dejar de utilizar inmediatamente y proceder a su reparación. Hay que tener en cuenta que fugas de oxígeno en locales cerrados pueden ser muy peligrosas.

Retorno de llama

En caso de retorno de la llama se deben seguir los siguientes pasos:

a. Cerrar la llave de paso del oxígeno interrumpiendo la alimentación a la llama interna.

b. Cerrar la llave de paso del acetileno y después las llaves de alimentación de ambas botellas.

Proyección de Partículas

Durante las operaciones de soldadura se producen partículas incandescentes o no, que son proyectadas en todas direcciones a diferentes velocidades y energías. Estas partículas pueden incidir tanto sobre el operario, como las personas cercanas a éste, así como sobre los equipos utilizados y en general sobre un área extensa de la zona de trabajo.

El primer aspecto tenido en cuenta ha sido la posible generación de incendios por el contacto de estas partículas incandescentes con materiales combustibles y se propuso como solución un apantallamiento de los puestos de soldadura y una retirada, previa al trabajo, de los materiales susceptibles de propagar el incendio. Este apantallamiento también sirve para proteger a otras personas que estén en las proximidades del puesto de soldadura.

El soldador se protegerá adecuadamente frente a la proyección de estas partículas mediante la utilización de equipos de protección individual de los ojos, cara, tronco, extremidades inferiores y superiores. La elección de éstos equipos se realizará en base a las indicaciones que se dan en el capítulo dedicado a los equipos de protección individual.

Caídas A Distinto Nivel

Muchas de las operaciones de soldadura se realizan en estructuras, buques, depósitos,…donde existe riesgo de caída a distinto nivel. Se tomarán las medidas de protección necesarias ya sea individuales (utilización de dispositivos frente a caídas de altura) o colectivas (instalación de redes de seguridad, barandillas, plataformas de trabajo, etc.) para evitar este tipo de accidente.

Caídas al Mismo Nivel

Este riesgo está ocasionado principalmente por una mala organización dentro del puesto de trabajo. Dada la cantidad de piezas y desechos que se manejan o se generan, con el agravante de que pueden estar recubiertas de grasa, propicia el choque y deslizamiento de operarios con estos elementos. Además elementos como cables, tuberías de conducción de los gases aumentan la posibilidad de caída al mismo nivel.

Es necesario mantener un orden dentro de los lugares de operación y realizar una limpieza de superficies para disminuir el riesgo de caída.

Caída de Objetos

Relacionado con el apartado anterior está el riesgo de caída de objetos sobre operarios. Estos objetos podrían ser herramientas, piezas de desecho, etc. El mantenimiento de orden y limpieza en el puesto de trabajo disminuirá el riesgo de caída de objetos. Como complemento se puede disponer de plataformas o barandillas con rodapiés anticaídas de objetos.

Cortes

Por la propia naturaleza de las operaciones a realizar y las características de las piezas manejadas, el soldador puede sufrir cortes y magulladuras principalmente en sus manos. Tanto las piezas como los elementos propios de la soldadura pueden tener filos o aristas vivas que provoquen estas lesiones. La utilización de guantes de protección evitará las lesiones de este tipo.

Quemaduras por Contactos con Elementos a Elevada Temperatura

Tanto las piezas a soldar como alguno de los elementos del equipo de soldadura como son los electrodos, soplete, etc. pueden ocasionar quemaduras por contacto. Durante la operación se utilizarán guantes de protección en la manipulación de piezas y equipo. Hay que tener precaución una vez realizada la soldadura porque tanto piezas como algunas partes del equipo pueden permanecer durante algún tiempo a alta temperatura. Es fundamental el orden durante el trabajo para evitar estos contactos accidentales.

Identificación de clases y uso de soldadura

•  Soldadura por Fusión

•  Soldadura de Estado Sólido

•  Soldadura por Fisión

Este tipo de soldadura usa calor para fundir los metales base. En muchos casos se añade un metal de aporte a la combinación fundida para facilitar el proceso y aportan volumen y resistencia a la unión soldada.

La operación de soldadura por fusión en la cual no se añade un metal de aporte se llama soldadura autógena.

La soldadura por fusión incluye los siguientes grupos:

•          Soldadura con Arco Eléctrico

El calentamiento de los metales se obtiene mediante el arco eléctrico.

