El ranurado por arco de carbono se basa en la alta temperatura generada por un arco eléctrico entre una varilla de carbono y una pieza metálica para fundir localmente el metal. A continuación, se utiliza un flujo de aire comprimido para soplar el metal fundido, lo que permite la creación de ranuras en la pieza de trabajo. Este proceso se representa en la Figura 8-1.
1 - Varilla de carbono
2 - Pinza para ranurado con arco de carbono
3 - Aire comprimido
4 - Arco eléctrico
5 - Pieza
1) No requiere un gran espacio operativo, por lo que ofrece un alto grado de flexibilidad y la posibilidad de trabajar en todas las posiciones.
2) Permite una visión clara de las formas y profundidades de los defectos, lo que mejora el índice de aprobación de las reparaciones con soldador.
3) El ranurado por arco de carbono tiene bajos niveles de ruido, alta eficiencia y baja intensidad de mano de obra, y requiere equipos sencillos.
4) Puede atravesar materiales metálicos que son difíciles de cortar con una llama oxiacetilénica.
5) Entre los inconvenientes del ranurado por arco de carbono cabe citar la gran cantidad de humo, la contaminación por polvo y la intensa radiación luminosa del arco. También requiere una fuente de alimentación de CC de alta potencia, que puede ser costosa, y exige un alto nivel de destreza operativa.
1) Se utiliza principalmente para la soldadura de doble cara de acero con bajo contenido de carbono, acero de baja aleación y materiales de acero inoxidablepara eliminar las raíces.
2) Para estructuras metálicas importantes, recipientes atmosféricos y recipientes a presión, cuando haya defectos de soldadura que superen la norma, puede utilizarse el proceso de ranurado con arco de carbono para eliminar estos defectos antes de la reparación.
3) El ranurado manual con arco de carbono se utiliza habitualmente para preparar biseles de piezas pequeñas, piezas únicas o soldaduras irregulares, en particular los biseles en forma de U, lo que pone de manifiesto las ventajas de este proceso.
4) Se utiliza para eliminar rebabas, rebabas de fundición, sistemas de inyección, bandas y defectos superficiales de las piezas fundidas.
5) Se utiliza para cortar acero aleadocobre, aluminio y sus aleaciones.
El ranurado con arco de carbono no debe utilizarse en chapas de acero de baja aleación sensibles a la fisuración en frío.
El equipo principal para el ranurado por arco de carbono incluye una fuente de energía y una fuente de aire comprimido.
1. Requisitos de los alicates para ranurar con arco de carbono
Los alicates para ranurar con arco de carbono deben cumplir los tres requisitos básicos siguientes.
(1) La varilla de carbono debe estar bien sujeta y debe ser fácil de sustituir.
(2) Los alicates deben tener una buena conductividad eléctrica y suministrar aire comprimido con precisión.
(3) El diseño debe ser compacto y fácil de manejar.
2. Tipos de sopletes de arco de carbono y sus ventajas e inconvenientes
Inconveniente: Sólo puede planear en una dirección, hacia la izquierda o hacia la derecha.
Ventaja de la pinza de cepillado neumático con suministro de aire circunferencial: La boquilla está aislada de la pieza de trabajo, con aire comprimido pulverizado desde alrededor de la varilla de carbono, lo que permite un enfriamiento uniforme, y es adecuado para operaciones en todas las direcciones.
Desventaja: Tiene una estructura compleja, y el tornillo que sujeta la varilla de carbono puede cortocircuitarse fácilmente con la pieza de trabajo.
En la Figura 8-3 se muestra la nueva abrazadera de cepillado de aire de arco de carbono de suministro de aire lateral.
1 - Varilla de carbono
2 - Orificio de aire
3 - Boca de alicates de ángulo ajustable (boquilla conductora)
4 - Interruptor de aire
5 - Mango de la pinza
6 - Tornillo de fijación del cable
7 - Interfaz de cables
8 - Conector de aire comprimido
3. Manguera combinada eléctrico-aire
La nueva manguera combinada eléctrico-aire se muestra en la Figura 8-4.
