Soldadura industrial

Método integral configurable y flexible de ensayo de materiales consumibles de soldadura por arco eléctrico.
A. García Rodríguez. Centro de Investigaciones de Soldadura (CIS), Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Central de Las Villas, CUBA. Carretera a Camajuaní Km 5 ½. Código Postal 54830. Fax: 5342281608, E-mail: alejo2@fim.uclv.edu.cu
(Recibido el 11 de Noviembre de 2004,aceptado el 15 de Enero de 2005)
Resumen.
La presente publicación propone un método integral configurable y flexible para facilitar el ensayo de materiales consumibles de soldadura por arco eléctrico en las condiciones tecnológicas para las que han sido diseñados estos materiales, en relación a la calidad de la unión soldada. Se puede llegar a conclusiones definitivas sobre la calidad de lasoldadura usando un determinado material consumible mediante: la relación operacional de técnicas de inteligencia natural y/o artificial, el uso de sistemas expertos, el trabajo con bases de datos, la simulación y la realización práctica del proceso mientras se registran ciertos parámetros del arco eléctrico, digitalmente procesados estadísticamente y relacionados a los resultados de la caracterizaciónde la unión soldada. El método permite registrar adecuadamente la información referente a cada aspecto del proceso exigida en los procesos de certificación de la calidad de los consumibles, así como en la investigación dirigida a optimizar la composición química y las propiedades físicas de un material, para obtener calidades óptimas en un determinado proceso; además es posible obtener las bases dedatos de parámetros del arco eléctrico útiles para investigar, desarrollar y valorar métodos y algoritmos para el monitoreo en tiempo real de la calidad de la soldadura durante un determinado proceso tecnológico de soldadura con arco eléctrico.
Palabras Clave: Ensayo, materiales, soldadura, arco eléctrico, estabilidad, calidad, simulación, optimización, unión soldada.
1. Introducción. Elarco eléctrico de soldadura es una descarga eléctrica sostenida de alta intensidad de corriente (100- 1500 A) y relativamente bajos valores de voltaje (20-50 V), a través de un plasma conductor, que produce suficiente energía térmica (400-4000 cal/s), la cual es útil para unir metales por fusión. El arco eléctrico de soldadura es una condición estable mantenida en el espacio entre el final delelectrodo y la pieza, que también transporta la corriente /1/. El arco eléctrico de soldadura es una descarga eléctrica en un gas ionizado: plasma. El mismo difiere de otros tipos de descargas en gases por las condiciones en que tiene lugar el transporte de portadores energéticos (corriente) /2/. Los distintos sistemas de soldadura con arco eléctrico ocupan un lugar importante en las tecnologíasmodernas de soldadura. El electrodo puede ser de tipo no consumible o consumible, el electrodo consumible se funde y se deposita en la pieza de trabajo /3/.
Algunos de los parámetros a controlar para un adecuado desempeño del proceso se relacionan al control de potencia y las formas de onda suministradas al electrodo, movimientos del cabezal de soldadura durante el proceso, movimiento a otros puntosde soldadura, control del gas para proteger la charca de metal fundido de la oxidación a altas temperaturas y proveer un plasma ionizado para el arco y otros aspectos como la estabilidad del arco, especialmente importante para el control de la calidad de la soldadura /3/. La estabilidad del arco eléctrico de soldadura se encuentra afectada por varios factores tales como la longitud del arco, laintensidad de corriente, la velocidad de soldadura, la atmósfera gaseosa, el diámetro de los electrodos, su composición química, la dinámica de la fuente, entre otros. La medición en tiempo real del voltaje y la corriente de soldadura y su procesamiento permiten establecer criterios de estabilidad, tanto para el control automático, como para el control de la calidad durante el proceso de...