UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

“CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE SOLDADORES Y SOLDADURA EN PEMEX” MONOGRAFÍA

Que para obtener el título de: INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA

PRESENTA: VÍCTOR IRWIN LÓPEZ PAZ

DIRECTOR: MTRA. MARTHA EDITH MORALES MARTÍNEZ

XALAPA, VER.

2013

INDICE INTRODUCCIÓN ............................................... 5 CAPÍTULO I: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA SOLDADURA ............. 6 1.1.

Soldador ......................................... 7

1.1.1. Tipos de soldador ............................... 10 1.2.

Electrodos ...................................... 24

1.2.1. Normas de aplicación ............................ 25 1.2.2. Clasificación de electrodos para aceros al carbono ................................................ 26 1.2.3. Clasificación de electrodos para aceros de baja aleación ........................................ 30 1.2.4. Clasificación de electrodos para aceros inoxidables ................................................ 34 1.2.5. Clasificación de electrodos para metales no ferrosos ........................................ 36 1.2.6. Clasificación de electrodos y flujos para arco sumergido ....................................... 36 1.2.7. Clasificación de electrodos para soldaduras al arco con gas ......................................... 39 1.3.

Soldadura ....................................... 41

1.3.1. Automática ...................................... 43 1.3.2. Semiautomática .................................. 48 1.3.3. Manual .......................................... 49

CAPITULO II: LEYES Y NORMAS ............................. 56 2.1.

¿Qué es una norma NMX? .......................... 57

2.2.

Importancia de las normas en los procedimientos . 57

2.3.

Certificación de soldadores y soldadura ......... 58

2.3.1. ISO 9956-1:1995 ................................. 60 2.3.2. ISO/TR

17671-1:2002 ............................ 61

2.3.3. NMX-CC-019-1997-IMNC ............................ 61 2.3.4. NMX-CC-9000-IMNC-2000 ........................... 61 2.3.5. NMX-CC-9000-IMNC-2008 ........................... 61

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2.3.6. NMX-CC-9001-IMNC-2000 ........................... 61 2.3.7. NOM-008-SCFI-2002 ............................... 62 2.3.8. NOM-011-SEDG-1999 ............................... 62 2.3.9. NOM-027-STPS-2000 ............................... 63 2.3.10.

NRF-084-PEMEX-2004............................. 64

2.3.11.

NRF-084-PEMEX-2011............................. 64

CAPITULO III: PROCEDIMIENTO DE REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR EN LA CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE SOLDADORES EN PEMEX . 65 3.1.

Pemex ........................................... 66

3.2.

Certificación ................................... 67

3.2.1. ¿Qué se necesita para ser certificado por la AWS? 68 3.3.

CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE SOLDADORES Y SOLDADURA ....................................... 77

3.3.1. Calificación de los procedimientos de soldadura . 77 3.3.2. Calificación de soldadores ...................... 79

CONCLUSIONES .............................................. 84

BIBLIOGRAFÍA .............................................. 85

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INTRODUCCIÓN Pemex lleva a cabo diferentes actividades para cumplir con eficacia y eficiencia los objetivos de la empresa. En vista de esto, es necesaria la participación de las diversas disciplinas de la ingeniería, lo que involucra diferencia de criterios, lo que lleva a realizar o complementar documentos que regulen dichas actividades, como en los diferentes procesos y operaciones realizados en la clasificación y certificación de soldadores y soldadura en instalaciones de Pemex. Estos requieren necesariamente estar en un marco regulatorio comprendido en las especificaciones, que aseguren el buen uso de los documentos, criterios, conocimientos y experiencias adquiridas en cada una de las etapas de soldadores y soldadura. Por esta razón, Pemex desarrolla información normativa técnica vigente que respalde y apoye las actividades en la el diseño, construcción operación, mantenimiento, adquisición, selección, operación, entre otras de sus instalaciones. En este ámbito, Pemex pone a disposición de las diferentes áreas operativas, la presente norma de referencia, cuyo propósito es establecer los lineamientos y especificaciones a los que deben apegarse contratistas y proveedores en la calificación y certificación de soldadores y soldadura. Por lo tanto con este trabajo se pretende dar a conocer los resultados establecidos que se deben cumplir en la calificación y certificación de soldadores y soldaduras.

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CAPÍTULO I: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA SOLDADURA

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1.1. Soldador Un soldador es una herramienta eléctrica usada para unir permanentemente 2 piezas metálicas que requieren dureza, firmeza y seguridad. Funciona convirtiendo la energía eléctrica en calor, que a su vez provoca la fusión del material utilizado en la soldadura. Hay varios tipos de soldador eléctrico (figura 1).

Figura 1.-Tipos de soldador eléctrico

Soldadura La soldadura(figura 2) es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas, fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija.

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Figura 2.-Soldadura

1) Metal de base. 2) Cordón de soldadura. 3) Fuente de energía. 4) Metal de aportación. A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo. Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido. La energía necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico. La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente. Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la soldadura puede ser hecha en muchos ambientes diferentes, incluyendo al aire libre, debajo del agua y en el espacio. Sin importar la localización, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y la sobreexposición a la luz ultravioleta. Hasta el final del siglo XIX, el único proceso de soldadura era la soldadura de fragua, que los herreros han usado por siglos para juntar metales calentándolos y golpeándolos.

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La soldadura por arco y la soldadura a gas estaban entre los primeros procesos en desarrollarse tardíamente en el siglo, siguiendo poco después la soldadura por resistencia. La tecnología de la soldadura avanzó rápidamente durante el principio del siglo XX mientras que la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial condujeron la demanda de métodos de junta confiables y baratos. Después de las guerras, fueron desarrolladas varias técnicas modernas de soldadura, incluyendo métodos manuales como la Soldadura manual de metal por arco, ahora uno de los más populares métodos de soldadura (figura 3), así como procesos semiautomáticos y automáticos tales como Soldadura GMAW, soldadura de arco sumergido, soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura por electroescoria.

Figura 3.-Método de soldadura

Los progresos continuaron con la invención de la soldadura por rayo láser y la soldadura con rayo de electrones a mediados del siglo XX. Hoy en día, la ciencia continúa avanzando. La soldadura robotizada está llegando a ser más corriente en las instalaciones industriales, y los investigadores continúan desarrollando nuevos métodos de soldadura y ganando mayor comprensión de la calidad y las propiedades de la soldadura. Se dice que es un sistema porque intervienen los elementos propios de este, es decir, las 5 M: mano de obra, materiales, máquinas, medio ambiente y medios escritos (procedimientos). La unión satisfactoria implica que debe pasar las pruebas mecánicas (tensión y doblez).

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Las técnicas son los diferentes procesos (SMAW, SAW, GTAW, etc.) utilizados para la situación más conveniente y favorable, lo que hace que sea lo más económico, sin dejar de lado la seguridad.

1.1.1.

Tipos de soldador

Los soldadores más comunes son lo que utilizan varillas denominadas electrodos, por las cuales pasa corriente y se genera el arco (soldadura por electrodos). El tipo de soldador de arco sumergido (MIG) utiliza alambre en lugar de electrodos y gas inerte para la unión de partes, el flux protege la soldadura de la oxidación. El soldador de arco con electrodo desnudo en atmósfera controlada (TIG) utiliza un sistema de arco conjuntamente con un gas que protege la oxidación de la pieza. Los electrodos pueden ser consumibles de Tungsteno o no serlo, el gas utilizado el es Argón.

1.1.2.

MIG/MAG

Este método resulta similar al anterior, con la salvedad de que en los dos tipos de soldadura por electrodo consumible protegido, MIG (Metal Inert Gas) y MAG (Metal Active Gas), es este electrodo el alimento del cordón de soldadura. El arco eléctrico está protegido, como en el caso anterior, por un flujo continuo de gas (figura 4) que garantiza una unión limpia y en buenas condiciones.

Figura 1.-Gas de protección

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En la soldadura MIG, como su nombre indica, el gas es inerte; no participa en modo alguno en la reacción de soldadura. Su función es proteger la zona crítica de la soldadura de oxidaciones e impurezas exteriores. Se emplean usualmente los mismos gases que en el caso de electrodo no consumible: argón, menos frecuentemente helio, y mezcla de ambos. En la soldadura MAG (figura 5), en cambio, el gas utilizado participa de forma activa en la soldadura. Su zona de influencia puede ser oxidante o reductora, ya se utilicen gases como el dióxido de carbono o el argón mezclado con oxígeno. El problema de usar CO2 en la soldadura es que la unión resultante, debido al oxígeno liberado, resulta muy porosa. Además, sólo se puede usar para soldar acero, por lo que su uso queda restringido a las ocasiones en las que es necesario soldar grandes cantidades de material y en las que la porosidad resultante no es un problema a tener en cuenta.

Figura 2.-soldadura de acero al carbono y de baja aleación de flujo de núcleos de cables

El uso de los métodos de soldadura MIG y MAG es cada vez más frecuente en el sector industrial. En la actualidad, es uno de los métodos más utilizados en Europa occidental, Estados Unidos y Japón en soldaduras de fábrica. Ello se debe, entre otras cosas, a su elevada productividad y a la facilidad de automatización, lo que le ha valido abrirse un hueco en la industria automovilística.

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La flexibilidad es la característica más sobresaliente del método MIG / MAG, ya que permite soldar aceros de baja aleación, aceros inoxidables, aluminio y cobre, en espesores a partir de los 0,5 mm y en todas las posiciones. La protección por gas garantiza un cordón de soldadura continuo y uniforme, además de libre de impurezas y escorias. Además, la soldadura MIG / MAG es un método limpio y compatible con todas las medidas de protección para el medio ambiente. En contra, su tanto de gas posibilidades encarecimiento

mayor problema es la necesidad de aporte como de electrodo, lo que multiplica las de fallo del aparato, además del lógico del proceso.

La soldadura MIG/MAG es intrínsecamente más productiva que la soldadura MMA, donde se pierde productividad cada vez que se produce una parada para reponer el electrodo consumido. Las pérdidas materiales también se producen con la soldadura MMA, cuando la parte última del electrodo es desechada. Por cada kilogramo de electrodo revestido comprado, alrededor del 65% forma parte del material depositado (el resto es desechado). La utilización de hilos sólidos e hilos tubulares ha aumentado esta eficiencia hasta el 80-95%. La soldadura MIG/MAG es un proceso versátil, pudiendo depositar el metal a una gran velocidad y en todas las posiciones. El procedimiento es muy utilizado en espesores delgados y medios, en fabricaciones de acero y estructuras de aleaciones de aluminio, especialmente donde se requiere un gran porcentaje de trabajo manual. La introducción de hilos tubulares está encontrando cada vez más, su aplicación en los espesores fuertes que se dan en estructuras de acero pesadas.

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1.1.3.

TIG

El objetivo fundamental en cualquier operación de soldadura es el de conseguir una junta con la misma característica del metal base. Este resultado sólo puede obtenerse si el baño de fusión está completamente aislado de la atmósfera durante toda la operación de soldeo. De no ser así, tanto el oxígeno como el nitrógeno del aire serán absorbidos por el metal en estado de fusión y la soldadura quedará porosa y frágil. En este tipo de soldadura (figura 6) se utiliza como medio de protección un chorro de gas que impide la contaminación de la junta. Tanto este como el siguiente proceso de soldeo tienen en común la protección del electrodo por medio de dicho gas. La soldadura por electrodo no consumible, también llamada soldadura TIG (siglas de Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente que normalmente, como indica el nombre, es de tungsteno.

Figura 3.-Soldadura TIG

Este método de soldadura se patentó en 1920 pero no se empezó a utilizar de manera generalizada hasta 1940, dado su coste y complejidad técnica. A diferencia de las soldaduras este caso el metal que formará ser añadido externamente, a no sean específicamente delgadas y

de electrodo consumible, en el cordón de soldadura debe ser que las piezas a soldar no sea necesario.

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El metal de aportación debe ser de la misma composición o similar que el metal base; incluso, en algunos casos, puede utilizarse satisfactoriamente como material de aportación una tira obtenida de las propias chapas a soldar. La inyección del gas a la zona de soldeo se consigue mediante una canalización que llega directamente a la punta del electrodo, rodeándolo. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (se funde a 3410 °C), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Es conveniente, eso sí, repasar la terminación en punta, ya que una geometría poco adecuada perjudicaría en gran medida la calidad del soldado. Respecto al gas, los más utilizados son el argón, el helio y mezclas de ambos. El helio, gas noble inerte (de ahí el nombre de soldadura por gas inerte), es más usado en los Estados Unidos, dado que allí se obtiene de forma económica en yacimientos de gas natural. Este gas deja un cordón de soldadura más achatado y menos profundo que el argón. Este último, más utilizado en Europa por su bajo precio en comparación con el helio, deja un cordón más triangular y que se infiltra en la soldadura. Una mezcla de ambos gases proporcionará un cordón de soldadura con características intermedias. La soldadura TIG (figura 7) se trabaja con corrientes continua y alterna. En corriente continua y polaridad directa, las intensidades de corriente son del orden de 50 a 500 amperios. Con esta polarización se consigue mayor penetración y un aumento en la duración del electrodo. Con polarización inversa, el baño de fusión es mayor pero hay menor penetración; las intensidades oscilan entre 5 y 60 A. La corriente alterna combina las ventajas de las dos anteriores, pero en contra da un arco poco estable y difícil de cebar.