•          Soldadura por Resistencia

La fusión se obtiene usando el calor de una resistencia eléctrica para el flujo de una corriente que pasa entre superficies de contacto de las partes sostenidas juntas bajo presión.

Soldadura con Oxígeno y Gas Combustible

Este tipo de soldadura usa gas de oxígeno combustible tal como una mezcla de oxígeno y acetileno con el propósito de producir una flama caliente para fundir la base metálica y el material de aporte (cuando se utiliza).

•  Soldadura de Estado Sólido

Este tipo de soldadura se refiere a los procesos de unión en los cuales la fusión proviene de la aplicación de presión solamente, o una combinación de calor y presión. Si se usa calor, la temperatura del proceso está por debajo del punto de fusión de los metales que se van a soldar. No se utiliza un metal de aporte en los procesos de estado sólido. Algunos procesos de este tipo de soldadura incluye:

•          Soldadura por Difusión

En este tipo de soldadura se colocan juntas dos superficies bajo presión a una temperatura elevada y se produce coalescencia de las partes por difusión.

•          Soldadura por Fricción

La coalescencia de las partes se obtiene mediante el calor de la fricción entre dos superficies.

•          Soldadura Ultrasónica

Se realiza aplicando una presión moderada entre las dos partes y un movimiento oscilatorio a frecuencias ultrasónicas en una dirección paralela a la superficie de contacto. La combinación de las fuerzas normales y vibratorias producen intensas tensiones que remueven las películas superficiales y se obtiene una unión atómica de las superficies.

Aplicaciones de la Soldadura

a) Construcción de puentes, edificios

b) Producción de tuberías, recipientes, calderas, tanques

c) Construcción naval

d) Industria aeronáutica y espacial

e) Automóviles, ferrocarriles, etc.

La Unión por Soldadura

La soldadura produce una conexión sólida entre dos partes llamadas unión por soldadura.

Hay cinco tipos básicos de uniones:

•          Unión Empalmada

En este tipo de unión las partes se encuentran en el mismo plano y se unen sus bordes

•          Unión de Esquina

Las partes en este tipo de unión forman un ángulo recto y se unen en la esquina del ángulo.

•          Unión Superpuesta

Esta unión consiste en dos partes que se sobreponen.

•          Unión en “T”

Una parte es perpendicular a la otra forma de la letra “T”

•          Unión de Bordes

La unión se hace en el borde común

Tipos de Soldadura

Todas las uniones se hacen por medio de soldaduras. Los tipos de soldadura dependen del tipo de la unión y del proceso de soldadura.

•          Soldadura de Filete

Para rellenar los bordes de las placas unidas por uniones de esquinas, sobrepuestas, en “T”; se usa un metal de relleno para proporcionar una sección transversal de un triángulo.

Se hace por medio de la soldadura con arco eléctrico. El oxígeno y gas combustible, porque requiere una mínima preparación de los bordes.

Las líneas punteadas muestran los bordes originales de las partes.

•          Soldadura con Surco o Ranura

Requiere que se moldeen las orillas de las partes en un surco para facilitar la penetración de la soldadura.

Algunas soldaduras con surco típicas: (a) soldadura con surco cuadrada, un lado; (b) soldadura de bisel único; (c) soldadura con surco en V único; (d) soldadura con surco en U único; (e) soldadura con surco en J único; (f) soldadura con surco en V doble para secciones más gruesas. Las líneas con guiones muestran los bordes originales de las partes.

Aunque se asocia más con una unión empalmada la soldadura con surco se usa en todos tipos de uniones menos en las sobrepuestas.

•          Soldaduras con Insertos y Soldaduras Ranuradas

Se usan para unir placas planas. Usan ranuras y huecos en la parte superior que se rellena con material (metal) para fundir las dos partes.

•          Soldaduras con Puntos

Es una pequeña sección fundida entre las superficies de dos placas. Se requiere varias soldaduras para unir las partes. Se asocia con la soldadura por resistencia.

•          Soldadura Engargolada

Es similar a una de puntos, pero consiste en una sección fundida más o menos continua entre las dos placas.

•          Soldadura de Superficie

No se usa para unir partes sino para depositar metal de relleno sobre la superficie de una parte. Las gotas de soldadura se incorporan en una serie de pasadas paralelas sobrepuestas, con la que se cubre grandes áreas de la parte base. El propósito es aumentar grosor de la placa o hacer un recubrimiento protector sobre la superficie.

