Ejercicios de soldadura

MÉTODOS DE SOLDADURA
EJERCICIOS SOLDADURA CON ARCO

PROBLEMAS

SOLDADURA DE ARCO

31.1 Una operación de SMAW se realiza en una sección del trabajo usando un ajustador un soldador. El ajustador ocupa 5.5 minutos para colocar componentes sin soldar en el soporte para soldadura al inicio del ciclo del trabajo, y 2.5 min para descargar la soldadura terminada al final del ciclo. La longitudtotal de las costuras de soldadura que se van hacer es de 2000 mm y la velocidad de la carrera que usa el soldador tiene un promedio de 400 mm/min. Cada 750 mm de longitud de soldadura, debe cambiarse la varilla de soldadura, lo que requiere 0.8 min. Mientras el ajustador está trabajando, el soldador descansa; y mientras el soldador trabaja, el ajustador está inactivo.

a) Determine el tiempo dearco promedio en este ciclo de soldadura.

b) Cuanta mejora se produciría en el tiempo de arco si el soldador usara FCAW (operada en forma manual), dado que el carrete de alambre para soldadura con núcleo de fundente debe cambiarse cada cinco operaciones y esta actividad ocupa 50 min?

c) Cuales son las velocidades de producción para estos dos casos (soldaduras terminadas por hora)?Solución:

a) SMAW tiempo de ciclo Tc = 5.5 + 2000/400 + (2000/750)(0.8) + 2.

= 5.5 + 5.0 + 2,133 + 2,5 = 15.133 min
Tiempo de arco = 5.0/15.133 = 33,0%

b) FCAW tiempo de ciclo Tc = 5.5 + 2000/400 + (1/5)(5.0) + 2.5
= 5.5 + 5.0 + 1.0 + 2,5 = 14.0 min
Tiempo de arco = 5.0/14.0 = 35,7%

c) SMAW Rp = 60/15.133 = 3,96pc/hr
FCAW Rp = 60/14.0 = 4,29 pc/hr.

31.2 En el problema anterior, suponga que se instalara una celda con robot industrial para sustituir al soldador. La célula consistiría en el robot (usando GMAW en lugar de SMAW o FCAW), dos soportes para soldadura y el ajustador que carga y descarga las piezas. Con dos soportes, el ajustador y el robot trabajan simultáneamente, el robot suelda en unsoporte mientras el ajustador descarga y carga el otro. Al final de cada ciclo de trabajo, cambian lugares. El carrete de alambre de electrodo debe cambiarse cada cinco piezas de trabajo, tarea que requiere 5.0 minutos y que realiza el ajustador. Determine

a) el tiempo de arco

b) la velocidad de producción para esta celda de trabajo.

Solución:

a) el instalador: Tc = 5.5 + 2.5 +(1/5)(5.0) = min 9.0

Robot: Tc = 2000/400 = 5.0 min

Limitar el ciclo es el instalador: tiempo de arco = 5.0/9.0 = 55,5%

b) Rp = 60/9.0 = 6,67 pc/h.

31.3 Se realiza una operación de soldadura con arco protegido sobre acero; se usa un voltaje de 30 volts y una corriente de 225 amperes. El factor de transferencia de calor es de 0.85 y el factor de fusión es de0.75. La energía fusión unitaria para el acero es de 10.2 J/[pic] . Obtenga

a) La tasa de generación de calor en la soldadura

b) el flujo volumétrico del metal soldado.

Solución:

a) RHW = f1f2EI = (0.85)(0.75)(30)(225) = 4303.1 w

b) RWV = (4303.1 W) / (10.2 J/mm3) = 421.9 mm3/ seg.

31.4 Se realiza una operación de GTAW sobre acero al bajo carbono, cuya energía de fusiónunitaria es de 10.3 J/[pic] . El voltaje es de 22 volts y la corriente es de 135 amperes. El factor transferencia de calor es de 0.85 y el factor de fusión es de 0.65. Si se añade un alambre de metal de relleno de 3.5 mm de diámetro a la operación, el volumen final de la gota de soldadura estará compuesta por el 60% de metal de relleno y 40% de metal base. Si la velocidad de la carrera en laoperación es de 5 mm/s, determine

a) el área de sección transversal de la gota

b) la velocidad de alimentación (en mm/s) a la que se debe suministrarse el alambre de relleno.

Solución:

a) RHW = f1f2EI = UmAwv
Aw = f1f2EI/(Umv) = 0.85(0.65)(22)(135)/(10.3*4.0) = 39,8 mm2

b) el volumen de soldadura = Awv = 39.8(4.0) = 159 mm3/s

Relleno de alambre A = ΠD2/4 = Π(3.5)2/4 = 9.62 mm2...