1 - Tubo de muelle
2 - Alambre de acero adicional externo
3 – Sujeción Tubo de goma
4 - Conductor multifilar
La varilla de carbono es el principal material consumible en las operaciones de ranurado por arco de carbono. Su función es conducir la electricidad y encender el arco.
El tipo más utilizado es la varilla de carbón sólido recubierta de cobre.
Existen dos tipos de varillas de carbono: redondas y planas. Las varillas de carbono redondas se utilizan principalmente para limpiar las raíces de soldadura en la parte posterior de los cordones de soldadura o para eliminar defectos durante la reparación de soldaduras. Las varillas de carbono planas, con su gubia más ancha, pueden utilizarse para biselar o cortar hierro fundido, acero aleado y metales no férreos.
Los requisitos para las varillas de carbono son:
1. Buena conductividad eléctrica
2. Resistencia a altas temperaturas
3. La varilla de carbono debe tener un cierto grado de resistencia.
Los parámetros del proceso de ranurado por arco de carbono incluyen la polaridad de la fuente de energía, el diámetro y la corriente de la varilla de carbono, el diámetro y el grosor de la placa de la varilla de carbono, la longitud de la protuberancia de la varilla de carbono, el ángulo de inclinación de la varilla de carbono, la presión del aire comprimido, la longitud del arco y la velocidad de ranurado.
1. Polaridad de la fuente de alimentación
Para el ranurado con arco de carbono de acero de bajo contenido en carbono, acero de baja aleación y acero inoxidable, se utiliza corriente continua de polaridad inversa.
2. Diámetro y corriente de la varilla de carbono
3. Diámetro de la varilla de carbono y espesor de la placa
La relación entre el diámetro de la varilla de carbono y el espesor de la placa se muestra en la Tabla 8-3.
Relación entre el diámetro de la varilla de carbono y el espesor de la placa (unidad: mm)
| Chapa de acero espesor | Diámetro de la varilla de carbono | Espesor de la chapa de acero | Diámetro de la varilla de carbono |
| 3 | 8-12 | 6-7 | |
| 4-6 | 4 | >10 | 7-10 |
| 6-8 | 5-6 | >15 | 10 |
Lo ideal es que el diámetro de la varilla de carbono sea de 2 a 4 mm menor que la anchura necesaria de la ranura.
4. Longitud de la extensión de la varilla de carbono
La longitud de la extensión de la varilla de carbono se refiere a la distancia desde la boquilla conductora hasta el punto final de la varilla de carbono, como se muestra en la Figura 8-6. La longitud de extensión típica oscila entre 80 y 100 mm.
5. Ángulo de inclinación de la barra de carbono
El ángulo entre la varilla de carbono y la pieza de trabajo a lo largo de la dirección del ranurado por aire con arco de carbono se denomina ángulo de inclinación de la varilla de carbono. Generalmente, un ranurado manual con aire de arco de carbono utiliza un ángulo de inclinación de aproximadamente 25° a 45°. El ángulo de inclinación de la varilla de carbono se ilustra en la Figura 8-7.
6. Presión del aire comprimido
La presión requerida para el aire comprimido suele oscilar entre 0,4 y 0,6 MPa.
7. Longitud del arco
Durante la operación, es aconsejable utilizar un arco corto con una longitud típica de aproximadamente 1 a 2 mm.
8. Velocidad de cepillado
Por lo general, se considera adecuada una velocidad de cepillado de aproximadamente 0,5 a 1,2 m/min.
1. Operaciones básicas
(1) Preparativos antes del gubiado
(2) Golpear el arco
(3) Gubia
2. Biselado
En primer lugar, debe elegirse la anchura de la ranura en forma de U en función del grosor de la chapa y, a continuación, determinar el diámetro de la varilla de carbono y la corriente de ranurado.