PROCESOS DE SOLDADURA

•  Soldadura por fusión

A.1. Soldadura con arco eléctrico

Es un proceso de soldadura por fusión en el cual la unificación de los metales se obtiene mediante el calor de un arco eléctrico entre un electrodo y el trabajo. (El mismo proceso básico se usa en el corte con arco eléctrico).

El arco eléctrico es una descarga de corriente eléctrica a través de una separación en un circuito y se sostiene por la presencia de una columna de gas ionizado (llamado plasma), a través de la cual fluye la corriente.

El arco eléctrico se inicia al acercar el electrodo a la pieza, después del contacto se separa rápidamente de la pieza a una distancia corta.

El arco eléctrico produce temperaturas hasta 5500 °C o más que son suficientes para fundir cualquier metal. Se forma un pozo de metal fundido que consiste en metal base y el metal de aporte (cuando se usa), cerca de la punta del electrodo. En la mayoría de los procesos de soldadura con arco eléctrico se agrega un metal de aporte durante la operación para aumentar el volumen y fortalecer la unión soldada. Conforme el electrodo se mueve a lo largo de la unión, el pozo de metal fundido se solidifica de inmediato.

Los electrodos que se usan en este tipo de soldadura pueden ser consumibles o no consumibles.

Los electrodos consumibles pueden ser en forma de varillas o alambres. El arco eléctrico consume el electrodo durante el proceso de soldadura y este se añade a la unión fundida como metal de relleno. Las desventajas de electrodos de varillas es que deben cambiarse en forma periódica. El alambre tiene la ventaja que se puede alimentar continuamente desde cabinas y esto evita interrupciones frecuentes.

Los electrodos no consumibles están hechos de tungsteno que resisten la fusión mediante el arco eléctrico. El electrodo de tungsteno se gasta gradualmente como cualquier herramienta. El metal de relleno debe proporcionarse mediante un alambre separado.

Protección del Arco Eléctrico

En la soldadura con arco eléctrico las altas temperaturas provocan que los metales que se unen reaccionen con el oxígeno, nitrógeno, hidrógeno del aire. Las propiedades mecánicas de la unión soldada pueden degradarse debido a estas condiciones. Para proteger la soldadura, todos los procesos con arco eléctrico están previstos con algún medio para proteger el arco del aire. Esto se logra cubriendo la punta del electrodo, el arco eléctrico y el pozo de la soldadura fundida, con gas, fundente o ambos. Los gases de protección son: el argón, el helio que son inertes.

El fundente es una sustancia que se usa para evitar la formación de óxidos, lo disuelve y facilita su fácil remoción. Durante la soldadura, el fundente se derrite y se convierte en escoria líquida que cubre la operación y protege la soldadura. La escoria se endurece a medida que se enfría, y se remueve con cepillo o cincel.

También el fundente proporciona una atmósfera protectora, estabiliza el arco eléctrico y reduce las salpicaduras. El fundente se puede aplicar de las siguientes formas:

- Vaciando el fundente granular en la operación

- Usando electrodo de varilla cubierto con fundente

- Usando electrodos tubulares que contiene fundente en el núcleo

Soldadura con arco protegido

Es un proceso de soldadura con arco eléctrico que usa un electrodo consumible y consiste de una varilla de metal de aporte recubierta con materiales químicos que proporcionan un fundente y protección.

Este proceso se llama también soldadura de varilla. El metal de aporte debe ser compatible con el metal que se va a soldar. El recubrimiento consiste en celulosa pulverizada (polvos de algodón y madera) mezclado con óxidos, carbonatos y otros ingredientes mediante un aglutinante de silicato. En ocasiones se incluyen en el recubrimiento polvos metálicos para aumentar la cantidad de metal de aporte. El calor del proceso funde el recubrimiento y proporciona una atmósfera protectora y escoria. También ayuda a estabilizar el arco eléctrico y regula la velocidad a la que se funde el electrodo.

Desventajas:

•          La varilla se cambia periódicamente

•          Como varía la longitud del electrodo, esto afecta el calentamiento de la resistencia del electrodo. Los niveles de corriente deben mantenerse dentro de un rango seguro, o el recubrimiento se sobrecalentará y fundirá prematuramente

Soldadura con Arco Sumergido

Es un proceso que usa un electrodo de alambre desnudo consumible continuo. El arco eléctrico se protege mediante una cobertura de fundente granular.