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Figura 4.-Proceso TIG

La gran ventaja de este método de soldadura es, básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos, ya que el gas protector impide el contacto entre la atmósfera y el baño de fusión. Además, dicho gas simplifica notablemente el soldeo de metales no ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes, con las deformaciones o inclusiones de escoria que pueden implicar. Otra ventaja de la soldadura por arco con protección gaseosa es que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador ver claramente lo que está haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura. El cordón obtenido es por tanto de un buen acabado superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costes de producción. Además, la deformación que se produce en las inmediaciones del cordón de soldadura es menor. Como inconvenientes está la necesidad de proporcionar un flujo continuo de gas, con la subsiguiente instalación de tuberías, bombonas, etc., y el encarecimiento que supone. Universidad Veracruzana 15

Además, este método de soldadura requiere una mano de obra muy especializada, lo que también aumenta los costes. Por tanto, no es uno de los métodos más utilizados, sino que se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisión.

1.1.4.

SMAWÓ MMAW

La característica más importante de la soldadura con electrodos revestidos, en inglés Shield Metal Arc Welding (SMAW) o Manual Metal Arc Welding (MMAW), es que el arco eléctrico se produce entre la pieza y un electrodo metálico recubierto.

El recubrimiento protege el interior del electrodo hasta el momento de la fusión. Con el calor del arco, el extremo del electrodo se funde y se quema el recubrimiento, de modo que se obtiene la atmósfera adecuada para que se produzca la transferencia de metal fundido desde el núcleo del electrodo hasta el baño de fusión en el material base.

Figura 5.-Escoria por la soldadura por arco sumergido

Además, los aceros AWS en soldadura sirven para soldaduras de baja resistencia y muy fuertes. Estas gotas de metal fundido caen recubiertas de escoria fundida procedente de la fusión del recubrimiento del arco. La escoria (figura 8) flota en la superficie y forma, por encima del cordón de soldadura, una capa protectora del metal fundido.

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Figura 6.-Soldadura SMAW

Como son los propios electrodos los que aportan el flujo de metal fundido, será necesario reponerlos cuando se desgasten. Los electrodos están compuestos de dos piezas: el alma y el revestimiento. El alma o varilla (figura 9) es un alambre (de diámetro original 5,5 mm) que se comercializa en rollos continuos. Tras obtener el material, el fabricante lo decapa mecánicamente (a fin de eliminar el óxido y aumentar la pureza) y posteriormente lo trefila para reducir su diámetro. El revestimiento se produce mediante la combinación de una gran variedad de elementos (minerales varios, celulosa, mármol, aleaciones, etc.) convenientemente seleccionados y probados por los fabricantes, que mantienen el proceso, cantidades y dosificaciones en riguroso secreto. La composición y clasificación de cada tipo de electrodo está regulada por AWS (American Welding Society), organismo de referencia mundial en el ámbito de la soldadura. Este tipo de soldaduras pueden ser efectuadas bajo corriente tanto continua como alterna. En corriente continua el arco es más estable y fácil de encender, y las salpicaduras son poco frecuentes; en cambio, el método es poco eficaz con soldaduras de piezas gruesas. La corriente alterna posibilita el uso de electrodos de mayor diámetro, con lo que el rendimiento a mayor escala también aumenta. Universidad Veracruzana 17

En cualquier caso, las intensidades de corriente oscilan entre 10 y 500 amperios. El factor principal que hace de este proceso de soldadura un método tan útil es su simplicidad (figura 10) y, por tanto, su bajo precio. A pesar de la gran variedad de procesos de soldadura disponibles, la soldadura con electrodo revestido no ha sido desplazada del mercado. La sencillez hace de ella un procedimiento práctico; todo lo que necesita un soldador para trabajar es una fuente de alimentación, cables, un porta-electrodo y electrodos. El soldador no tiene que estar junto a la fuente y no hay necesidad de utilizar gases comprimidos como protección.

Figura 7.-Aplicación soldadura SMAW

El procedimiento es excelente para trabajos de reparación, fabricación y construcción. Además, la soldadura SMAW es muy versátil. Su campo de aplicaciones es enorme: casi todos los trabajos de pequeña y mediana soldadura de taller se efectúan con electrodo revestido; se puede soldar metal de casi cualquier espesor y se pueden hacer uniones de cualquier tipo.

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Figura 8.-Procedimiento SMAW

Sin embargo, el procedimiento (figura 11) de soldadura con electrodo revestido no se presta para su automatización o semiautomatización; su aplicación es esencialmente manual. La longitud de los electrodos es relativamente corta: de 230 a 700 mm. Por tanto, es un proceso principalmente para soldadura a pequeña escala. El soldador tiene que interrumpir el trabajo a intervalos regulares para cambiar el electrodo y debe limpiar el punto de inicio antes de empezar a usar un electrodo nuevo. Sin embargo, aun con todo este tiempo muerto y de preparación, un soldador eficiente puede ser muy productivo. El proceso normalmente se limita a las posiciones (figura 12) de soldadura plana u horizontal (a pesar de que las soldaduras en posición horizontal se hacen con una estructura especial para depositar el flujo).

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Figura 9.-Cabezal de soldadura

Los índices de depósito se aproximan a 45 kg/h comparado con aproximadamente 5 kg/h (máximo) para la soldadura manual de metal por arco revestido (SMAW). Aunque el rango de intensidades usadas normalmente van desde 300 a 2000 A,1 también se utilizan corrientes de hasta 5000 A (arcos múltiples). Ya sea simple o múltiple (2 a 5) existen variaciones del alambre del electrodo en el proceso. La SAW utiliza un revestimiento en el electrodo de cinta plana (p. e. 60 mm de ancho x 0,5 mm de espesor). Se puede utilizar energía CC o CA, aunque la utilización de combinaciones entre ambas son muy comunes en los sistemas de electrodos múltiples. Las fuentes de alimentación más utilizadas son las de voltaje constante, aunque los sistemas actuales disponen de una combinación de tensiones constantes con un detector de tensión en el cable alimentador. Electrodo para SMAW El material de relleno para la SAW generalmente es un alambre estándar (figura 13), así como otras formas especiales. Este alambre tiene normalmente un espesor de entre 1,6 mm y 6 mm. En ciertas circunstancias, se pueden utilizar un alambre trenzado para dar al arco un movimiento oscilante. Esto ayuda a fundir la punta de la soldadura al metal base.

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Figura 10.-Electrodo

Las variables clave del proceso SMAW  Velocidad de alimentación (principal factor en el control de corriente de soldadura).  Arco de tensión.  Velocidad de desplazamiento.  Distancia del electrodo o contacto con la punta de trabajo.  Polaridad y el tipo de corriente (CA o CC) y balance variable de la corriente CA. Aplicaciones de materiales  Aceros al carbono (estructural y la construcción de barcos).  Aceros de baja aleación.  Aceros inoxidables.  Aleaciones de base níquel  Aplicaciones de superficie (frente al desgaste, la acumulación, superposición y resistente a la corrosión de los aceros)

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Ventajas  Índices de deposición elevado (más 45 kg/h).  Factores de funcionamiento en las aplicaciones de mecanizado.  Penetración de la soldadura.  Se realizan fácilmente soldaduras robustas (con un buen proceso de diseño y control)  Profundidad.  Soldaduras de alta velocidad en chapas finas de acero de hasta 5 m/min.  La luz ultravioleta y el humo emitidos son mínimos comparados con el proceso de soldadura manual de metal por arco revestido (SMAW).  Prácticamente no es necesaria una preparación previa de los bordes.  El proceso es adecuado para trabajos de interior o al aire libre.  Distorsión mucho menor.  Las soldaduras realizadas son robustas, uniformes, resistentes a la ductilidad y a la corrosión y tienen muy buen valor frente a impacto.  El arco siempre está cubierto bajo un manto de flux, por lo tanto no hay posibilidad de salpicaduras de soldadura.  Del 50% al 90% del flujo es recuperable. Limitaciones  Limitado a materiales férreos (acero o acero inoxidable) y algunas aleaciones de base níquel.  Normalmente limitada a las posiciones 1F, 1G, y 2F.  Por lo general se limitan a cordones largos rectos, tubos de rotatorios o barcos.  Requiere relativas molestias en el manejo del flujo.  Los fluxes y la escoria puede presentar un problema para la salud y la seguridad.  Requiere eliminar la escoria, entre la pre y la post operación.

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Recomendaciones generales sobre soldadura con arco según la NASD (Nacional Ag Safety Database) Antes de empezar cualquier operación de soldadura de arco, se debe hacer una inspección completa del soldador y de la zona donde se va a usar. Todos los objetos susceptibles de arder deben ser retirados del área de trabajo, y debe haber un extintor apropiado de PQS o de CO2 a la mano, no sin antes recordar que en ocasiones puede tener manguera de espuma mecánica. Los interruptores de las máquinas necesarias para el soldeo deben poderse desconectar rápida y fácilmente. La alimentación estará desconectada siempre que no se esté soldando, y contará con una toma de tierra Los portaelectrodos no deben usarse si tienen los cables sueltos y las tenazas o los aislantes dañados. La operación de soldadura deberá llevarse a cabo en un lugar bien ventilado pero sin corrientes de aire que perjudiquen la estabilidad del arco. El techo del lugar donde se suelde tendrá que ser alto o disponer de un sistema de ventilación adecuado. Las naves o talleres grandes pueden tener corrientes no detectadas que deben bloquearse.

Equipos de protección individual La radiación de un arco eléctrico es enormemente perjudicial para la retina y puede producir cataratas, pérdida parcial de visión, o incluso ceguera. Los ojos y la cara del soldador deben estar protegidos con un casco de soldar homologado equipado con un visor filtrante de grado apropiado. La ropa apropiada (figura 14) para trabajar con soldadura por arco debe ser holgada y cómoda, resistente a la temperatura y al fuego. Debe estar en buenas condiciones, sin agujeros ni remiendos y limpia de grasas y aceites. Las camisas deben tener mangas largas, y los pantalones deben ser largos, acompañados con zapatos o botas aislantes que cubran.

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Deben evitarse por encima de todo las descargas eléctricas, que pueden ser mortales. Para ello, el equipo deberá estar convenientemente aislado (cables, tenazas, portaelectrodos deben ir recubiertos de aislante), así como seco y libre de grasas y aceite.

Figura 11.-Protección individual

Los cables de soldadura deben permanecer alejados de los cables eléctricos, y el soldador separado del suelo; bien mediante un tapete de caucho, madera seca o mediante cualquier otro aislante eléctrico. Los electrodos nunca deben ser cambiados con las manos descubiertas o mojadas o con guantes mojados.

1.2. Electrodos La mayoría de los electrodos para soldadura por arco se clasifican a partir de las propiedades del metal de aporte, que fueron clasificadas y estudiado por un comité asociado a la American Welding Society (A.W.S) y a la American Society Mechanical Engineers (ASME). .

Las características mecánicas de los aceros dependen en gran medida del tipo de aleación incorporada durante su fabricación. Por tanto, los electrodos de material de aporte empleados para soldadura se deberán seleccionar en función (figura 15) de la composición química del acero que se vaya a soldar.

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Figura 12.-Soldadura (descripción)

Las diferentes características de operación de entre los electrodos existentes en el mercado son atribuidas al revestimiento que cubre al alambre del electrodo. Por otro lado, este alambre es generalmente del mismo tipo, acero al carbón AISI 1010 que tiene un porcentaje de carbono de 0.08-0.12C% para la serie de electrodos más comunes. Por lo general los aceros se clasifican de acuerdo con su contenido de carbono, esto es, acero de bajo, mediano y alto contenido en carbono.

1.2.1. Normas de aplicación La A W.S. y la A.S.M.E. son las máximas autoridades en el mundo de la soldadura que dictan las normas de clasificación de los electrodos para soldadura eléctrica que son más reconocidas internacionalmente. Se van a estudiar los distintos criterios existentes para la clasificación de los electrodos, según la composición de los aceros a soldar y del tipo de proceso elegido.

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1.2.2. Clasificación de electrodos para aceros al carbono Clasificación: Los electrodos recubiertos (figura 16) se deben seleccionarde acuerdo a la clasificación descrita en los párrafos 3A y 3B de ISO 2560:2009, complementándose con la tabla 1 de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente.

Figura 13.-Electrodo recubierto

Propiedades mecánicas: Las pruebas de tensión y de impacto se deben realizar de acuerdo a lo indicado en los párrafos 5A ó 5B de ISO 2560:2009, complementándose con la sección 12 y 14 respectivamente, de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente. Los resultados obtenidos de las pruebas de tensión deben cumplir con lo descrito en la tabla 8B de ISO 2560:2009, complementándose con la tabla 2 (pruebas de tensión) de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente. Los resultados obtenidos de las pruebas de impacto deben cumplir con lo descrito en los párrafos 4.3A o 4.3B a la temperatura descrita en la tabla 8B de ISO 2560:2009, complementándose con la tabla 3 (pruebas de impacto) de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente. Análisis químico: Las pruebas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en los párrafos 6A o 6B de ISO 2560:2009, complementándose con la sección 10 de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente.

