Soldabilidad, formabilidad y maquinabilidad de los aceros al carbono

2.8.1 Soldabilidad.

La soldabilidad de un material es una medida de la facilidad para formar una unión soldada fuerte y sólida. Una unión sólida significa que la soldadura no tiene efectos ni imperfecciones (grietas, por ejemplo), y una unión fuerte significa que la soldadura debe ser al menos tan resistente como el material base.

2.8.2 Procedimiento de unión.

CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO.

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El procedimiento de unión predominante es la soldadura de arco eléctrico como se muestra en la figura 3. Los bordes de los materiales que se van a unir por soldadura se maquinan de manera que se tenga una depresión para contener el charco de metal liquido que se forma durante el procedimiento. Los bordes maquinados forman una depresión (un surco en "V") cuando se juntan los materiales de base. La fusión de los materiales de base se consigue mediante el arco eléctrico que se produce cuando se acerca al electrodo negativo (metal de aporte) a las piezas en elaboración (materiales base). El electrodo también se conoce como material de aporte porque suministra el material para llenar el surco en "V". Los materiales base y el metal de aporte se funden para formar el charco o estante liquido que después se solidifica para fusionar los materiales de base. El electrodo se desplaza a lo largo del surco en "V" con velocidad uniforme, y los materiales de base que están delante de él se funden, al mismo tiempo que se solidifica el charco de metal líquido detrás del electrodo.

_Electrodo

?

L

8

_ V____...._ _ _

Figura 2.3 Procedimiento de soldadura por arco eléctrico

2.8.2.1 Soldadura E-7018.

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Este tipo de soldadura es la que se utilizara para la construcción de la prensa, y a continuación se mencionaran las características del electrodo.

Es un electrodo de bajo hidrógeno (básico) que además contiene polvo de hierro. Los electrodos de bajo hidrogeno se destinan al soldeo de aceros con alto contenido en azufre y con alto contenido en carbono. Cuando se suelda estos aceros, tienden a absorber hidrógeno de la atmósfera del arco, lo que provoca porosidades y pequeñas fisuras bajo el cordón. Los electrodos de bajo hidrogeno están diseñados para evitar la absorción de este gas y los defectos motivados por el mismo.

El significado de la clave del electrodo efectuada por la AWS (American Welding Society) se explicara a continuación:

• La "E" significa que es un electrodo para soldar con arco eléctrico.

• Los dos o tres primeros dígitos significan la resistencia mínima a la tensión del cordón depositado, en miles de libras por pulgada cuadrada (psi).

• El penúltimo número significa la posición ideal para soldar, que en este caso es ideal para todas las posiciones.

• Los últimos dos números en conjunto significan lo siguiente:

o Se puede con corriente alterna o directa (CNCD). o Polaridad inversa.

o Revestimiento de bajo hidrogeno.

o Arco Medio.

o Penetración Mediana.

La gran fluidez del baño permite el fácil escape de todos los gases del mismo, incluso cuando se trabaja con bajas intensidades, obligadas por el soldeo en posiciones distintas de la horizontal. Para orientarse sobre las intensidades adecuadas, véase la siguiente tabla:

Tabla 2.5 Tabla de amperaje para electrodos

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Intensidad recomendable Jara electrodos E-7018 Diámetro del electrodo (en mm) Amperes

*

2.5 70-120

3.25 100- 150

4 120-200

1 5 200-275

6 300-400

• Estos valores pueden variar ligeramente para electrodos de distintos fabricantes

2.8.3 Formabilidad.

En términos de formabilidad, debemos considerar la formabilidad de la chapa y la formabilidad en el volumen o trabajabilidad. La formabilidad de la chapa es la capacidad de la placa ser estirada o embutida. Tanto en el estirado como en el embutido, el acero debe tener buena ductilidad, una razón de anisotropía plástica, r, mayor de 1.0, y un alto exponente de endurecimiento por deformación, n. La formabilidad en el volumen, o trabajabilidad, es la facilidad relativa para dar forma al metal mediante los procedimientos deformadores de forjado, extrusión o laminado. En el sentido mas amplio, la formabilidad de chapa y el volumen guardan relación entre si, solo en la medida en que ambos procedimientos requieren un material con buena ductilidad. Sin embargo, en tanto que los esfuerzos de tensión y cortantes son los que intervienen principalmente en el embutido y el estirado (formabilidad de chapa), los esfuerzos de compresión participan en la formabilidad en el volumen. La mayor parte de los materiales presentan características similares de formabilidad en el volumen, salvo los aceros de fácil maquinado, que contienen abundantes inclusiones no metálicas de sulfuro agregadas intencionalmente para aumentar su maquinabilidad. La formabilidad en el volumen de los aceros al carbono mejora a medida que aumenta la velocidad de deformación. La mejoría se atribuye a la mayor cantidad de calor que se genera a velocidades de deformación elevadas.

CAPiTULO 2. MARCO TEÓRICO.

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2.8.4 Maquinabilidad.

Este termino se utiliza para indicar la facilidad o dificultad con la que se puede maquinar un material a fin de impartirle el tamaño, la forma y el acabado de superficie deseados. Los términos que se emplean para indicar la maquinabilidad de los aceros en condiciones específicas son el índice de maquinabilidad. Estas calificaciones son cualitativas, sin un significado definido o carente de ambigüedad, y sin un método estándar o universalmente aceptado para medirlas. Los juicios cualitativos se basan en uno o más de los criterios siguientes:

• Duración de herramienta: cantidad de material que una herramienta de corte estándar en condiciones de corte estándar puede retirar antes de que el rendimiento de la herramienta llegue a ser inaceptable o su desgaste alcance una medida específica.

• Velocidad de corte: velocidad máxima a la que una herramienta de corte estándar en condiciones de corte estándar puede continuar proporcionando un rendimiento satisfactorio durante un periodo específico.

• Consumo de energía eléctrica necesaria para retirar un volumen unitario de material en condiciones de maquinado especificas.

• Comparaciones con un acero estándar con base en la experiencia de los talleres mecánicos.

• Avances producto de una fuerza de empuje constante.

Los criterios más comunes son la duración de herramienta y la velocidad de corte. Los materiales con mejor maquinabilidad aumentan la duración de la herramienta a una misma velocidad de corte, o bien permiten velocidades de corte mas altas al tiempo que mantienen la misma duración de herramienta. Una mejor duración de herramienta o una velocidad de corte mas elevada aumenta la productividad y reduce los costos de maquinado.

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