Tenga en cuenta que la línea central de la varilla de carbono debe coincidir con la línea central del bisel. Si estas dos líneas centrales no coinciden, la forma del bisel ranurado será asimétrica.
3. Eliminación de la raíz de la soldadura
Los soldadores deben seleccionar los parámetros de proceso adecuados en función de los distintos materiales y espesores. Debe tenerse en cuenta que el interior costura de soldadura por lo general deben soldarse en primer lugar para evitar la necesidad de utilizar el ranurado con arco de carbono para eliminar la raíz interna de la soldadura.
Al eliminar la raíz de soldadura exterior, el metal fundido siempre se sopla hacia abajo. Al eliminar la raíz de soldadura en chapas más gruesas, pueden ser necesarias varias pasadas de ranurado para cumplir los requisitos.
4. Defectos de soldadura
Para eliminar los defectos de soldadura, la corriente de ranurado debe ser ligeramente inferior. Durante el proceso de ranurado, cuando el defecto se hace visible, se debe volver a ranurar ligeramente hasta eliminar todos los defectos por completo.
1. Inclusión de carbono
2. Inclusión de escoria
3. Manchas de cobre
4. Tamaño y forma irregulares de la gubia
Después de procesar el acero de bajo contenido en carbono con ranurado por arco de carbono, no afecta a su soldabilidad.
Para los tipos de acero con un límite elástico entre 450 y 600 MPa, y los que tienen un grosor o una rigidez estructural considerables, es necesario un precalentamiento antes del ranurado con arco de carbono. El sitio temperatura de precalentamiento debe ser igual o ligeramente superior a la temperatura de precalentamiento durante la soldadura.
Debe tenerse en cuenta la singularidad del ranurado con arco de carbono en acero inoxidable. Evite dañar la superficie de contacto del medio con las salpicaduras del ranurado por arco de carbono. Asegúrese de que la ranura de ranurado por arco de carbono se mantiene alejada de la superficie de contacto del medio.
Para evitar el impacto en el acero inoxidable del corrosión intergranular resistencia, el acero inoxidable de muy bajo contenido en carbono, que está en contacto con medios altamente corrosivos, no debe utilizar el ranurado por arco de carbono para la eliminación de raíces. En su lugar, debe adoptarse el esmerilado angular.
1) Los operarios deben llevar un equipo de protección individual acorde con las características y exigencias del trabajo.
2) Compruebe si la máquina de soldar está correctamente conectada a tierra; asegúrese de que el aislamiento en los puntos de conexión es bueno. Inspeccione si las juntas de las tuberías de aire comprimido son seguras.
3) Realice una verificación de seguridad de la pieza que se va a ranurar. No se deben ranurar tuberías ni recipientes cerrados. Los objetos desconocidos deben inspeccionarse previamente y confirmarse que son seguros antes de la operación. El lugar de trabajo debe inspeccionarse minuciosamente; los materiales inflamables y explosivos están estrictamente prohibidos en un radio de 10 m para evitar riesgos de incendio.
4) La dirección del flujo de aire no debe estar orientada hacia las personas durante el funcionamiento. El trabajo al aire libre debe realizarse a favor del viento. Se prohíbe el funcionamiento con lluvia o nieve para evitar descargas eléctricas.
5) El ranurado por arco de carbono produce mucho polvo y humo. Debe mejorarse la ventilación en el lugar de trabajo. Cuando se opere en el interior de un contenedor, deben aplicarse medidas de ventilación, eliminación de humo y polvo. Una persona designada debe supervisar la operación para evitar intoxicaciones o asfixias.
6) Una vez finalizado el trabajo, se debe cortar la alimentación eléctrica, cerrar el compresor de aire o el interruptor de la tubería de aire, limpiar el lugar de trabajo y, sólo después de asegurarse de que no hay fuentes de ignición, el operario puede abandonar el lugar.
7) Las demás medidas de seguridad son las mismas que para el bastón general soldadura por arco.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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