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Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con lo descrito en las tablas 3A o 10B de la ISO 2560:2009 dependiendo de la clasificación bajo prueba, complementándose con la tabla 7 (composición química) de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente. Límite de hidrógeno difusible: Las pruebas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en el párrafo 4.9 y Anexo D, de ISO 2560:2009, complementándose con lasección 18 de AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA-5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente, con un límite máximo de 4 ml/100 g Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con lo descrito en la tabla 7 de ISO 2560:2009, complementándose con la tabla 11 (limites de hidrógeno difusible) del AWS A5.1/A5.1M-2004 o equivalente /SFA5.1/SFA-5.1M-2010 o equivalente. Nota: Para los electrodos tipo celulósico, no aplica límite de hidrógeno difusible. Resultados de pruebas: Los resultados de las pruebas propiedades mecánicas y composición química descritos los numerales 8.1.2 y 8.1.3,respectivamente de esta NRF, deben constar en un informe de resultados emitido por laboratorio acreditado en los términos de la LFMN y Reglamento.

de en se un su

Nota: PEMEX debe establecer el nivel de inspección 5 o 6 (J o K) y la clase C4 o C5 en cumplimiento con ISO 14344:2010 (AWS A5.01M/A5.01:2008). La especificación AWS A5.1, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros al carbono (figura 17), trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos: E XXYZ - 1 HZR Donde: E: Indica que se trata de un eléctrica manual;

electrodo para

soldadura

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XX: Son dos dígitos (ó tres si se trata de un número de electrodo de cinco dígitos) que designan la mínima resistencia a la tracción, sin tratamiento térmico post soldadura, del metal depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada2, como se indican en los ejemplos siguientes: E 60XX ... 62000 lbs/pulg2 mínimo (62 Ksi) E 70XX ... 70000 lbs/pulg2 mínimo (70 Ksi) E110XX ... 110000 lbs/pulg2 mínimo (110 Ksi) Y: El tercer dígito indica la posición en la que se puede soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestión. Así si vale 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo es apto para soldar en todas posiciones (plana, vertical, techo y horizontal), 2 si sólo es aplicable para posiciones planas y horizontal; y si vale 4 (por ejemplo E 7048) indica que el electrodo es conveniente para posición plana, pero especialmente apto para vertical descendente. Z: El último dígito, que está íntimamente relacionado con el anterior, es indicativo del tipo de corriente eléctrica y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo, e identifica a su vez el tipo de revestimiento, el que es calificado según el mayor porcentaje de materia prima contenida en el revestimiento. Por ejemplo, el electrodo E 6010 tiene un alto contenido de celulosa en el revestimiento, aproximadamente un 30% o más, por ello a este electrodo se le califica como un electrodo tipo celulósico. A continuación se adjunta una tabla interpretativa para el último dígito, según la clasificación AWS de electrodos: Última cifra

Tipo de corriente

E XX10

CCPI Polaridad inversa

E XX11

CA ó CCPI Polaridad

Tipo de Revestimiento

Orgánico

(1)

Orgánico

Tipo de Arco

Fuerte

Penetración

Profunda

Fuerte

(2)

Profunda

Universidad Veracruzana 28

inversa

E XX12

CA ó CCPD Polaridad directa

Rutilo

Mediano

Mediana

E XX13

CA ó CC Ambas polaridades

Rutilo

Suave

Ligera

E XX14

CA ó CCPI Polaridad inversa

Rutilo

Suave

Ligera

E XX15

CCPI Polaridad inversa

Bajo Hidrógeno

Mediano

Mediana

E XX16

CA ó CCPI Polaridad inversa

Bajo Hidrógeno

Mediano

Mediana

E XX17

CCPI Polaridad inversa

Bajo Hidrógeno

Suave

Mediana

E XX18

CA ó CCPI Polaridad inversa

Bajo Hidrógeno

Mediano

Mediana

Tabla 1.-Clasificación de electrodos (1

) E 6010: Orgánico; E 6020: Mineral; E 6020: CA y CC polaridad directa. (2)

E 6010: profunda; E 6020: Media.

Por otro lado, los códigos para designación que aparecen después del guión son opcionales e indican lo siguiente: 1: Designa que el electrodo (E 7016, E 7018 ó E 7024) cumple con los requisitos de impacto mejorados E y de ductilidad mejorada en el caso E 7024;

Universidad Veracruzana 29

HZ: Indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 ó 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de bajo hidrógeno). R: Indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad relativa (sólo para electrodos de bajo hidrógeno).

Figura 14.-Clasificación del electrodo

1.2.3. Clasificación de electrodos para aceros de baja aleación Clasificación: Los electrodos recubiertos se deben seleccionarde acuerdo a la clasificación descrita en los párrafos 3.1A o 3.1B de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005 /Cor. 1:2007 o equivalente, complementándose con la tabla 1 de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente /ASME SFA-5.5/SFA5.5M-2010 o equivalente. Propiedades mecánicas: Las pruebas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la sección 5 de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la sección 12 y 13 del AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ASME SFA5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente. Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con lo descrito en la tabla 8B de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la tabla 3 (pruebas de tensión) de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente.

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Los resultados obtenidos deben cumplir con lo descrito en los párrafos 4.3A ó 4.3B a la temperatura descrita en la tabla 8B de ISO 18275:2005 con Cor. 1:2007, complementándose con la tabla 4 (pruebas de impacto) de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente /ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente. Análisis químico: Las pruebas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la sección 6 de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la sección 10 de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ASME SFA-5.5/SFA-5.5M2010 o equivalente. Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con lo descrito en la tabla 9B de ISO 18275:2005 con Cor. 1:2007, complementándose con la tabla 2 (composición química) de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ASME SFA5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente. Límite de hidrógeno difusible: Las pruebas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en el párrafo 4.9 y Anexo D de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la sección 17 de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente / ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente, con un límite máximo de 4 ml/100 g. Los resultados obtenidos de las pruebas deben cumplir con lo descrito en los párrafos 4.3A o 4.3B de ISO 18275:2005 e ISO 18275:2005/Cor. 1:2007, complementándose con la tabla 12 (hidrógeno difusible) de AWS A5.5/A5.5M-2006 o equivalente/ ASME SFA-5.5/SFA-5.5M-2010 o equivalente. Resultados de pruebas: Los resultados de las pruebas de propiedades mecánicas y composición química del descritos en los numerales 8.2.2 y 8.2.3, respectivamente de esta NRF, se deben constar en un informe de resultados emitido por un laboratorio acreditado en los términos de la LFMN y su Reglamento Nota: PEMEX debe establecer el nivel de inspección 5 o 6 (J o K) y la clase C4 o C5 en cumplimiento con ISO 14344:2010 (AWS A5.01M/A5.01:2008). La especificación AWS A5.5. que se aplica a los electrodos para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma designación de la AWS A5.1. con excepción de los códigos para designación que aparecen después del guión opcionales.

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En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un número (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc.), los cuales indican el porcentaje aproximado de aleación en el depósito de soldadura. De acuerdo al siguiente cuadro: A1

0.5% Mo

B1

0.5% Cr, 0.5% Mo

B2

1.25% Cr, 0.5% Mo

B3

2.25% Cr, 1.0% Mo

B4

2.0% Cr, 0.5% Mo

B5

0.5% Cr, 1.0% Mo

C1

2.5% Ni

C2

3.25% Ni

C3

1.0% Ni, 0.35% Mo, 0.15% Cr

D1 y D2

0.25-0.45% Mo, 1.75% Mn

G(*)

0.5% mín. Ni, 0.3% mín. Cr, 0.2% mín Mo, 0.1% mín. V, 1.0% mín Mn Tabla 2.-Porcentaje aproximado de aleación

(*) Solamente se requiere un elemento de esta serie para alcanzar la clasificación G.

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A continuación se adjunta una tabla resumen donde se indica el tipo de corriente y revestimiento del electrodo según la norma AWS: Clasificación Tipo de Revestimiento AWS

Posición de soldeo

Corriente eléctrica

E 6010

Alta celulosa, sodio

F, V, OH, H

CC (+)

E 6011

Alta celulosa, potasio

F, V, OH, H

CA ó CC(+)

E 6012

Alto titanio, sodio

F, V, OH, H

CA, CC (-)

E 6013

Alto titanio, potasio

F. V, OH, H

CA, CC (+) ó CC (-)

E 6020

Alto óxido de hierro

H-Filete

CA, CC (-)

E 6020

Alto óxido de hierro

F

CA, CC (+) ó CC (-)

E 7014

Hierro en polvo, titanio

F, V, OH, H

CA, CC (+) ó CC (-)

E 7015

Bajo hidrógeno, sodio

F, V, OH, H

CC (+)

E 7016

Bajo hidrógeno, potasio

F, V, OH, H

CA ó CC (+)

E 7018

Bajo hidrógeno, potasio, hierro en polvo

F, V, OH, H

CA ó CC (+)

E 7018M

Bajo hidrógeno, hierro en polvo

F, V, OH, H

CC (+)

E 7024

Hierro en polvo, titanio

H-Filete, F

CA, CC (+) ó CC (-)

E 7027

Alto óxido de hierro, hierro en polvo

H-Filete

CA, CC (-)

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E 7027

Alto óxido de hierro, hierro en polvo

F

CA, CC (+) ó CC (-)

E 7028

Bajo hidrógeno, potasio

H-Filete, F

CA ó CC (+)

E 7028

Hierro en polvo

E 7048

Bajo hidrógeno, potasio

F, V, OH, H

CA ó CC (+)

Hierro en polvo

F, V, OH, HVDescendente

E 7047

Tabla 3.-Tipo de corriente y revestimiento del electrodo

Según las normas AWS las posiciones de soldeo son: F: plana; H: horizontal; H-Filete: filete horizontal; V-Descendente: vertical descendente; V: vertical; OH: techo ó sobrecabeza.

1.2.4. Clasificación de electrodos para aceros inoxidables La especificación AWS A5.4 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificación de estos electrodos también es numérico. Como muestras de clasificación de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, ó E 310-16 Antes de entrar en la explicación del sistema, es conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean identificados de acuerdo a lo que indica la AISI. Así por ejemplo, el acero inoxidable AISI 310 corresponde a un acero cuya composición química es del 25% de Cr y el 20% de Ni, entre sus elementos principales. Universidad Veracruzana 34

La especificación AWS A5.4, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos: E XXX-YZ Donde: E: Indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco; XXX: Indica la numeración que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable, para el cual está destinado el electrodo. Y: El penúltimo número indica la posición en que puede utilizarse. Así de los ejemplos E 308-15, ó E 310-16, el "1" indica que el electrodo es apto para todas las posiciones. Z: El último número de los ejemplos anteriores (5 y 6) señala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la polaridad a utilizarse, en la forma siguiente: 5:Significa que el electrodo tiene un revestimiento alcalino que debe utilizarse únicamente con corriente continua y polaridad inversa (el cable del porta-electrodo al polo positivo); 6:Significa que el electrodo tiene un revestimiento de titanio, que podrá emplearse con corriente alterna o corriente continua. En caso de utilizarse con corriente continua ésta debe ser cnn polaridad inversa (el cable del porta-electrodo al polo positivo). En algunos casos se podrá encontrar que en la denominación del electrodo aparece un índice adicional al final con las letras ELC, que significa que el depósito del electrodo tiene un bajo contenido de carbono (E: extra; L: bajo/low; C: carbono).

Universidad Veracruzana 35

1.2.5. Clasificación ferrosos

de

electrodos

para

metales

no

La especificación AWS A5.15 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar metales no ferrosos. En este caso el sistema de clasificación de estos electrodos es simbólico, es decir, que se indica el símbolo químico del elemento o elementos metálicos predominantes en el análisis del núcleo metálico del electrodo. El sistema utiliza el prefijo E, que significa que el producto es un electrodo para soldar, seguido de los elementos considerados significativos. Por ejemplo E Cu Sn A, los símbolos indican que el electrodo está compuesto básicamente de cobre (Cu) y estaño (Sn). Por último, el caso concreto para soldadura de hierro fundido, la denominación del electrodo termina con las letras CI. Por ejemplos, E ni-CI, E ni Fe-CI, etc.

1.2.6. Clasificación de electrodos y flujos para arco sumergido Normas para electrodos La especificación AWS A5.17 dicta las normas de clasificación de electrodos por proceso de arco sumergido para aceros al carbono.Esta especificación identifica los electrodos con el prefijo E (electrodo para arco eléctrico), seguido de la letra que indica el contenido de manganeso y que puede ser L (bajo), M (medio) ó H (alto). A continuación sigue uno o dos dígitos que dan el contenido nominal de carbono en centésima de porcentaje. Finalmente, algunos electrodos traerán una letra K para significar que es un producto obtenido de un acero calmado al silicio. Las propiedades mecánicas del depósito dependen del fundente que se use con cada electrodo.La denominación completa del fundente y electrodo puede ser, por ejemplo, la siguiente: F6A2 EM12K

Universidad Veracruzana 36

Donde cada término significa: F: Fundente. 6: 60.000 Psi de resistencia a la tracción mínima. A: Propiedades mecánicas obtenidas sin tratamiento post soldadura (as welded). 2: Resistencia al impacto de 27 mínimo a 20°F. E: Electrodo. M: Contenido medio de manganeso. 12: 0.12% de carbono (nominal). K: Acero calmado. Composición Química (%) Electrodo AWS Carbono

Manganeso

Silicio

Otros

EL 8

a 0,10

0,30-0,55

0,05

0,5

EL 8 K

a 0,10

0,30-0,55

0,10-0,20

0,5

EL 12

0,07-0,15

0,35-0,60

0,05

0,5

EM 5 K

0,06

0,90-1,40

0,4-0,7

0,5

EM 12

0,07-0,15

0,85-1,25

0,05

0,5

EM 12 K

0,07-0,15

0,85-1,25

0,15-0,35

0,5

EM 13 K

0,07-0,19

0,90-1,40

0,45-0,70

0,5

EM 15 K

0,12-0,20

0,85-1,25

0,15-0,35

0,5

EH 14

0,10-0,18

1,75-2,25

0,05

0,5

Tabla 4.-Composición química del electrodo

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Normas para flujos La norma para fundentes identifica los flujos con el prefijo F (de flujo), seguido de dos dígitos, que representan los valores medios de resistencia a la tracción y su especificación bajo condiciones de impacto. A continuación se añaden cuatro dígitos adicionales que representan el electrodo en la combinación para determinar las propiedades. Se adjunta tabla representativa:

Flujos AWS

Resistencia Límite de a la fluencia Elongación tracción, (0,2%), en 2" % psi psi

Charpa-V pie/lb.

