The influence of welding parameters on weld characteristics in electric arc stud welding

Influencia de los parámetros de soldadura en las características de la soldadura de pernos por arco eléctrico

En este trabajo se analiza la influencia de los parámetros de soldadura en la geometría de la soldadura durante la soldadura de espárragos (proceso de soldadura por arco estirado con virola cerámica) en chapa y tubo de acero como variación de la penetración de la soldadura. Los cambios de las características de la soldadura también se confirman mediante mediciones de HV0,2 a través de la junta de soldadura y el análisis de la zona endurecida.

INTRODUCCIÓN

La aplicación del proceso de soldadura de espárragos está bien establecida en diferentes áreas de producción: producción de calderas de vapor, puentes y otros tipos de industrias de la construcción, automoción e industria de electrodomésticos. Se trata de un proceso de soldadura muy eficaz en el que se suelda un espárrago en la pieza de trabajo basándose en el calor desarrollado en un arco eléctrico de corta duración que funde localmente el punto de soldadura, y en una presión de corta duración que crea la unión física de la soldadura. Existen diferentes tipos de procesos de soldadura de espárragos como: soldadura de espárragos por arco estirado con virola cerámica o gas de protección, soldadura de espárragos por arco estirado de ciclo corto, soldadura de espárragos por arco estirado con descarga de condensador, soldadura de espárragos por descarga de condensador con ignición de punta y soldadura de espárragos por arco estirado con collar fusible [1]. Según [2], los fabricantes pueden alcanzar muchos de los objetivos de reducción de costes utilizando la soldadura de pernos por arco estirado, pero la calidad y reproducibilidad de dichas soldaduras de pernos han sido motivo de preocupación, aunque con el paso de los años, las mejoras de la fuente de alimentación y unos cabezales de soldadura más precisos aumentan la fiabilidad de este proceso.

Es bien sabido que la selección óptima de los parámetros de soldadura desempeña un papel importante en la calidad de los procesos de soldadura por arco, pero sigue siendo objeto de investigación para diferentes procesos de soldadura por arco [2-6]. En esta investigación experimental, la soldadura se realizó mediante el proceso de soldadura de pernos por arco estirado con virola cerámica (DAW con virola cerámica), ya que este proceso de soldadura se utiliza ampliamente en la producción de calderas de vapor para colocar los revestimientos de aislamiento en las paredes de las membranas afectadas por los gases de combustión. Los espárragos para esta aplicación suelen fabricarse con tipos de acero resistentes a la temperatura que pueden tener una soldabilidad condicional. Dependiendo de la forma y las dimensiones de los espárragos, es posible soldar hasta 1000 espárragos en un turno de trabajo [7]. La secuencia de operaciones para el proceso DAW con casquillo cerámico se muestra en la figura 1.

Existen los siguientes parámetros de soldadura durante la soldadura de espárragos con virola cerámica: penetración P/mm (la longitud del espárrago que sobresale de la virola); elevación L/mm (la distancia que la pistola aleja el espárrago del material base, la elevación crea un entrehierro que la corriente eléctrica debe salvar); tiempo t/s (la duración del proceso de soldadura) y corriente de soldadura I/A (una medida de la corriente de la fuente de potencia que fluye a través del entrehierro creado por la elevación) [9].