HILO FORRADO SIN ESCORIA PARA SOLDAR EN POSICIÓN VERTICAL DESCENDENTE.

Hilo forrado de soldadura sin escoria que comprende una envoltura metálica externa y elementos de relleno contenidos en dicha envoltura metálica,

conteniendo dichos elementos de relleno hierro y representando de 8 a 27% de la masa total del hilo, caracterizado por que la cantidad total de calcio contenido en el hilo representa de 100 ppm a 0,14% de la masa total del hilo o de 0,035% a 1,8% en peso de la masa de los elementos de relleno.

Hilo forrado sin escoria para soldar en posición vertical descendente La presente invención se refiere a un hilo forrado de soldadura del tipo " sin escoria " y un procedimiento de soldadura por arco que utiliza dicho hilo con polaridad negativa, adaptado en particular a una soldadura en posición 5 vertical descendente.

Los hilos forrados de tipo "sin escoria" utilizados en soldadura por arco constan de una funda de metal formada o a partir de un fleje u hoja metalica o a partir de un tubo soldado y un nucleo central constituido casi esencialmente por polvos metalicos, corrientemente denominado relleno, principalmente de hierro, aleaciones de hierro y eventualmente cantidades muy pequenas de polvos minerales que contienen productos ionizantes.

Estos hilos forrados se denominan "sin escoria " o " de alma metalica " (metal cored en ingles) .

Para la soldadura de posición, este tipo de hilo forrado cuando se aplica con una protección gaseosa durante una operación de soldadura en posición vertical descendente por transferencia con pulverización, es decir por fuertes intensidades de corriente de soldadura, es el que presenta las mejores prestaciones en terminos de productividad pero sin ser totalmente satisfactorio.

En efecto, la utilización de estos hilos forrados "sin escoria" para aplicaciones en astilleros, colocaciones de gasoductos en el mar o en tierra, en una operación de soldadura en posición vertical descendente, plantea los problemas de adherencia del bano de metal fundido por las fuertes intensidades de corriente, es decir tipicamente mas de aproximadamente 200 A y limita entonces los resultados en terminos de productividad, teniendo en cuenta que es habitual soldar poniendo el hilo en polaridad positiva.

Durante la soldadura de posición, el factor limitante de la productividad es la velocidad maxima, a fuerte intensidad de corriente, para la que el soldador puede controlar el bano de metal fundido para obtener el perfil del cord6n de soldadura deseado a la vez que se conservan las buenas propiedades del metal fundido.

El problema de adherencia del bano para velocidades de soldadura superiores a 40 cmNmin, debido a una fluidez demasiado grande del metal fundido, conduce a riesgos de inclusiones en la unión, a una fusión incompleta y a irregularidades de penetración. Ademas, se constata una reducida productividad debido, en parte, a una perdida de metal que se contrae durante la soldadura.

Para remediarlo, en general es necesario reducir la intensidad de soldadura hasta obtener la forma del cord6n deseada pero esto se hace en detrimento de la productividad.

Sin embargo, hay que destacar que algunos hilos de soldadura existentes no permiten dicha reducción de intensidad ya que eso ocasionaria un riesgo de situarse en el regimen de transferencia denominado "globular", en el que la fusión del hilo se hace en forma de grandes gotas, lo que contribuye a la formación de proyecciones importantes, por tanto a un deterioro de la calidad de la soldadura.

En soldadura con polaridad negativa, es decir con el polo negativo de la fuente de corriente asociada al hilo, la energia calorifica sirve para fundir el hilo mas bien que recalentar la placa. Se sabe, en este caso, que el metal que se funde se enfria mas deprisa, lo que los soldadores denominan un "bano frio". La frecuencia de las gotas es tambien mas rapida y estas son por lo tanto mas pequenas.

Sin embargo, la soldadura con polaridad negativa no es apreciada por los usuarios ya que conduce a dificultades de penetración y a un riesgo elevado de inclusiones.

Sin embargo, esta dificultad encontrada por los soldadores esta asociada a la utilización de hilos macizos ya que con estos hilos macizos, para una intensidad determinada, la velocidad de fusión del hilo es mas importante cuando este tiene polaridad negativa con respecto a la polaridad positiva de modo que con polaridad negativa al hilo, para una energia de soldadura determinada (UIN s) , la proporción de hilo electrodo en el metal fundido con respecto al metal de base es mas importante que con polaridad positiva, la penetración es mas reducida y el riesgo de defecto de soldadura de tipo "encolado" aumenta. Si esta constatación es verdadera con hilos macizos, no siempre lo es con 45 hilos forrados ya que ciertos constituyentes del relleno pueden modificar la relación de las velocidades de fusión entre las polaridades negativa y positiva de modo que la reticencia de los soldadores a utilizar la polaridad negativa que resulta de su experiencia con hilo macizo no esta forzosamente justificada con un hilo forrado.

Se conoce, por otra parte, el documento US-A-5.192.851 que describe hilos forrados para la soldadura con arco pulsado que contienen compuestos que forman escoria y cuyos elementos de relleno representan de 15 a 28% de la 50 masa total del hilo.

De ahi, el problema que se plantea es mejorar la productividad de un procedimiento de soldadura con arco utilizando 2

un hilo forrado "sin escoria" bajo protección gaseosa, especialmente cuando el ensamblaje que se tiene que realizar se encuentra en una posición distinta de la posición denominada "de plano", en particular durante una soldadura en posición vertical descendente.