F60-XXXX

No requiere

F61-XXXX

20 a 0ºF

F62-XXXX

62000 a 80000

50000

22

20 a 20ºF

F63-XXXX

20 a 40ºF

F64-XXXX

20 a 60ºF

F70-XXXX

No requiere

F71-XXXX

20 a 0ºF

F72-XXXX

72000 a 95000

60000

22

20 a 20ºF

F73-XXXX

20 a 40ºF

F74-XXXX

20 a 60ºF Tabla 5.-Composición de propiedades

Universidad Veracruzana 38

1.2.7. Clasificación de electrodos para soldaduras al arco con gas La especificación AWS A5.18 dicta las normas de clasificación del material de aporte para procesos de soldadura con protección gaseosa (MIG/MAG, TIG y plasma). En este caso, los electrodos se denominan de la siguiente forma: ERXX-SX Donde cada término significa lo siguiente: E: Indica electrodo para soldadura por arco (sólo caso MIG/MAG). R: Indica aporte que funde por un medio diferente que el que conduce la corriente del arco eléctrico (sólo caso TIG y plasma). XX: Indica la resistencia a la tracción nominal depósito de soldadura (igual para todos los casos).

del

S: Indica que el electrodo es sólido. X: Último número que indica la composición química del electrodo. Se adjunta la siguiente anteriormente explicado:

AWS Clasificación

Gas Protector

tabla

representativa

de

lo

Corriente y Resistencia a Polaridad la Tracción

GRUPO A: ELECTRODOS DE ACERO DE BAJO CARBONO

E 60S-I

Argón-Ia 5% O2

C.C. Polaridad Inversa

62 000

E 60S-2

Argón-Ia 5% O2 ó CO2

C.C. Polaridad Inversa

62 000

E 60S-3

Argón-Ia 5% O2 ó CO2

C.C. Polaridad Inversa

62 000

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CO2

C.C. Polaridad Inversa

72 000

CO2

C.C. Polaridad Inversa

72 000

E 70S-6

CO2

C.C. Polaridad Inversa

72 000

E 80S-G

No especifica

No especifica

72 000

E 70S-4

E 70S-5

GRUPO B: ELECTRODOS DE BAJA ALEACIÓN

E 70S - IB

CO2

C.C. Polaridad Inversa

E 70S - GB

No especifica

No especifica

72 000

72 000

GRUPO C: ELECTRODOS EMISIVOS

E 70 U-I

Argón-Ia 5% O2 ó Argón

C.C. Polaridad Directa

72 000

ELECTRODOS TUBULARES

E 70T-I

CO2

C.C. Polaridad Inversa

E 70T-2

CO2

C.C.

72 000

72 000

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Polaridad Inversa

Ninguno

C.C. Polaridad Inversa

72 000

Ninguno

C.C. Polaridad Inversa

72 000

E 70T-5

CO2 Ninguno

C.C. Polaridad Inversa

72 000

E 70T-G

No especifica

No especifica

72 000

E 70T-3

E 70T-4

Tabla 6.-Características de los electrodos

1.3. Soldadura La AWS es una organización sin ánimo de lucro que tiene como objetivo avanzar en la ciencia, la tecnología y la aplicación de soldadura y de disciplinas afines. El Inspector de Soldadura AWS es una calificación reconocida y es aceptada en todo el mundo en la industria de la soldadura. Profesionales de la industria que califican para CWI son reconocidos y buscados en las industrias de soldadura, porque cumplen con los estrictos requisitos de esta certificación. SMS, Sociedad Mexicana para la Soldadura, nace en 1999 ante la necesidad de que exista en México un organismo que agrupe a los sectores interesados en la soldadura.

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SMS tiene presente que México es un país de gran trascendencia en el área de soldadura y que posee la gran responsabilidad de estar acorde con las necesidades y requerimientos de mercadeo internacional. SMS existe por y para el sector relacionado con la soldadura, teniendo como objetivo el apoyar a la industria mexicana mediante la información, desarrollo, certificación, calificación, formación y difusión de las tecnologías, todo esto con el fin de impactar en el desarrollo de la comunidad. SMS Coopera Tecnológicamente con AWS (American Welding Society). Es miembro de PACWI (Pan American Coalition of Welding Institutions) y de AWS como Institución Educativa en Soldadura. Se han establecido acuerdos de cooperación internacional con otras sociedades del extranjero con el objetivo de intercambiar experiencias y en algunos casos tecnologías que coadyuven al cumplimiento de nuestros objetivos comunes. En nuestras instalaciones se ha denotado la sede de la Sección Internacional México de AWS. SMS ha apoyado la creación de un organismo certificador de competencias y otras actividades de la soldadura en México conocido como: Organismo Mexicano de Soldadura A. C. (OMCS)(figura 18)

Figura 15.-Organismo Mexicano de Soldadura

Debido a la importancia que tiene la calificación y certificación del personal relacionado con la soldadura, SMS es integrante y sede del Comité de Normalización en Competencias Laborales de Soldadura del CONOCER (Consejo de Normalización y Certificación) y así mismo es organismo sede de eventos de calificación y certificación de inspectores por AWS (figura 19) en México.

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Figura 16.-American Welding Society

1.3.1.

Automática

La soldadura automática (figura 20) proporciona múltiples ventajas tales como alta calidad, capacidad y por supuesto mayor productividad. La soldadura por arco sumergido (SAW) es un proceso de soldadura automatizada altamente eficaz. Actualmente son muchos los usuarios de todo el mundo que utilizan distintas aplicaciones para sus soldaduras. La amplia gama de cabezales de soldadura constituye la base de las automatizaciones SAW, incluyendo carros móviles de haz de soldadura, tractores de soldadura, portales de soldadura y accesorios de soldadura para piezas de longitud considerable. Dependiendo de la aplicación, es posible efectuar la soldadura SAW totalmente automatizada con uno o más cabezales de soldadura a presión al mismo tiempo. Cada cabezal cuenta con un hilo de soldadura simple o con hilos de soldadura gemelos o con otras soluciones altamente productivas. GMAW MIG/MAG es un método de soldadura cuya automatización resulta muy gratificante. Existen empresas con muchos años de experiencia en esta aplicación y a lo largo de los años han sido pioneros en el campo de la soldadura robotizada, así como en otras aplicaciones.

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Figura 17.-Soldadura automatizada

Los programas para la soldadura GMAW MIG/MAG automatizada incluye todo lo necesario, desde el simple tractor de soldadura que sujeta el soplete de soldar por el soldador durante los trabajos de soldadura largos y tediosos, hasta las aplicaciones de soldadura totalmente automatizadas. La soldadura TIG automatizada y mecanizada se utiliza frecuentemente con materiales de alta calidad. La amplia gama de productos mecanizados para la soldadura TIG incluye herramientas de unión de tubos tales como pinzas orbitales, tanto abiertas como con alojamiento y, para los tubos de mayores dimensiones, carros de soldadura orbital sobre raíles. También ofrecen una herramienta especial para la soldadura de tubos en placas terminales como, por ejemplo, en intercambiadores de calor, así como soluciones de soldadura personalizadas completas con cabezal de soldadura a presión TIG A25.

Soldadura por Cortocircuito SP-MAG La soldadura por cortocircuito está caracterizada por aportar poco calor a la pieza, con lo que su deformación será menor, y por la velocidad de soldadura que permite alcanzar. Sin embargo, genera una gran cantidad de proyecciones.

Universidad Veracruzana 44

Este es el motivo por el que Panasonic decidió desarrollar y patentar una nueva forma de onda denominada SPMAG para soldar con Tawers. Las tres principales innovaciones que introduce son: 

Introducción de un pico de corriente en el momento en el que se va a fundir y depositar el hilo, de forma que el hilo no se doble con el contacto de las chapas a soldar, aunque sea ligeramente (por falta de corriente), y, por lo tanto, no se generen apenas proyecciones.



La frecuencia de la forma de onda es mayor que la de un sistema por cortocircuito convencional, con lo que la estabilidad de la soldadura es mayor, permitiéndonos soldar a una velocidad superior a las habituales.

Se introduce un doble cortocircuito, de forma que se consigue un control de proyecciones mucho mayor, ya que justo antes de fundir material y justo después, se reduce el voltaje de forma que se controla mejor la generación de proyecciones.

Soldadura Pulsada – MIG La característica que define a los sistemas de soldadura por arco pulsado es el bajo nivel de proyecciones que producen, por otro lado la aportación de calor es mayor que en la soldadura por cortocircuito y la desviación del arco, por efecto del soplo magnético, mayor. TAWERS, cuenta con un proceso de arco pulsado denominado “Hyper Dip Pulse”, que mantiene las ventajas y elimina los inconvenientes. Para conseguir el mencionado resultado se han introducido innovaciones en el diseño del método y en la arquitectura de la máquina. Por ejemplo: · La aportación de material cortocircuito consiguiéndose así estable.

se un

realiza arco más

mediante corto y

· El ciclo de bajo voltaje no es nulo, sino triangular. · Durante el cortocircuito funciona el circuito secundario para optimizar el control. Universidad Veracruzana 45

Las consecuencias son una serie de ventajas como:  El

arco en el momento del pulso es más corto, reduciendo el soplo magnético.  La

anchura del arco es menor, con la consiguiente mejora en la estabilidad del mismo.  El

aporte se realiza en el cortocircuito, por lo que la posición real del cordón es mucho más precisa. Rápidamente se traducen en beneficios económicos, vía la calidad de las piezas y la mejora de los tiempos de producción.

Soldadura Pulsada MIG Aluminio. La soldadura MIG de aluminio es un procedimiento especial de la soldadura pulsada en el cual el aluminio (o aleación de aluminio) sirve a la vez de electrodo y de metal de aportación. Se trata de una soldadura realmente compleja, ya que el óxido que normalmente cubre el aluminio tiene una temperatura de fusión superior a al propio aluminio, con lo que la penetración en el metal base es muy complicada. Así mismo, se recomienda realizar un precalentamiento de las piezas a soldar, con el fin de que se evite que la pieza se resquebraje. Por último se suele utilizar una antorcha push-pull, ya que el hilo de aluminio es un hilo blando. Con este tipo de antorcha se asegura un buen control de la alimentación de hilo. La gran ventaja de TAWERS respecto a otros sistemas es que tiene implementada una forma de onda específica para este sistema de soldadura, con lo que no se necesita ningún equipo adicional para pasar de MIG/MAG a MIG Aluminio. La forma de onda específica para aluminio, sumada a la estabilidad de arco que proporciona el TAWERS, hacen de este equipo el más perfecto para soldar aluminio.

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Soldadura Pulsada MIG Brazing La soldadura por MIG Brazing es una soldadura pulsada en la que el hilo que se aporta tiene como componente el Cobre. Los hilos más utilizados son CuSi3 y CuAl9. El gas de protección suele ser Argón. La gran ventaja que aporta frente al MIG convencional es la diferencia de calor que aporta a la pieza a soldar, siendo el proceso de MIG Brazing mucho más frío. Por lo tanto la deformación de las chapas soldadas será mucho menos significativa. La razón reside en que el Cobre tiene un punto de fusión inferior al de los metales base, de forma que una vez que se funde el cobre, penetra por capilaridad en las placas a soldar y provoca su unión. En la soldadura MIG convencional, se produce también la fusión del metal base. Así mismo produce uniones que soportan considerables choques y vibraciones. La gran ventaja de TAWERS respecto a otros sistemas es que tiene implementada una forma de onda específica para este sistema de soldadura, con lo que no se necesita ningún equipo adicional para pasar de MIG/MAG a MIG Brazing. De nuevo la calidad obtenida y el tiempo de ciclo son los mejores del mercado actual de la soldadura robotizada. A continuación presentamos una serie de ejemplos en los que se utilizó MIG Brazing en lugar de MIG buscando una menor deformación de las chapas a soldar y una mayor resistencia frente a vibraciones.

Soldadura TIG. La soldadura TIG se caracteriza por un acabado muy fino. Su aportación de calor es muy baja, por lo que se hace recomendable en piezas de aluminio y acero inoxidable de poco espesor. Este método de soldadura requiere de unas condiciones muy exigentes en cuanto a preparación de piezas, juntas, utillajes, control de parámetros, etc. Este nivel de exigencia es aún mayor si se pretende automatizar el proceso.