El alambre del electrodo se alimenta desde un rollo. El fundente se introduce a la unión ligeramente adelante del arco de la soldadura por gravedad. El manto de fundente granular cubre por completo la operación de soldadura con arco eléctrico, evitando chispas, salpicaduras, radiaciones que son muy peligrosas. Por lo tanto, el operador no necesita usar la máscara protectora. La parte del fundente más cercana del arco se derrite y se mezcla con el metal de soldadura fundido para remover impurezas que después se solidifican en la parte superior de la unión soldada y forman una escoria con aspecto de vidrio. Los granos de fundente no derretidos en la parte superior proporcionan una buena protección de la atmósfera y un buen aislamiento térmico para el área soldada. Esto produce un enfriamiento, bajo una unión soldada de alta calidad con buenos parámetros de resistencia y ductibilidad.

El fundente no derretido se puede recuperar y reutilizar. La escoria sólida se quita mediante medios manuales.

Procesos de Soldadura con arco eléctrico que usan electrodos no consumibles

•          Soldadura de tungsteno con arco eléctrico y gas

El proceso se puede realizar con metal de relleno o sin metal.

Cuando se usa un metal de aporte este se agrega al pozo de soldadura desde una varilla separada. El tungsteno es un buen material para electrodo debido a su alto punto de fusión 3410 °C. Los gases protectores son argón, helio o mezcla de ellos.

Este tipo de soldadura se aplica a la mayoría de los metales de diferentes espesores, y para combinaciones de metales diferentes.

Las ventajas son:

•          Alta calidad

•          No hay salpicaduras debido a que no hay material de soporte a través del arco eléctrico

•          No requiere limpieza porque no usa fundente.

•          Soldadura por arco de plasma

Es una forma especial de soldar con tungsteno con arco eléctrico y gas protector, en la cual se dirige un arco de plasma controlado al área de soldadura. Se coloca un electrodo de tungsteno dentro de una boquilla que concentra una corriente de gas inerte a alta velocidad en la región del arco eléctrico. Esto forma una corriente de arco de plasma intensamente caliente a alta velocidad.

La temperatura en la soldadura por arco de plasma llega a 28000°C y funde cualquier metal. La razón de estas altas temperaturas proviene de la estrechez del arco eléctrico y la concentración de la energía para producir un ahorro de plasma de diámetro pequeño.

Ventajas:

•          Buena estabilidad del arco eléctrico

•          Altas velocidades de viaje

•          Una excelente calidad de la soldadura

Desventajas:

•          Equipo costoso

•          El tamaño del soplete limita el acceso en algunas configuraciones de unión

Soldadura por resistencia

La soldadura por resistencia es un grupo de procesos de soldadura por fusión que utiliza una combinación de calor y presión para obtener una coalescencia. El calor se genera mediante una resistencia eléctrica en la unión que se va a soldar.

Los componentes de este tipo de soldadura son: las partes de trabajo que se van a soldar (generalmente láminas metálicas), dos electrodos opuestos, un medio para aplicar presión necesaria para apretar las partes y un transformador de corriente alterna.

La operación produce una zona de fusión entre las dos partes llamada pepita de soldadura.

En comparación con la soldadura con arco eléctrico, la soldadura por resistencia no usa gases protectores fundentes o metales de aporte y los electrodos son no consumibles.

La resistencia en el circuito de soldadura es la suma de: resistencia de los electrodos, la resistencia de las partes de trabajo, las resistencias de contacto entre los electrodos y las partes de trabajo, y la resistencia de contacto entre las partes empalmantes.

La situación ideal es que las superficies empalmantes sean la resistencia más grande en la suma. La resistencia de los electrodos se minimiza usando metales con resistividades muy bajas (ex. Cu). La resistencia de las partes es una función de las resistividades de los metales base y los espesores de las partes. La resistencia de contacto entre los electrodos y las partes se determina mediante las áreas de contacto (tamaño y forma del electrodo) y la condición de las superficies (limpieza de las superficies). La resistencia en las superficies empalmadas depende del acabado de la superficie, limpieza, área de contacto, presión. No debe existir proteína, grasa, etc.