Dicho de otro modo, la presente invención se refiere por tanto a proponer un hilo de soldadura mejorado que permite obtener una ganancia de tiempo durante la realización del cord6n de soldadura, una reducción del tiempo de amoladura, un aumento de la cantidad de metal depositado por unidad de tiempo y una disminución del numero de reparaciones de la soldadura, es decir, menos defectos, especialmente proyecciones.

La disolución de la invención es entonces un hilo forrado de soldadura que comprende una envoltura metalica externa y elementos de relleno contenidos en dicha envoltura metalica, conteniendo dichos elementos de relleno hierro y representando de 8 a 27% de la masa total del hilo, caracterizado por que la cantidad total de calcio contenida en el hilo representa de 100 ppm a 0, 14% de la masa total del hilo o de 0, 035% a 1, 8% en peso de la masa de los elementos de relleno.

Segun el caso, el hilo forrado de la invención puede comprender una o varias de las caracteristicas siguientes: -el calcio proviene del metal constitutivo del hilo forrado yNo del relleno del hilo forrado. -la cantidad total de calcio contenido en el hilo representa de 500 ppm a 0, 13% de la masa total del hilo, preferiblemente menos de 0, 12% de la masa total del hilo.

- la cantidad total de calcio contenido en el hilo representa menos del 1, 7% en peso de la masa de los elementos de relleno. -Ia envoltura metalica externa esta formada por al menos 90% en peso de hierro. -el calcio esta en forma de una o varias aleaciones metalicas yNo en forma mineral. -los elementos de relleno representan de 9 a 22% de la masa total del hilo, preferiblemente de 10 a 20%. -los elementos de relleno contienen uno o varios elementos elegidos entre polvo de hierro, constituyentes de elementos desoxidantes, elementos de aleación y agentes estabilizantes de arco. -contiene de 0, 010% a 0, 25% de carbono (% del peso del hilo) , 0, 10% a 1, 85% de silicio, 1% a 2, 9% de manganeso, 0, 001% a 0, 03% de azufre, 0, 001% a 0, 1% de aluminio, 0, 001% a 0, 2% de titanio yNo 1 a 150 ppm de boro. En particular, el titanio y el boro se pueden anadir para favorecer la formación de ferrita acicular y mejorar por lo tanto el nivel de resistencia de la soldadura. -contiene menos de 2, 8% de manganeso, preferiblemente incluso menos de 2, 7% de manganeso, -contiene menos de 0, 09% de aluminio, -el diametro del hilo esta comprendido entre 0, 8 mm y 2, 4 mm, preferiblemente entre 1 y 2 mm. -los elementos metalicos desoxidantes se eligen entre Fe-Mn y Fe-Si. -los elementos de aleación contienen niquel, cromo yNo molibdeno. Estos se pueden anadir en el caso de una soldadura de piezas de acero debilmente aleado, incluso fuertemente aleado. -los elementos estabilizantes de arco se eligen entre Na y K. -el hilo esta formado por un fleje o un tubo lleno de elementos de relleno. La invención se refiere tambien a un procedimiento de soldadura de arco bajo flujo gaseoso que aplica un hilo forrado con polaridad negativa segun la invención, en particular para una soldadura en posición vertical descendente. Preferiblemente, se utiliza como flujo gaseoso un gas inerte o una mezcla de gases inertes, tales como arg6n, helio o una mezcla de arg6n y helio o un gas oxidante, tal como CO2 o una mezcla de gases inertes y oxidantes, tal como arg6n yNo helio con... [Seguir leyendo]

1. Hilo forrado de soldadura sin escoria que comprende una envoltura metalica externa y elementos de relleno contenidos en dicha envoltura metalica, conteniendo dichos elementos de relleno hierro y representando de 8 a 27% de la masa total del hilo, caracterizado por que la cantidad total de calcio contenido en el hilo representa de 100 ppm a 0, 14% de la masa total del hilo o de 0, 035% a 1, 8% en peso de la masa de los elementos de relleno.

2. Hilo segun la reivindicación 1, caracterizado por que la cantidad total de calcio contenido en el hilo representa menos del 1, 7% en peso de la masa de los elementos de relleno yNo de 500 ppm al 0, 13% de la masa total del hilo, preferiblemente menor que 0, 12% de la masa total del hilo.

3. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 6 2, caracterizado por que la envoltura metalica externa esta constituida por al menos el 90% en peso de hierro.

4. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el calcio esta en forma de una o varias aleaciones metalicas yNo en forma mineral.

5. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los elementos de relleno representan de 9 a 22% de la masa total del hilo, preferiblemente de 10 a 20%.

6. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los elementos de relleno contienen uno

o varios elementos elegidos entre polvo de hierro, constituyentes de elementos desoxidantes, elementos de aleación y agentes estabilizantes de arco.

7. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que contiene: -0, 010% a 0, 25% de carbono, -0, 10% a 1, 85% de silicio, -1% a 2, 9% de manganeso, preferiblemente menos de 2, 8% de manganeso, preferiblemente incluso menos de 2, 7% de manganeso, -0, 001% a 0, 03% de azufre, -0, 001% a 0, 1% de aluminio, preferiblemente menos de 0, 09% de aluminio, -0, 001% a 0, 2% de titanio yNo -1 a 150 ppm de boro.

8. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que contiene Si-Mn, Fe-Mn yNo Fe-Si.

9. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que contiene niquel, cromo yNo molibdeno.

10. Hilo segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que contiene Na yNo K.

11. Procedimiento de soldadura con arco bajo flujo gaseoso que aplica un hilo forrado con polaridad negativa segun una de las reivindicaciones 1 a 10, para realizar al menos una unión de soldadura sobre una o varias piezas para soldar, preferiblemente la soldadura se realiza en posición vertical descendente.