Universidad Veracruzana 47

Las máquinas de soldadura TIG, tanto DC como AC/DC, con control totalmente digital, proporcionan todas las características que las hacen adecuadas para un proceso TIG robotizado:  Control  Comienzo

exacto de los parámetros de soldadura.

 Arco

de arco más rápido.

concentrado y estable.

 Mayores

posibilidades de comunicación y memoria.

 Manejo

sencillo giratorio.

mediante

pantalla

táctil

y

mando

Además, la combinación de máquina de soldar y robot, permiten una integración fácil que, mediante su comunicación directa y 100% digital, incrementan las prestaciones del sistema tanto en velocidad como en precisión y control, que se traducen en una mayor calidad de la soldadura con grandes reducciones de tiempos de ciclo.

1.3.2.

Semiautomática

Soldadura MIG/MAG La tensión de arco, la velocidad de alimentación del hilo, la intensidad de soldadura y el caudal de gas se regulan previamente. El avance de la antorcha de soldadura se realiza manualmente. Este procedimiento, conocido también como soldadura MIG/MAG, consiste en mantener un arco entre un electrodo de hilo sólido continuo y la pieza a soldar. Tanto el arco como el baño de soldadura se protegen mediante un gas que puede ser activo o inerte. El procedimiento es adecuado para unir la mayoría de materiales, disponiéndose de una amplia variedad de metales de aportación.

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La soldadura MIG/MAG es intrínsecamente más productiva que la soldadura MMA, donde se pierde productividad cada vez que se produce una parada para reponer el electrodo consumido. Las pérdidas materiales también se producen con la soldadura MMA, cuando la parte última del electrodo es desechada. Por cada kilogramo de electrodo revestido comprado, alrededor del 65% forma parte del material depositado (el resto es desechado). La utilización de hilos sólidos e hilos tubulares han aumentado esta eficiencia hasta el 80-95%. La soldadura MIG/MAG es un proceso versátil, pudiendo depositar el metal a una gran velocidad y en todas las posiciones. El procedimiento es muy utilizado en espesores delgados y medios, en fabricaciones de acero y estructuras de aleaciones de aluminio, especialmente donde se requiere un gran porcentaje de trabajo manual. La introducción de hilos tubulares está encontrando cada vez más, su aplicación en los espesores fuertes que se dan en estructuras de acero pesadas.

1.3.3.

Manual

Soldadura manual (MMA/SMAW) La Soldadura Manual con Electrodo revestido es la más antigua y versátil de los distintos procesos de soldadura por arco. El arco eléctrico se mantiene entre el final del electrodo revestido y la pieza a soldar. Cuando el metal se funde, las gotas del electrodo se transfieren a través del arco al baño del metal fundido, protegiéndose de la atmósfera por los gases producidos en la descomposición del revestimiento. La escoria fundida flota en la parte superior del baño de soldadura, desde donde protege al metal depositado de la atmósfera durante el proceso de solidificación.

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La escoria debe eliminarse después de cada pasada de soldadura. Se fabrican cientos de tipos diferentes de electrodos, a menudo conteniendo aleaciones que proporcionan resistencia, dureza y ductilidad a la soldadura. El proceso, se utiliza principalmente para aleaciones ferrosas para unir estructuras de acero, en construcción naval y en general en trabajos de fabricación metálica. A pesar de ser un proceso relativamente lento, debido a los cambios del electrodo y a tener que eliminar la escoria, aún sigue siendo una de las técnicas más flexibles y se utiliza con ventaja en zonas de difícil acceso. Soldadura Manual por Arco Eléctrico La soldadura manual por arco eléctrico se ha establecido en muchos sectores de procesamiento de acero, como un proceso versátil y simple. Debido a sus requerimientos mínimos de equipamiento, el proceso ha demostrado ser el más convincente, especialmente en el campo de la construcción, gracias a su gran movilidad. Un punto más a su favor es que no requiere de un gas protector, sensible al viento. Y no obstante su bajo costo, se logran resultados de alta calidad. Innovaciones en la técnica de fuentes de corriente aportan un arco estable, aun en condiciones desfavorables o cuando el cable es demasiado largo. Así como en la soldadura MIG/MAG, también en la soldadura manual por arco eléctrico, el electrodo sirve para establecer el arco eléctrico y al mismo tiempo como material fundente de relleno. En la soldadura manual (figura 21) por arco eléctrico, el electrodo para soldadura es una varilla metálica recubierta. El calor del arco eléctrico derrite el núcleo metálico de la varilla y asimismo al material base. Simultáneamente, el recubrimiento de la varilla de relleno produce una campana de gas y una capa de escoria, que actúan como una protección contra reacciones químicas de la superficie calentada de la pieza con el aire circundante. De esta manera se asegura la fuerza y durabilidad del metal soldado.

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El electrodo de varilla está conectado a través del cable de soldar y el porta electrodos a un polo de la fuente de corriente. La conexión a tierra corre a través de la terminal conectada a la pieza de trabajo y el cable de tierra al otro polo de la fuente de corriente. El polo que representa el potencial de soldar, depende del tipo de electrodo de varilla que se haya seleccionado. Los electrodos de rutilo se utilizan del lado negativo de la fuente de corriente, mientras que los electrodos básicos principalmente se emplean con el polo positivo.

Figura 18.-Soldadura manual

Bajo ciertas condiciones, los electrodos de rutilo también son adecuados para soldar con corriente alterna mediante transformadores sencillos sin rectificador de corriente. Otras características de los electrodos de rutilo incluyen su fácil capacidad de soldarse, un cordón de soldadura uniforme y transferencia de material en gotas finas. Por el contrario, los electrodos básicos presentan, además de una transferencia de gotas gruesas, el hecho de incorporar la humedad, causando así poros en el metal de soldadura cuando no está en estado seco. Sus ventajas son la soldabilidad en varias posiciones y las buenas propiedades mecánicas de la soldadura.

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Otro tipo de electrodo son los electrodos celulósicos. Éstos disponen además de una transferencia de material en gotas pequeñas, de una penetración de fusión muy profunda, buena resistencia mecánica y son adecuados para todas las posiciones de soldadura, incluyendo la línea vertical descendente. Como inconveniente está la difícil soldabilidad y la generación considerable de humo. Además, estos electrodos no son adecuados para todo tipo de fuentes de corriente. Con las fuentes de corriente para soldadura manual por arco eléctrico, es esencial el mantener la corriente eléctrica constante, independientemente de la longitud prevaleciente del arco eléctrico. La tensión de soldadura variará de acuerdo al largo del arco en ese momento. Las fuentes de corriente modernas pueden mantener esta regulación, aun durante fluctuaciones extremas del voltaje de entrada, o donde los cables son muy largos. Las fuentes más sencillas son transformadores sin rectificador, con un control variable del campo magnético a través de un yugo de transformador ajustable, para obtener la corriente de soldar deseada. Estas fuentes de corriente son muy económicas, pero no convenientes para todos los electrodos debido al hecho de estar confinadas a corriente alterna. Otros inconvenientes incluyen su gran peso y considerable tamaño. Las fuentes de corriente de tiristores cuentan con un rectificador que genera, a partir de la corriente alterna, una corriente continua rectificada de soldadura. La corriente es controlada por tiristores. Éstos son los elementos de inversión controlables en el rectificador. Una bobina de inducción atenúa los picos no deseados de corriente, reduciendo por ende la tendencia a producir salpicadura de soldadura. Estas fuentes de corriente ya son compatibles con corriente directa y son fáciles de controlar. Sus desventajas, sin embargo, continúan siendo los mayores requerimientos de espacio y gran peso, así como un proceso de control lento y la susceptibilidad a las variaciones de voltaje.

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Las fuentes de corriente inversoras representan la última tecnología. Producen a partir del voltaje de red una tensión pulsante de alta frecuencia. Esta tensión llega al transformador de soldadura, el cual, gracias a la alta frecuencia, puede ser diseñado en una forma más ligera, compacta y eficiente, que con las fuentes anteriormente mencionadas. Las fuentes de corriente con inversor también cuentan con un rectificador. La baja ondulación de la corriente de la salida del transformador permite un diseño más compacto, o desechar del todo la necesidad de un choque de salida. El rectificador simplemente consiste de diodos no controlados. La última generación de inversores manuales por arco eléctrico cuenta con un así llamado inversor de resonancia. La interacción del transformador de soldadura con un arreglo especial de condensadores, actuando como reservas de energía, es fundamental. Además, el transformador asume esta función de reserva, obteniendo por otra parte electricidad del magnetismo generado por el mismo durante la descarga. Si los transformadores y condensadores se coordinan de manera tal que se cargan mutuamente, entonces estamos hablando de resonancia.

Esta ingeniosa combinación de la función de resonancia y almacenaje, crea valiosas reservas de energía, que están disponibles cuando las requiera el arco eléctrico. El resultado es una curva característica ideal para obtener resultados siempre perfectos y reproducibles, junto con una seguridad de proceso óptima. Aun con cables de alimentación de más de 100 m, o con fluctuaciones en el voltaje principal, u operación con corriente abastecida por generador, no se tienen efectos negativos en el resultado de la soldadura. La soldadura libre de problemas con todo tipo de electrodos se torna cosa común.

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Aplicación y ventajas Con la excepción del aluminio, la soldadura manual por arco eléctrico es compatible con prácticamente todos los metales. El proceso no está limitado a talleres; también su presencia es notoria en los exteriores, en sitios de construcción y aun bajo el agua. Como contrapeso a su relativamente baja velocidad de soldadura y ausencia de mecanización del proceso, están el bajo costo del equipo, facilidad de manejo y bajo ruido durante la soldadura con corriente continua. Al terminar de soldar, puede haber una capa de escoria a remover, pero esto provee una protección óptima a la unión. Para la soldadura sin problemas de varios materiales, la última generación de fuentes de corriente dispone de numerosas funciones adicionales. El principio básico de estas funciones adicionales se explica a continuación. El proceso de encendido de por sí debe ser silencioso, preciso y libre de salpicaduras. Este requerimiento se obtiene con la función SoftStart, logrando que el trabajar con electrodos básicos sea significativamente más fácil. SoftStart se acciona al poner la punta del electrodo desnudo en la pieza a trabajar. Inmediatamente después de elevar el electrodo se enciende el arco eléctrico con aprox. 30 A. Al separar el electrodo aun más, la corriente de soldar se incrementa continuamente hasta alcanzar el valor preestablecido. El feliz resultado es una suave y precisa ignición, libre de salpicadura. Durante la soldadura con electrodos de gota grande, existe el riesgo de pegarse. Antes de que se llegue a esa etapa, la corriente de soldar se incrementa en una fracción de segundo y libera al electrodo. Este comportamiento lo llamamos dinámico (ArcForce Control). Si el electrodo llegara aun así a quedarse pegado, la función Anti Stick (anti-pegado) se activa, deteniendo la corriente de soldadura inmediatamente. De esta manera, el electrodo permanece sin daño.

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A manera de conclusión, una velocidad moderada de soldar y la falta de mecanización, naturalmente limitan la soldadura por arco eléctrico en cuanto a productividad. Desde una perspectiva tecnológica y metalúrgica, este proceso ofrece muy buenas condiciones para obtener resultados óptimos de soldar, lo que es más aun, con el arribo de la nueva generación de fuentes de corriente con inversor que entregan un arco muy silencioso y estable. Un prerrequisito esencial para obtener resultados óptimos. La soldadura por arco eléctrico es única para uso portátil en sitios de construcción, así como en la manufactura de componentes que requieren un mínimo de soldadura.

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CAPITULO II: LEYES Y NORMAS

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2.1. ¿Qué es una norma NMX? Son las que elaboran los organismos nacionales de normalización registrados por la Secretaría de Economía (SE) o bien, emitidas por la propia SE, de aplicación voluntaria, salvo en los casos en que se haga referencia a ellas en alguna NOM u otra Regulación (Reglamento de construcciones y en su caso las normas técnicas complementarias, etc.).* Al día de hoy existen 5963 Normas Mexicanas. Los únicos casos en los que las NMX son de carácter obligatorio son los siguientes:  Cuando los particulares manifiesten que sus productos, procesos o servicios son conformes con dichas normas mexicanas.  Las dependencias requieran en una norma oficial mexicana la observancia de una norma mexicana para fines determinados.  Las entidades de la administración pública federal adquieran, arrienden o contraten bienes o servicios, caso en el cual los particulares deberán cumplir con las normas mexicanas aplicables.

2.2. Importancia de las normas en los procedimientos En la actualidad, uno de los métodos más importantes para la unión de piezas y conjuntos metálicos en general en las industrias que aportan al producto interno bruto y adelanto en infraestructura de países desarrollados y en vías de desarrollo es la soldadura y sus tecnologías por tanto es responsabilidad de las empresas fabricantes de productos soldados comprobar que la calidad de sus productos este de conformidad con los requerimientos del cliente y lo establecido en códigos y especificaciones de soldadura. Un primer paso para asegurar la calidad de sus productos y la idoneidad y habilidad de sus soldadores es elaborando procedimientos de soldadura que permitan garantizar la compatibilidad del metal de soldadura depositado con el metal base utilizado y calificando a sus soldadores y punteadores acorde con el procedimiento de soldadura calificado.

