soldadura del mantenimient.pdf

8/17/2019 SOLDADURA DEL MANTENIMIENT.pdf

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SOLDADURA DEL

MANTENIMIENTOINGENIERIA DE

MANTENIMIENTO


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Unidad

1.

Introducción a la

Soldadura

• La soldadura como proceso de fabricación

.

• La soldadura como proceso de mantenimiento.

• Aplicaciones

de la

soldadura

• Tipos

de juntas y soldaduras

.

• Posiciones de soldadura

.

• Simbología

de

Soldadura

• Fuentes de Energía, tipos, componentes y

selección

• La seguridad en la soldadura

.

• Seguridad

en el laboratorio

.

• Seguridad en el campo. Inspectores de soldadura

.

• Riesgos de soldadura y precauciones de

seguridad

• Normas de seguridad básicas

.

• Taller

pedagógico


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Historia

:

La

historia

de

la

unión

de

metales

se

remonta

a

varios

miles

de

años,

con

lo

ejemplos

de

soldadura

desde

la

edad

de

bronce

y

la

edad

de

hierro

en

E

Oriente

Medio

. La

Edad

Media

trajo

avances

en

la

soldadura

de

fragua,

co

herreros

repetidamente

golpeaban

y

calentaban

el

metal

hasta

que

ocurría

l

L

os

precursores

de

la

soldadura

a

Sir

Humphrey

Davy

quien

descubrió

el

ar

en

1801

y

a

Auguste

De

Meritens

con

su

primera

soldadora

por

arco

eléctric

Primeros

Avances

Cronológicamente

el

desarrollo

de

la

Soldadura

fue

:

·

Soldadura

por

Forja·

Soldadura

por

Gas

·

Soldadura

al

Arco

Eléctrico

·

Soldadura

por

Resistencia


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Definiciones

:

La

palabra

soldadura

proviene

del

latín

solidare

=

unión,

hacer

uno

sólo

Según

la

Real

Academia

Española

(RAE)

se

refiere

al

proceso

y

el

resultado

de

decir

establecer

la

unión

sólida

entre

dos

materiales

con

un

material

de

iguales

características

al

material

base

.

Según la

AWS

es

la

unión

de

dos

o

mas

piezas

de

metales

o

termoplás

coalescencia

(fusión)

localizada,

en

donde

esa

aglutinación

se

produce

por

cal

a

temperaturas

adecuadas

con

o

sin

la

aplicación

de

presión

y

con

o

sin

m

aporte

.

En

un

sentido

más

amplio,

soldar

consiste

en

enmendar

o

reparar

algo

.

La

soldadura

como

proceso

de

fabricación

Es

en

donde

se

realiza

la

unión

de

dos

o

más

piezas

de

un

material,

para

forma

,

equipos,

estructuras,

etc

.

,

destinadas

a

cumplir

con

una

determinada

función

.


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LA SOLDADURA COMO PROCESO DE FABRICACIÓN


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La soldadura como proceso de mantenimiento

El desgaste de piezas metálicas de equipos utilizados en industrias

cementera, maderera y astilleros, es un problema bastante com

cuando la pieza o una parte de la misma se desgasta y se deform

que no puede trabajar adecuadamente.

Para evitar esto, las piezas pueden ser recubiertas antes de utilizars

así, las condiciones ideales de servicio por más tiempo a través d

retrasando su desgaste

Luego, para las piezas que ya presentan desgaste, sea por abrasión, choques repetidos, erosión, corrosión o cavitación, se pu

es decir, llevadas a su geometría original, mediante soldadura de

para posteriormente ser recubiertas, entregándoles cualidades antid


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APLICACIONES DE LA SOLDADUR

• Construcción de puentes, edificios

• Producción de tuberías, recipientes, calderas, tanques

• Construcción naval

• Industria aeronáutica y espacial

• Automóviles, ferrocarriles, etc.