•          Soldadura de puntos por resistencia

La soldadura por puntos por resistencia es el proceso predominante en este grupo. Se usa ampliamente en la producción masiva de automóviles y en otros productos a partir de láminas metálicas.

La soldadura de puntos por resistencias es un proceso en el cual se obtiene la fusión en una posición de las superficies mediante una unión superpuesta mediante electrodos opuestos. El proceso se usa para unir partes de láminas metálicas de 3 mm de espesor. El tamaño y la forma de puntos de soldadura se diferencia por medio de la punta de electrodo, la forma del electrodo más común es redonda. La pepita de soldadura tiene un diámetro de 5 / 10 mm. Los electrodos son hechos de aleaciones basadas en cobre, o combinaciones cobre-tungsteno (que tiene mayor resistencia al desgaste). Como en todos los procesos de manufactura, las herramientas para la soldadura se desgastan gradualmente con el uso. Los electrodos también se diseñan con canales internos para enfriamiento con agua. El ciclo de una operación de soldadura de puntos se da en la siguiente figura.

(a) Pasos en un ciclo de soldadura de punto, y (b) gráfica de la fuerza de presión y la corriente durante l ciclo. La secuencia es: (1) partes insertadas entre los electrodos abiertos, (2) los electrodos se cierran y se aplica la fuerza, (3) tiempo de soldadura (se activa la corriente), (4) se desactiva la corriente, pero se mantiene o se aumenta la fuerza (en ocasiones se aplica una corriente reducida cerca del final de este paso para liberar la tensión en la región de la soldadura) y (5) se abren los electrodos y se remueve el ensamble soldado.

4.) Operación de las máquinas de soldar por arco eléctrico y del equipo oxiacetilénico para corte de soldadura

(Scribd., 2010)

Tipos de Soldadura en Metales:

“La Soldadura es la unión de piezas metálicas, con o sin material de aporte, utilizando cualquiera de los siguientes procedimientos: a) Aplicando presión exclusivamente) Calentando los materiales a una temperatura determinada, con o sin aplicación de presión. Se denomina "material base" a las piezas por unir y "material de aporte" al material con que se suelda. La soldadura sustituyó al atornillado de piezas en la industria. Es una técnica fundamental en la industria automotriz, en la aeroespacial, en la fabricación de maquinaria y en la de cualquier tipo de producto hecho con metales. El tipo de soldadura más adecuado para unir dos piezas de metal depende delas propiedades físicas de los metales, de la utilización a la que está destinada la pieza y de las instalaciones disponibles. Nosotros, para la construcción de nuestra máquina, en cuanto al tipo de material que usaremos, será: Acero A-36 (Acero estructural) Existen diversos procesos de soldadura. Así hay métodos en los que se calientan las piezas de metal hasta que se funden y se unen entre sí o que se calientan a una temperatura inferior a su punto de fusión y se unen o ligan común metal fundido como relleno. Otro método es calentarlas hasta que sea blanden lo suficiente para poder unirlas por martilleo; algunos procesos requieren sólo presión para la unión, otros requieren de un metal derretido deporte.

Métodos para soldar:

- Soldadura blanda- Soldadura fuerte

 

- Soldadura por forja- Soldadura con gas- Soldadura con resistencia- Soldadura por inducción- Soldadura aluminotermia- Soldadura por vaciado- Soldadura por arco eléctrico

Soldadura blanda:

Es la unión de dos piezas de metal por medio de otro metal llamado de aporte, éste se aplica entre ellas en estado líquido. La temperatura de fusión de estos metales no es superior a los 430 ºC. En este proceso se produce una aleación entre los metales y con ello se logra una adherencia que genera la unión. En los metales de aporte por lo general se utilizan aleaciones de plomo y estaño lasque funden entre los 180 y 370 ºC. Este tipo de soldadura es utilizado para la unión de piezas que no estarán sometidas a grandes cargas o fuerzas. Una de sus principales aplicaciones es la unión de elementos a circuitos eléctricos.