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Esta evaluación de los soldadores es muy importante para la empresa, dado que permite garantizar el desarrollo de uniones soldadas de alta calidad y además da garantía, buen nombre y confiabilidad a la empresa como al soldador, responsables de la aplicación de soldadura. Así mismo es importante que dentro del contexto de investigación, innovación y desarrollo de procesos mixtos e híbridos en soldadura, de nuevos materiales base y de aporte, y caracterización mecánica y microestructural de soldaduras y recubrimientos superficiales llevadas a cabo por instituciones tecnológicas, universidades y centros de investigación. Las aplicaciones de soldaduraestén soportadas además personal capacitado, calificado y entrenado para tal debe estar soportado también por procedimientos fabricación, ensamble y soldadura que garanticen confiabilidad de los resultados obtenidos y por ende de uniones soldadas.

de fin de la las

2.3. Certificación de soldadores y soldadura Muchas características de una unión soldada pueden ser evaluadas en el proceso de inspección, algunas relacionadas con las dimensiones, y otras relativas a la presencia de discontinuidades. El tamaño de una soldadura es muy importante, ya que se relaciona directamente con la resistencia mecánica de la unión y sus relativas consecuencias. Tamaños de soldaduras inferiores a los requeridos no podrán resistir las cargas aplicadas durante su servicio. Las discontinuidades en los cordones también pueden ser importantes. Estas son las imperfecciones dentro o adyacentes a la soldadura, que pueden o no, dependiendo de su tamaño y / o ubicación, disminuir la resistencia para la cual fue diseñada. Normalmente estas discontinuidades, de inaceptables dimensiones y localización, se denominan defectos de soldadura, y pueden ser causas prematuras de falla, reduciendo la resistencia de la unión a través de concentraciones de esfuerzos dentro de los componentes soldados.

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Hay varias razones para realizar la inspección de una unión soldada. Quizás la razón más importante es determinar si dicha unión es de la calidad adecuada para su aplicación. Para determinar la calidad de una unión soldada, primero debemos tener alguna forma de evaluar y comparar sus características. Es poco práctico tratar de evaluar una soldadura, sin algún criterio de aceptación específico Los criterios de aceptación de la calidad de soldadura pueden provenir de diversas fuentes. Los dibujos de fabricación suelen mostrar el tamaño de los cordones, su longitud y ubicación. Estos requisitos dimensionales generalmente han sido establecidos a través de cálculos tomados de diseños que cumplen los requerimientos de la unión soldada.

Figura 19.-Diseño de fabricación

De los códigos y normas de soldadura (figura 22) se obtienen los criterios de aceptación de las dimensiones y de las discontinuidades. Los códigos y las normas han sido desarrollados basándoseen la fabricación de juntas soldadas. Es importante elegir un estándar de soldadura que considere la industria o la aplicación específica en la que usted está involucrado.

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El proceso de inspección de una unión soldada, requiere una variedad de conocimientos por parte del inspector:      

Comprensión de dibujos de soldadura. Símbolos de soldadura, Diseño de juntas soldadas, Elaboración de procedimientos de soldadura, Conocer e interpretar los requerimientos de códigos y normas Conocer las pruebas destructivas y no destructivas, aplicadas a soldadura.

Por esta razón muchos códigos y normas de soldadura, requieren que el inspector este formalmente calificado y que tenga los conocimientos y experiencia para llevar a cabo los servicios de inspección. Existe un programa, utilizado para el entrenamiento, capacitación y certificación de inspectores de soldadura a nivel internacional. El programa fue creado en los EU y es administrado y avalado por la American Welding Society (AWS). Este es el programa para Inspector de Soldadura Certificado (CWI), el cual exige que el aspirante demuestre sus conocimientos en la inspección de soldadura a través de un examen. Dicho país.

2.3.1.

programa

ya

es

ampliamente

reconocido

en

nuestro

ISO 9956-1:1995

Especificación y aprobación de procedimientos de soldar para materiales metálicos - la Parte 1: Reglas generales para soldadura de fusión. Esta norma define reglas generales para la especificación y el visto bueno de soldar procedimientos para materiales metálicos. Es aplicable, cuando el visto bueno de un procedimiento soldando es requerido, por ejemplo. Por contrato, los padrones etc. Aplicable por el equipo soldando convencional bajo el control directo del soldador. Es una norma actualmente retirada.

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2.3.2.

ISO/TR

17671-1:2002

Soldadura - Recomendaciones para soldar de materiales metálicos - la Parte 1: Dirección general para soldadura de arco. Esta norma define los procesos y los técnica hacer referencia en esta parte de 17671 de la ISO / TR no podrían ser aplicables a todos materiales.

2.3.3.

NMX-CC-019-1997-IMNC

Administración de la calidad -Directrices para planes de calidad.

2.3.4.

NMX-CC-9000-IMNC-2000

Sistemas de vocabulario.

gestión

de

la

calidad

–

Fundamentos

y

Esta norma describe los fundamentos de los sistemas de gestión de la calidad y específica su terminología. Esta norma fue sustituida por: 2.3.5.

NMX-CC-9000-IMNC-2008

Sistemas de vocabulario.

2.3.6.

gestión

de

la

calidad

–

Fundamentos

y

NMX-CC-9001-IMNC-2000

Sistemas de gestión de la calidad – Requisitos Esta norma específica los requisitos para los sistemas de gestión de la calidad aplicables a toda organización que necesite demostrar su capacidad para proporcionar productos que cumplan los requisitos de sus clientes y los reglamentarios que le sean de aplicación y su objetivo es aumentar la satisfacción del cliente. Esta norma internacional proporciona recomendaciones sobre sistemas de gestión de calidad, incluyendo procesos de mejora continua que contribuyen a la satisfacción de los Universidad Veracruzana 61

clientes en una organización y de otras partes interesadas. Las recomendaciones en esta Norma Internacional son genéricas y aplicables a todas las organizaciones, independientemente de su tipo, tamaño y del producto que proveen. Además de describir métodos y prácticas que clarifican el alcance de muchos de los requisitos indicados en la misma.

2.3.7.

NOM-008-SCFI-2002

Sistema general de unidades de medida. Esta norma oficial mexicana establece las definiciones, símbolos y reglas de escritura de las unidades del SistemaInternacional de Unidades (SI) y otras unidades fuera de este Sistema que acepte la CGPM, que en conjunto,constituyen el Sistema General de Unidades de Medida, utilizado en los diferentes campos de la ciencia, la tecnología, laindustria, la educación y el comercio.

2.3.8.

NOM-011-SEDG-1999

Recipientes portátiles para contener Gas L.P. no expuestos a calentamiento por medios artificiales. Fabricación. Esta Norma Oficial Mexicana establece las especificaciones mínimas y métodos de prueba que se deben cumplir para la fabricación de recipientes portátiles para contener Gas L.P. para una presión de diseño de 1,65 MPa (16,9 kgf/cm2) a 323 K (50°C) y capacidad máxima de 45 kg, el tiempo de vida útil de los recipientes, el marcado para identificar al fabricante, al distribuidor propietario y la fecha de fabricación, asimismo, el procedimiento para la evaluación de la conformidad. Esta Norma se complementa con las siguientes normas oficiales mexicanas y normas mexicanas. Cuando se hagamención de las normas, se refieren siempre a la vigente en el momento de la fabricación de los recipientes portátiles paraGas L.P. NMX-B-86-1991Guía para examen radiográfico.

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NMX-B-172-1988Métodos de prueba mecánicos para productos de acero. NMX-B-266-1989Requisitos generales para lámina laminada en caliente y en frío, de acero al carbono y de acerode baja aleación y alta resistencia. NMX-D-122-1973Determinación de resistencia a la corrosión conrecubrimientos empleadas en método de niebla salina. NMX-H-7-1978Métodos soldadas.

de

prueba

las propiedades de de partes metálicas vehículos automotores, mecánicos

para

juntas

NMX-U-32-1980Recubrimientos para protección anticorrosiva. Determinación de la resistencia alintemperismo acelerado. NMX-U-65-1979Pinturas, recubrimientos y productos afines. Pruebas de corte cuadriculado. NMX-U-112-1984Pinturas Especificaciones.

sólidas

brillantes.

NMX-X-14-1981Recipiente sujeto a presión – Hermeticidad. Método de prueba. NMX-X-15–1981Recipiente sujeto elástico - Método de prueba.

a

presión,

comportamiento

NMX-Z-12-1987 Muestreo para la inspección por atributos. NOM-018/2-SCFI-1993Recipientes portátiles para contener Gas L.P. válvulas. NOM-060-SCFI-1994Lámina de acero empleada en la fabricación de recipientes portátiles para Gas Licuado dePetróleo.

2.3.9.

NOM-027-STPS-2000

Soldadura y corte-Condiciones de seguridad e higiene. Establecer las condiciones mínimas de seguridad e higiene en las actividades de soldadura y corte, para prevenir daños a los trabajadores y al centro de trabajo.

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Esta Norma rige en todo el territorio nacional y aplica en todos los centros de trabajo donde se realicen actividades de soldadura y corte.

2.3.10. NRF-084-PEMEX-2004 Esta norma fue sustituida por: 2.3.11.

NRF-084-PEMEX-2011

Electrodos para soldadura para los sistemas de ductos e instalaciones relacionadas. Esta Norma de Referencia establece la clasificación,análisis químico, pruebas mecánicas, contenido máximo de hidrógeno difusible y certificación requerida para los electrodos de acero al carbono y aceros de baja aleación empleados en los siguientes procesos: soldadura de arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW) y semiautomáticos: soldadura de arco metálico protegido con gas (GMAW) y soldadura con alambre tubular con núcleo de fundente (FCAW), adquiridos directamente o como procura en obras, para soldar tubería y accesorios de los sistemas de ductos e instalaciones relacionadas. Esta norma cancela y sustituye a la Revisión 0, del 19 de junio de 2004.

NRF-084-PEMEX-2004

Esta Norma de Referencia es de aplicación general y observancia obligatoria en la adquisición de electrodos de acero al carbono y acero de baja aleación para soldar tubería y accesorios de los sistemas de ductos e instalaciones relacionadas, que se lleven a cabo en los centros de trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, por lo que se debe incluir en los procedimientos de contratación: licitación pública, invitación a cuando menos tres personas o adjudicación directa; como parte de los requisitos que debe cumplir el licitante, proveedor o contratista.

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CAPITULO III: PROCEDIMIENTO DE REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR EN LA CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE SOLDADORES EN PEMEX

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3.1. Pemex Petróleos Mexicanos (Pemex) es una empresa pública paraestatal mexicana petrolera, creada en 1938, que cuenta con un régimen constitucional para la explotación de los recursos energéticos (principalmente petróleo y gas natural) en territorio mexicano, aunque también cuenta con diversas operaciones en el extranjero. Esta empresa actúa bajo la supervisión de un consejo de administración, cuyo presidente es el Secretario de Energía, actualmente Pedro Joaquín Coldwell. El Director General de Pemex (el cual es el encargado de las operaciones diarias) es Emilio Lozoya Austin. Pemex es además la compañía estatal encargada de administrar la exploración, explotación y ventas del petróleo, siendo la mayor empresa de México. Fue la mayor compañía Latinoamericana hasta mediados del 2009. Pemex tiene ventas superiores a los 106.000 millones USD al año, una cifra incluso superior al PIB anual de algunos de los países de Latinoamérica.

Figura 20.-Torre ejecutiva PEMEX

En la Ciudad de México se encuentra la Torre ejecutiva (figura 23). Inician operaciones en 1937.

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La Ley Orgánica de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios que define a Petróleos Mexicanos como órgano descentralizado de la Administración Pública Federal, responsable de la conducción de la industria petrolera nacional. Esta Ley determina la creación de un órgano Corporativo y cuatro Organismos Subsidiarios, que es la estructura orgánica bajo la que opera actualmente. Dichos Organismos son:    

PEMEX PEMEX PEMEX PEMEX

Exploración y Producción (PEP) Refinación (PXR) Gas y Petroquímica Básica (PGPB) Petroquímica (PPQ)

En este año hubo una explosión en administrativo Torre de Petróleos Mexicanos.

el

complejo

3.2. Certificación Las competencias de las personas son los conocimientos, habilidades, destrezas y comportamientos individuales, es decir, aquello que las hace competentes para desarrollar una actividad en su vida laboral. La certificación de competencias es el proceso a través del cual las personas demuestran por medio de evidencias, que cuentan, sin importar como los hayan adquirido, con los conocimientos, habilidades y destrezas necesarias para cumplir una función a un alto nivel de desempeño de acuerdo con lo definido en un Estándar de Competencia. Un Estándar de Competencia es un documento oficial aplicable en toda la República Mexicana que sirve de referencia para evaluar y certificar la competencia de las personas. Una certificación, en general, asegura la calidad:  de un producto  de un organismo  de una persona

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3.2.1.

¿Qué se necesita para ser certificado por la AWS?