Soldadura fuerte:

En esta soldadura se aplica también metal de aporte en estado líquido, pero este metal, por lo general no ferroso, tiene su punto de fusión superior a los 430 ºC y menor que la temperatura de fusión del metal base. Habitualmente se requiere de fundentes especiales para remover los óxidos de las superficies a unir y aumentar la fluidez del metal de aporte. Algunos de los metales de aporte son aleaciones de cobre, aluminio o plata. La soldadura fuerte se puede clasificar por la forma en la que se aplica el metal de aporte. A continuación se describen algunos de estos métodos:* Inmersión: El metal de aporte previamente fundido se introduce entre las dos piezas que se van a unir, cuando este se solidifica, las piezas quedan unidas.

 

* Horno: El metal de aporte en estado sólido, se pone entre las piezas a unir, estas son calentadas en un horno de gas o eléctrico, para que con la temperatura se derrita al metal de aporte y se genere la unión al enfriarse.* Soplete: El calor se aplica con un soplete de manera local en las partes del metal a unir, el metal de aporte en forma de alambre se derrite en la junta. El soplete puede funcionar por medio de oxiacetilénica o hidrógeno y oxígeno.* Electricidad: La temperatura de las partes a unir y del metal de aporte se puede lograr por medio de resistencia a la corriente, por inducción o por arco, en lastres métodos el calentamiento se da por el paso de la corriente entre las piezas metálicas a unir.

Soldadura por forja:

Es el proceso de soldadura más antiguo. El mismo consiste en el calentamiento de las piezas a unir en una fragua hasta su estado plástico y posteriormente por medio de presión o martilleo (forjado) se logra la unión de las piezas. En este procedimiento no se utiliza metal de aporte y la limitación del proceso es que sólo se puede aplicar en piezas pequeñas y en forma de lámina. La unión se hace del centro de las piezas hacia afuera y debe evitarse a toda costa la oxidación, para esto se utilizan aceites gruesos con un fundente, por lo general se utiliza bórax combinado con sal de amonio. La clasificación de los procesos de soldadura mencionados hasta aquí es la más sencilla y general. A continuación se hace una descripción de los procesos de soldadura más utilizados en los procesos industriales modernos.

Soldadura con gas:

Este proceso incluye a todas las soldaduras que emplean gas para generar la energía necesaria para fundir el material de aporte. Los combustibles más utilizados son el acetileno y el hidrógeno los que al combinarse con el oxígeno, como comburente generan las soldaduras oxiacetilénica y oxhídrica.

5.) Encendido apagado y regulación de llama corte utilizando equipo manual soldadura oxiacetilénica

(oxiacetilénica)Procesos de soldadura a la llama (por gas):

El metal se calienta por medio de una llama intensa de un soplete alimentado por gas combustible.

– Altas temperaturas asociadas a la llama, metales que se calientan, soplete…

– Toxicidad de los gases combustibles que se usan y de los vapores de consumibles y materiales base que se funden y/o calientan

– Presión de las botellas que contienen los gases de combustión y riesgos asociados con el manejo de dichos gases a presión.

– Radiaciones luminosas procedentes de la llama y de los metales incandescentes.

– Nivel de ruidos durante el uso del soplete (es superior si éste se usa para corte en lugar de soldadura)

Tipos de riesgos según el proceso de soldadura

Procesos de soldadura al arco eléctrico

Las superficies a soldar se llevan a su estado de fusión por medio del calor generado al saltar un arco eléctrico entre un electrodo y la pieza a soldar.

– Altas temperaturas asociadas al arco eléctrico y los materiales fundidos que se producen, tanto formando la soldadura como proyecciones que se desprenden de la misma, del equipo que se utiliza para la soldadura: pistolas, antorchas, pinzas, conexiones, material adyacente,…

– Electricidad generada por los equipos de soldadura, campos electromagnéticos creados en las conducciones eléctricas de los procesos de soldadura, componentes en movimiento asociados a los equipos de soldadura: motores de ventilación, de desplazamiento de equipos, etc.

– Toxicidad de los vapores de consumibles y materiales base que se funden durante la soldadura así como de componentes que se calientan (pinturas, grasas, protecciones superficiales,…) y de gases de protección en los procesos que se requieran, así como de gases generados en el propio arco eléctrico.

Tipos de riesgos según el proceso de soldadura

Procesos de soldadura al arco eléctrico

– Presión de las botellas que contienen los gases de protección de algunos procesos de soldadura que los requieren y riesgos asociados con el manejo de dichos gases a presión.

– Radiaciones luminosas de alta energía procedentes del arco eléctrico y de los metales fundidos.