Empezando en 1976 con el programa de Inspector Certificado de Soldadura, la Sociedad Americana de Soldadura (AWS) ha desarrollado una variedad de programas de certificación con el fin de apoyarlas necesidades de la industria de la soldadura. Estos programas de certificación están diseñados para proporcionar a los individuos y a las organizaciones las credenciales necesarias para demostrar su competencia y conocimientos en disciplinas de soldadura específica o relacionada con el área. Los programas de certificación de la AWS brindan las credenciales requeridas por muchos manufactureros, contratistas, e instituciones gubernamentales, y de esta forma facilitan al individuo oportunidades de carrera y proporcionan un valioso servicio a la industria. Pero, primero, aclaremos lo que queremos decir por certificación. Es evidencia documentada, a través de un certificado u otra credencial, que hace constar que la capacitación adecuada, experiencia, conocimientos, y/o competencia para realizar un oficio o profesión en particular han sido demostradas. La certificación se logra al cumplir con una combinación de cierta educación formativa, experiencia, y/o requisitos para exámenes. La certificación, sin embargo, no es garantía de la habilidad o competencia futuras. Los programas actuales de certificación de la AWS A continuación se encuentran las certificaciones que la Sociedad Americana de Soldadura (AWS) ofrece en la actualidad, y las siglas en inglés de cada programa de certificación: • Inspector Asociado de Soldadura Certificado (CAWI), • Inspector de Soldadura Certificado (CWI), • Inspector Señor de Soldadura Certificado (SCWI), • Soldador Certificado (CW), • Instructor (Educador) de Soldadura Certificado (CWE), • Supervisor de Soldadura Certificado (CWS),

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• Intérprete Radiográfico Certificado (CRI), • Operador/Técnico Certificado (CRAW),

de

Soldadura

Robótica

por

Arco

• Ingeniero en Soldadura Certificado (CWE), • Fabricante de Soldadura Certificado (CWF), y • Centro de Evaluación Acreditado (ATF). Abajo se describen programas.

los

detalles

de

cada

uno

de

los

Inspector de Soldadura Certificado (CWI) El programa CWI contiene varios niveles de inspectores y las oportunidades de carrera abundan para los CWI y los SCWI en todas las industrias que usan la soldadura por arco como técnica principal para unir. Además, existen muy buenas oportunidades para empezar un negocio propio dedicado a la inspección enfocado en las credenciales de CWI/SCWI. Las certificaciones para Inspector de Soldadura Certificado e Inspector Señor de Soldadura Certificado están ampliamente reconocidas, tanto nacional como internacionalmente, en la industria de la soldadura. Compañías exitosas y el gobierno de los Estados Unidos han llegado a confiar en esta certificación de la AWS para asegurar el nivel más alto en la calidad de mano de obra. Las especificaciones para calificar para estos programas se identifican en AWSB5.1, “Specification for the Qualification of Welding Inspectors” (Especificación para la Calificación de Inspectores de Soldadura). Por otro lado, las especificaciones para la certificación de estos programas están identificadas en AWS QC1, “Standard for AWS Certification of Welding Inspectors” (Estándar de la AWS para la Certificación de Inspectores de Soldadura). Para calificar para la inscripción al examen, el candidato debe determinar si él/ella llena los requisitos de calificación y certificación de estos estándares. Los requisitos para calificar para llegar a ser CAWI, CWI, o SCWI se muestran en las Secciones 5.1 a la 5.3 de AWS B5.1.

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La Solicitud para el Examen de Inspector de Soldadura y la documentación de apoyo que los dos estándares requieren (AWS B5.1 y QC1) deberán ser entregadas al Departamento de Certificación de AWS y aprobadas como calificadas antes de que se le permita al candidato tomar un examen. Las solicitudes con información incompleta o faltante serán descalificadas a menos que el solicitante pueda proporcionar la documentación faltante dentro de un plazo de dos semanas posterior a haber sido notificado (vía telefónica o correo electrónico) de que la información está incompleta. Si el solicitante fracasa para llenar los criterios de calificación para el examen, la cuota del examen (o la porción del examen de una cuota por paquete seminario/examen) será reembolsada deduciendo una cuota de procesamiento. Como se mencionó antes, el programa de CWI comenzó en 1976 con la primera publicación de QC1. El programa de SCWI se definió por primera vez enQC1:1996, y los primeros exámenes se aplicaron a principios de 1997. La renovación para la certificación de CWI y SCWI es cada tres años. El individuo debe llenar los requisitos de renovación de la Sección 15 de AWS QC1. A los portadores de la certificación CAWI no se les permite la renovación. Cada nueve años, los CWI y los SCWI necesitan recertificarse mediante una de las opciones indicadas en la Sección 16 de QC1. El aval o endosos son una opción para la recertificación de cada nueve años. Supervisor de Soldadura Certificado (CWS) Los supervisores de soldadura pueden hacer valiosas contribuciones a los cuatro indicadores más importantes en las operaciones de soldadura: calidad, costo, productividad, y seguridad. Aún así, la posición del supervisor de soldadura es con frecuencia un recurso que se pasa por alto. A menudo la causa subyacente de la inhabilidad del supervisor para mejorarla productividad puede apuntar a niveles inadecuados de conocimientos y habilidades, así como al poco tiempo que el supervisor en realidad trabaja con los soldadores para entender sus necesidades. Universidad Veracruzana 70

El programa de Supervisor de Soldadura Certificado de la AWS se instituyó entre2003 y 2004 para rectificar estas condiciones ofreciendo a los supervisores de soldadura y a sus compañías la oportunidad de colocar al supervisor de soldadura en posición de apoyo para los soldadores, logrando que los soldadores sean los más productivos y lo mejor que puedan ser. Este programa identifica un cuerpo de conocimientos que todo supervisor de soldadura debería saber y comprender con el fin de incrementar la productividad y mejorar la calidad de la soldadura. Es un programa útil para toda aquella industria que utilice la soldadura como su técnica principal para unir. AWS, en conjunto con el Programa Nacional de Investigación para la Construcción de Naves (National Shipbuilding Research Program), NSRP por sus siglas en inglés, publicó un reportaje acerca de las ventajas de capacitar a los supervisores de soldadura y su efecto en la eficiencia en costos de producción. La investigación se respaldó con un proyecto piloto en un astillero en Alabama. Los resultados del programa piloto son como sigue: • Los costos proyectados por soldador se redujeron en US$17.000 anualmente. Las horas de trabajo en secuencias sucesivas de construcción modular se redujeron en1000 horas por módulo; • Los ahorros potenciales del programa dieron un total de US$2 millones anualmente; y • En un orden de naves múltiples, la mejora típica en eficiencia promediaba entre 200 y 300 horas cuando un módulo se repetía. Después de la capacitación del supervisor de soldadura, el primer módulo repetido se realizó en 600 horas menos de trabajo; el segundo mostró 1000horas menos de trabajo. Las metas operativas para el logro y sus ahorros estimados fueron como sigue: • Reducir el volumen del metal de soldadura. potencial estimado: US$3.319 por soldador;

Ahorro

• Reducir el tiempo de arco por soldado. Ahorro potencial estimado: US$4.280 por soldador;

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• Reducir el retrabajo estimado: US$3.244; y

y

desperdicio.

Ahorro

potencial

• Reducir el esfuerzo en el trabajo, movimiento y tiempo de retraso. Ahorro potencial estimado: US$6.200.

El estándar que regula la certificación de AWS para supervisores de soldadura es AWS QC13:2006, “Specification for the Certification of Welding Supervisors” (Especificaciones para la Certificación de Supervisores de Soldadura). Los requisitos de calificación se cubren en AWSB5.9:2006, “Specification for the Qualification of Welding Supervisors” (Especificaciones para la Calificación de Supervisores de Soldadura).

Figura 21.-Requisitos para el examen CRAW

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Intérprete Radiográfico Certificado El programa de Intérprete Radiográfico Certificado (CRI), basado en los requisitos contenidos en ASW B5.15:2003, “Specification for the Qualification of Radiographic Interpreters” (Especificación es para la Calificación de Intérpretes Radiográficos), está diseñado para proporcionar evidencia de la habilidad de los individuos para interpretar y evaluar adecuadamente indicaciones relacionadas con la soldadura producidas por la media de radiográfica o aquella en relación con la misma. A los candidatos que buscan la certificación se les requiere que pasen con éxito tres exámenes, uno de conocimientos generales, otro de conocimientos específicos relacionados con los criterios requeridos de calidad y aceptación como se indica en la mayoría de los códigos, y un examen práctico que requiere la interpretación de radiografías reales. Se encuentra disponible un programa de capacitación aprobada por la AWS que cubre40 horas de instrucción. Los individuos que cubren los requisitos de capacitación, experiencia, educación y de los exámenes como lo especifica el AWS B5.15 reciben el título de Intérprete Radiográfico AWS. Aquellos que sustentan esta certificación cuentan con una herramienta muy valiosa para demostrar que están calificados para interpretar radiografías de soldaduras. El programa de CRI complementa al programa de CWI y ofrece a los individuos certificados muchas de las mismas oportunidades. Las personas que toman el curso de capacitación de AWS reciben instrucción en las siguientes áreas: • Naturaleza y propiedades de la radiación gamma y rayos; • Aspectos fotográficos como tipos de película y papel utilizados en radiografía industrial y características como velocidad, contraste, definición, y densidad; • Aspectos fundamentales de la calidad radiográfica tales como densidades óptimas de trabajo, contraste radiográfico, y contraste objetivo y subjetivo; • Principios de seguridad de radiación;

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• Información sobre equipo de rayos X yrayos gamma tal como los efectos del cambio del equipo en la calidad radiográfica; • Geometría de la formación de la imagen, incluyendo falta de definición geométrica; control de la distancia del objeto a la película, y distancia de la fuente a la película; sensibilidad del penetrámetro; y la selección del ángulo del haz; • Cálculos de exposición; • Aplicaciones en las soldaduras, incluyendo la interpretación de radiografías de soldaduras en diferentes materiales y geometrías de junta; técnicas de película múltiple; soldaduras en tubos de pequeño calibre; y la determinación de la profundidad de la falla de una superficie del espécimen a través del uso práctico del tubo o método de cambio de fuente (método de triangulación); • Análisis de radiografías; y • Tecnología de soldadura. Soldador Certificado El programa de Soldador Certificado (CW) es un programa basado en el desempeño sin el requisito de cursos previos o de certificaciones anteriores. La certificación final proporcionará credenciales “transferibles” que tú puedes llevar contigo a donde sea que vayas. Los candidatos a la certificación realizan pruebas a los procedimientos usados en acero estructural, oleoductos, metal laminado, e industrias de soldadura en refinerías químicas. Hay una provisión o norma para hacer pruebas a las especificaciones proporcionadas por una compañía o a las Especificaciones Estándar de Procedimientos de Soldadura de AWX (SWPS por sus siglas en inglés). En un Centro de Evaluación Acreditado por AWS, se demuestra físicamente la habilidad para depositar una soldadura bien hecha en una junta de prueba estandarizada que será inspeccionada y evaluada por un Inspector de Soldadura Certificado AWS.

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La habilidad para adherirte apropiadamente a la Especificación del Procedimiento de Soldadura, incluyendo fit-up, ensamble, y colocación, será demostrada también antes, durante y después de soldar el ensamble del test. Se sabe si se pasa la prueba inmediatamente después de la inspección realizada por el CWI o el SCWI. Fabricante de Soldadura Certificado Un sistema apropiado de calidad en soldadura es la base para entregar un producto soldado o servicio de soldadura de calidad. Cuando se diseñan para los productos únicos de un fabricante de soldadura y se comprometen adecuadamente en papel y en la práctica, las operaciones diarias de manufacturas del fabricante son más consistentes y fáciles de rastrear cuando surgen problemas. Una tendencia en aumento es que los clientes y algunos códigos requieren que los manufactureros y fabricantes tengan un sistema de calidad en soldadura activo y documentado. Tener y usar un sistema de calidad para las operaciones de soldadura ayuda a asegurarse de que el fabricante de soldadura y los subcontratistas del fabricante sean capaces de producir productos soldados que cumplan con sus especificaciones y expectativas de manera consistente. Lo principal de un sistema de calidad en soldadura es un manual de calidad que identifique las tareas y responsabilidades de los gerentes, supervisores, y soldadores, y que proporcione al cliente información adecuada acerca de quién es responsable de asegurar que la soldadura satisfaga las especificaciones. Compañías de todos tamaños se pueden beneficiar substancialmente mediante las mejoras sistemáticas fomentadas por sistemas de calidad de punta. Requisitos del Programa de Fabricante. En respuesta a la demanda de la industria, AWS ha proporcionado un programa de certificación en soldadura a compañías que usan la soldadura como su forma de unión.