– Nivel de ruidos producidos no quizá durante la soldadura sino durante procesos asociados a la ejecución de la misma, como uso de radiales para desbarbado, corte, limpieza.

Procesos de soldadura por resistencia eléctrica.

La unión de las piezas a soldar se consigue al alcanzar la temperatura de fusión por el calor que produce el paso entre ellas, de una corriente eléctrica de alta intensidad y la compresión que se realiza entre las superficies a unir.

– Electricidad generada por los equipos de soldadura, campos electromagnéticos creados en las conducciones eléctricas, componentes en movimiento asociados a los equipos de soldadura: motores de ventilación, de desplazamiento de equipos, etc.

– Altas temperaturas asociadas a la fusión de los metales a soldar y riesgo de algunas proyecciones que se desprenden al soldar, del equipo que se utiliza para la soldadura como pinzas, electrodos, conexiones, material adyacente,…

– Toxicidad de los vapores de los metales fundidos y de protecciones superficiales que puedan llevar. 

Riesgos de manipulación de gases:

- Fugas de gas combustible, con el consiguiente peligro de incendio

- Explosiones o incendios por retroceso de llama en el soplete

-Asfixia por desplazamiento del aire por gases inertes

-Atrapamiento por manipulación de botellas: siempre deben tenerse en posición vertical y aseguradas a un soporte fijo.

- Las salpicaduras de soldadura o materiales calientes por la misma pueden perjudicar las botellas, con el consiguiente peligro de fuga, explosión o incendio

-Avería o uso incorrecto de reguladores de gas

- Transporte de botellas a presión sin el tapón de seguridad.

- Contacto de partes eléctricas vivas del circuito de soldadura con las botellas.

Índices TLV

Están establecidos por la American Conference of Governmental Industrial Higienists. Se han desarrollado como guías de ayuda en el control de los riesgos para la salud. No son estándares legales, pero se usan muy frecuentemente como valores de referencia.

Hay establecidos valores TLV para substancias químicas y para agentes físicos, cubriendo la totalidad de los agentes agresivos para la salud.

* Para substancias químicas se definen tres valores TLV:

TLV-TWA: Valor Límite Umbral - Media ponderada en el tiempo en una jornada de 8 h y una semana laboral de 40 h, para que un trabajador esté expuesto repetidamente, día tras día, sin sufrir efectos adversos.

TLV-STEL: Valor Límite Umbral - Límite de Exposición de Corta Duración. No es un límite de exposición independiente, sino que completa el límite TWA.

TLV-C: Valor Límite Umbral - Techo. Es la concentración máxima que no se debe sobrepasar en ningún momento.

En el Apéndice B de la publicación de TLV se fija un límite TLV-TWA para humos de soldadura de 5 mg/m3aunque siempre hay que verificar qué elementos individuales tienen, y comprobar si se sobrepasan los TLV específicos de esos elementos.

TIPOS DE NORMAS

®Normas tipo A

®Normas de seguridad fundamentales

®Conceptos básicos y aspectos generales

®Sirven para orientar al diseñador si no hay normas de tipo B o C

®Ejemplos:

®EN292: Seguridad en máquinas. Definiciones básicas y principios generales de diseño

®EN1050: Evaluación del riesgo

Bibliografía

www.caballano.com. (s.f.). Obtenido de www.caballano.com: http://www.caballano.com/soldadura.htm

buenastareas.com. (Noviembre de 2011). Obtenido de buenastareas.com: http://www.buenastareas.com/ensayos/Riesgos-Higienicos-En-Procesos-De-Soldadura/3101667.html

itcs. (s.f.). Obtenido de www.itcsoldadura.org: http://www.itcsoldadura.org/index.php?option=com_content&view=article&id=51:c01&catid=7:contenidos&Itemid=22

oxiacetilénica, E. a. (s.f.). solysol.com. Obtenido de solysol.com: http://solysol.com.es/data/documents/Seguridad=20e=20Higiene=20Soldadura.pdf

Scribd. (15 de Marzo de 2010). Obtenido de scribd.: http://es.scribd.com/doc/28374316/Tipos-de-Soldadura-en-Metales

www.statefundca.com. (s.f.). Obtenido de www.statefundca.com: http://www.statefundca.com/safety/safetymeeting/SafetyMeetingArticle.aspx?ArticleID=282