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Los requisitos para este programa están claramente explicados en AWS B5.17, “Specification for the Qualification of Welding Fabricators” (Especificaciones para Fabricante de Soldadura). Esta especificación define los requisitos para el cumplimiento de una compañía con las funciones en relación a la soldadura y asegura, por medio del assessment (evaluación-asesoría) de un tercero, que el Fabricante de Soldadura tenga el personal, la organización, la experiencia, los procedimientos, el conocimiento, el equipo, la capacidad, y el compromiso para satisfacer las expectativas del cliente hasta el momento de la entrega. El programa de certificación para compañías solicitantes involucra varios pasos. Operador/Técnico de Soldadura Robótica con Arco El programa de certificación más nuevo de la Sociedad Americana de Soldadura (AWS), el cual comenzó a funcionar de lleno en 2007, es el de Soldadura Robótica con Arco – Operadores y Técnicos (CRAW). Esta certificación permite al personal de soldadura empleado en diferentes sectores medirse a sí mismos con los estándares de su oficio. Además significa que el operador o técnico en soldadura robótica con arco ha (CRAW) ha demostrado la capacidad de trabajar con diversos códigos, estándares, y especificaciones. Debido a que cada tres años se requiere evidencia de práctica activa o la reexaminación, la certificación además significa que el operador o técnico CRAW está actualizado en la industria de la soldadura. Si estás relacionado con una industria que usa la robótica para la soldadura con arco de sus productos, deberías considerar el obtener esta certificación CRAW. AWS D16.4:2005, “Specification for the Qualification of Robotic Arc WeldingPersonnel” (Especificación para la Calificación del Personal de Soldadura Robótica con Arco), y AWS QC19, “Standard for the AWS Certification of Robotic Arc Welding Personnel” (Estándar para la Certificación del Personal de Soldadura Robótica con Arco de AWS), establecen los requisitos principales para tomar el examen para CRAW. Estos requisitos se definen en la Cuadro 1. Universidad Veracruzana 76

3.3. CALIFICACIÓN SOLDADURA

Y

CERTIFICACIÓN

DE

SOLDADORES

Y

El proceso de calificación y certificación de procedimientos de soldadura, soldadores y operadores de máquinas de soldar debe estar dirigido por un especialista en soldadura calificado como lo estipula AWS o equivalente. A continuación se explican los 12 pasos para lograr la calificación y certificación. Co mi té de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.

3.3.1.

CALIFICACIÓN Y CERTIFIFACIÓN DE SOLDADORES Y SOLDADURA

NRF-020-PEMEX2005 Rev.: 0

Calificación de los procedimientos de soldadura

1) Requerimientos de la Especificación de un Procedimiento de Soldadura (WPS) La especificación del procedimiento de soldadura debe elaborarse como lo establecen los requerimientos de la norma ISO/TR 17671-1:2002(E) e ISO 99562:1995/Amd.1:1998(E). El formato para la elaboración del WPS debe ser conforme a lo que se establece en el código ASME Sección IX o equivalente. Además cuando aplique para los trabajos de construcción o mantenimiento, los procedimientos deben ser elaborados de acuerdo a las especificaciones de diseño y/o especificación de material. 2) PQR – Procedure Qualification Calificación de Procedimiento)

Record

(Registro

de

Las variables esenciales y resultados de la calificación de los procedimientos de soldadura deben registrarse en un PQR. El formato para la elaboración del PQR debe ser conforme a lo que se establece en el código ASME Sección IX o equivalente. El contratista debe presentar a Pemex y conservar el PQR original sin modificación. Universidad Veracruzana 77

La calificación de los procedimientos de soldadura debe efectuarse por medio de las pruebas indicadas en la normativa de referencia. Las pruebas destructivas realizadas a los especímenes de las probetas del procedimiento a calificar deben ser realizadas por un laboratorio de pruebas reconocido por la “ema” u otra entidad de acreditación reconocida por el gobierno de México. Cada procedimiento de soldadura debe ser calificado conforme a lo siguiente, más lo que indique el código de construcción de los elementos que se va usar en particular. Soldadura de estructuras metálicas debe ser de acuerdo al código AWS S1.1 (código de soldadura estructural) o equivalente. Soldadura de sistemas de tuberías de proceso y servicios debe ser al código ASME Sección IX o equivalente. Soldadura de ductos terrestres y marinos para transporte de hidrocarburos debe ser de acuerdo al API-1104, código ASME Sección IX o equivalente, lo cual en las bases de licitación Pemex especificara el que aplique. Soldadura de recipientes a presión debe ser de acuerdo al código ASME Sección IX o equivalente. Soldadura de tanques atmosféricos debe ser de acuerdo al código ASME Sección IX o equivalente. Se permite el uso de procedimientos de soldadura precalificados, siempre que el contratista desarrolle el WPS respectivo, de conformidad como lo permite el AWS, AME Sección IX o equivalente, el WPS sea apropiado para el uso destinado en producción. El formato para la elaboración del PQR debe ser conforme a lo que se establece en el código ASME sección IX o equivalente.

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3) Recalificación del procedimiento de soldadura Un procedimiento de soldadura debe ser completamente recalificado cuando existan cambios en cualquiera de las variables esenciales listadas en los códigos mencionados que aplican, para los procesos involucrados, como se establece en 8.1.2 de esta norma.

3.3.2.

Calificación de soldadores

4) Requerimientos para la calificación Sera obligatorio por parte del contratista calificar y mantener la calificación de todos los soldadores involucrados durante el periodo que duren los trabajos, de acuerdo a los procedimientos autorizados establecidos en 8.1 de esta norma. La contratista debe presentar la documentación que acredite que el soldador fue calificado (Registro de Calificación de Soldadura). Lo cual debe incluir como mínimo resultados de las pruebas no destructivas de la calificación, y la documentación del personal que califica al soldador. El personal que evalúe los resultados de las pruebas no destructivas debe estar calificado al menos con nivel II en el ensayo correspondiente de acuerdo a la ASNT-TC1A o equivalente. La calificación de los soldadores y operadores de máquinas de soldar debe realizarse con los parámetros establecidos en el WPS calificado que contemple las variables esenciales aplicables en producción. Las probetas de calificación pueden ser en placa, tubo u otro perfil a la cual le será aplicable la normatividad respectiva y los WPS. El aspirante a soldador calificado debe elaborar la probeta de calificación la cual estará sujeta una vez terminada a inspección visual y radiográfica o ultrasonido y adicionalmente si Pemex lo requiere en las bases de licitación aplicar las pruebas mecánicas que señala la normatividad.

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Si las distintas inspecciones y pruebas mecánicas a las que se somete la probeta de calificación son satisfactorias de acuerdo con el especialista en soldadura acreditado por AWS o equivalente responsable de aplicar y avalar la prueba, el aspirante podrá realizar los trabajos durante el tiempo que estipule la normatividad respectiva. Como parte del entrenamiento de sus soldadores, ayudantes de soldadores y paileros, el contratista debe darles platicas documentadas respecto a las medidas de seguridad durante la ejecución de los trabajos, las cuales deben incluir los requisitos de la NOM – 027 – STPS – 2000 y las regulaciones internas de seguridad de Pemex. Durante la calificación de los soldadores Pemex tendrá libre acceso al área en donde se efectúen las pruebas para constatar el cumplimiento de la normatividad aplicable. 5) Vigencia de calificación de los soldadores La calificación de un soldador soldar es válida solo por un embargo si suelda dentro de ese por un periodo similar a partir aplica soldadura, de conformidad

u operador de máquina de periodo de 6 meses. Sin periodo, continua vigente de la última fecha en que con la siguiente.

a) Si el soldador aplica soldadura manual o semi – automática dentro de ese periodo en un proceso determinado, su calificación manual o semi – automática en ese proceso se mantiene. b) Si el operador de la máquina de soldar aplica soldadura con una maquina o un proceso automatice dentro de ese periodo, su calificación en máquina y soldadura automática en ese proceso se mantiene. 5.1. El contratista debe demostrar a PEMEX, cuando requiera, que la calificación del soldador operador, cumple con los requisitos indicados. anterior puede efectuarse por medio un registro las juntas en que el soldador ha intervenido registros de prácticas, ambas firmadas por especialista de soldadura.

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lo u Lo de o el

5.2. Cuando Pemex o el especialista de soldadura determine que existen razones especificas suficientes que ponen en duda su habilidad de hacer soldaduras que satisfagan la especificación, las calificaciones que apoyan la soldadura que él está haciendo serán revocadas. Todas las otras calificaciones no puestas en duda permanecerán vigentes. 6) Criterios de aceptación y rechazo de soldadores El criterio de aceptación y rechazo para la calificación del soldador debe ser de acuerdo con los requerimientos señalados en 8.1.2 de esta norma. 7) Tipos y procesos de soldaduras calificación de soldadores

que

aplican

para

la

Los tipos de soldadura que aplican en esta norma referencia son: manual, semiautomático y automático.

de

Los procesos de soldadura deben ser de acuerdo a como lo indica la norma ISO/TR 17671 – 1:2002(E) en el punto 7. 8) Recalificación de soldadores Una prueba con éxito renueva las calificaciones previas del soldador u operario de soldadura para ese proceso, materiales, espesores, diámetros, posiciones y otras variables para las cuales estuvo calificado previamente. Los soldadores deben ser calificados cada vez que cambien las condiciones o parámetros (variables esenciales) que sirvieron de base para la calificación original. 9) Control de registros de la calificación de soldadores El contratista debe llevar invariablemente el registro de los resultados obtenidos en calificaciones de procedimientos de soldar y de calificaciones de habilidad de soldadores para soldadura o de operarios de soldadura. Estos registros deben ser presentados a Pemex en original para cotejo y entregados en copia antes de que inicie los trabajos de soldadura.

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3.3.3.

Certificación de procedimiento de soldadura

10) Documentación La contratista debe entregar a Pemex al inicio de los trabajos, la documentación en original para cotejo y copia para el expediente correspondiente de conformidad con lo siguiente: a) Lista aprobada por el contratista, que identifique a los procedimientos calificados (WPS) y sus correspondientes registros de calificación (PQR) que lo avala. La lista debe incluir los espesores, diámetros, materiales y electrodos aplicables. b) Lista aprobada por el contratista, con fecha que identifique la relación de soldadores calificados, que incluya. La identificación del soldador, el o los procedimientos (WPS) en que está calificado, posición, entre otros. c) Especificaciones calificado, WPS.

de

procedimiento

de

soldadura

d) Registros de calificación de los procedimientos, PQR. e) Registro o certificados de calificación de soldadores. Esta documentación debe estar aprobada por el responsable de calidad y el especialista de soldadura calificado del contratista. 3.3.4.

Certificación de soldadores.

11) Requerimientos para certificación de soldadores El responsable del contratista debe generar un documento por cada soldador que este calificado con base en los resultados aceptables del procedimiento de calificación de conformidad con esta norma. Este documento debe ser firmado por el responsable de la compañía y el responsable de calidad de la misma.

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12) Documentación La contratista debe entregar a Pemex al inicio de los trabajos, la documentación en original para cotejo y copia para el expediente correspondiente. De igual forma la contratista debe entregar la relación de soldadores calificados; la que al menos contendrá nombre, ficha, periodo de vigencia, procedimiento en el cual fue calificado. Igualmente esta debe ser avalada por AWS.

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CONCLUSIONES Uno de los principales ingredientes de un buen sistema de calidad en soldadura, es el establecimiento e introducción de un programa de inspección de soldadura eficaz con revisión continua. Sólo con la evaluación completa de los requisitos de calidad de la soldadura, los criterios de aceptación, el pleno reconocimiento de la inspección, los métodos de prueba que deben ser utilizados, y la debida formación y experiencia de los inspectores, un programa de inspección podrá ser establecido. La certificación en los soldadores y la soldadura es muy importante dentro de PEMEX, porque esto permite tener una planilla de trabajadores distinta que arrojará los mismos resultados en cuanto a procedimiento y acabado de la soldadura, dando mayor seguridad y confiabilidad. La certificación da control y aseguramiento en los trabajos realizados por los soldadores. Se tienen menos pérdidas económicas al contar con personal capacitado y evaluado para dicho trabajo. Hoy en día vivimos en un mundo internacionalizado donde existe una elevada competencia y la certificación es un requisito para poder garantizar confiabilidad y asegurar un producto terminado de óptima calidad debido a sus exigencias. Las empresas que cuentan con personal certificado tienen la garantía de recibir productos de alta calidad debido a que es una herramienta de trabajo que asegura calidad en la unión soldada.

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BIBLIOGRAFÍA  ASM International (2003). Trends in Welding Research. Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 0-87170780-2  Blunt, Jane and Nigel C. Balchin (2002). Health and Safety in Welding and Allied Processes. Cambridge: Woodhead. ISBN 1-85573-538-5.  Cary, Howard B. and Scott C. Helzer (2005). Modern Welding Technology. Upper Saddle River, Nueva Jersey: Pearson Education. ISBN 0-13-113029-3.  Hicks, John (1999). Welded Joint Design. Nueva York: Industrial Press. ISBN 0-8311-3130-6.  Kalpakjian, Serope and Steven R. Schmid (2001). Manufacturing Engineering and Technology. Prentice Hall. ISBN 0-201-36131-0.  Lincoln Electric (1994). The Procedure Handbook of Arc Welding. Cleveland: Lincoln Electric. ISBN 99949-2582-2.  Weman, Klas (2003). Welding processes handbook. Nueva York: CRC Press LLC. ISBN 0-8493-1773-8.  http://www.solysol.com.es/productos-yservicios/procesos-soldadura/  http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/ Soldadura.pdf  http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/tipos -de-soldadores-electricos  http://www.slideshare.net/liALUI/la-soldadura-tipos  http://www.gruposemesa.com/pdf/material_aporte_soldadu ra2012infra.pdf  https://docs.google.com/document/d/1T3YnDOaOvIqIsQFMp1 CX3pLyh1ckWriv6TDeaoWgdIQ/edit  http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn47.ht ml  http://www.omcs.org.mx/  http://www.pemex.com/files/content/NRF084PEMEX2011%20_ 15ago2011_%20DV1.pdf  http://www.aws.org/wj/esp/2008/10/wjesp1008-31.pdf [email protected]

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