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TIPOS BÁSICOS DE JUNTAS SOLDADSOLDADURAS


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Tipos de uniones (según la forma de la unión)

• Unión “a tope” • Unión “a solape”

• Unión “en esquina” • Unión “en T”

• Unión “de canto”


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Tipos de soldaduras (según la forma de la unión)

• Soldaduras “a tope” sobre uniones “a tope”

• Soldaduras “en ángulo” sobre uniones “en esquina”, “en T” o “a solape”

La preparación de borde

en chaflán facilita la

penetración.

• Soldaduras “de tapón” y “en ojal” sobre uniones “a solape”

Soldaduras “de tapón” Soldaduras “en ojal”

En ambos casos se taladr

de las piezas y se rellenacompletamente el taladro

soldadura. No son soldad

“en angulo” dentro del agu

• Soldaduras “por puntos” sobre uniones “a solape”

Soldaduras “por puntos”

realizadas por soldadurapor resistencia eléctrica

Soldaduras “por puntos”

realizadas por soldadurapor arco eléctrico


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Tipos de soldaduras (según la forma de la unión)

• Soldaduras “de costura” sobre uniones “a solape”

Soldadura “de costura”

realizada por soldadura

por resistencia eléctrica



por haz de electrones



por arco eléctrico

• Soldaduras “de tubería” sobre uniones “en T” de tubería

Soldadura “en T” aplicada a tubería: todo alrededor de la unión,implica ir cambiando de posición según se recorre la unión, con e

fin de mantener los ángulos de trabajo y avance adecuados.

• Soldaduras “de recargue” no se aplica en uniones, sino sobre superficies

Se aplica para reparar la superficie de una pieza, o para obtener

unas dimensiones y/o propiedades determinadas en la superficie

una pieza.


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Preparación de bordes

Formas más habituales de preparación de bordes:

• Sin preparación de bordes (chaflán plano simple)

• Chaflán en bisel simple o en Y y en bisel doble o en K

• Chaflán en V simple y en V doble

• Chaflán en J simple y en J doble

• Chaflán en U simple y en U doble

• Canto redondeado

• Chaflán escarpado


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TIPOS DE UNIONES O JUNTAS


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POSICIONES MAS COMUNES DE LA SOLDADURA

PARA PLACAS AWS D1.1/D1.1M:2010

Soldadura tipo ranura


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Para soldadura tipo fillete


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Para soldadura tipo ranura para tubos y tubosde pequeños diámetros (pipe y Tubing)


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POSICIONES MAS COMUNES

Para tubos


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SIMBOLOGÍA

La simbología en la especificación de trabajos de soldaduruna forma clara, precisa y ordenada de entregar informa

de operación. Existe para ello una simbología estándar qu

sido adoptada para la mayoría de los procesos de soldadu

A continuación se muestran los diferentes significados existen en una simbología de soldadura.


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30/71

• Simbología para soldaduras a realizar


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ensayos END


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E a i a


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FUENTES DE ENRGÍA PARA SOLDADURA

La fuente e energía para soldadura generalmente puede ser: Un

gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, Una fuente

de ultrasonido, calor (aluminotérmica), etc.

La selección de una fuente de energía debe ser eficiente,potente, fácil de manejar y lo más importante, adecuado a las

necesidades para soldar.

Un primer paso es entender las necesidades internas, materiales

a ser soldados, el uso o no uso de material.

selecde e

• Examina• Espesor • Uso de M

no.• Lugar

• Realza

soldad

• Procesorealzar


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TIPOS DE EQUIPOS PARA SOLDADURA (Por arco)

Las máquinas de soldar son clasificadas con diferentes

criterios. Se adopta la siguiente clasificación:

Máquinas estáticas

• Transformadores.

• Rectificadores.

• Transformadores - Rectificadores

Máquinas rotativas (convertidores)

• De Motor eléctrico.• De Motor a combustión interna,

1. a gasolina.

2. a petróleo (Diésel).

Componentes de

soldadura por arc

Para procesosSMAW,

GMAW,

GTAW,

FCAW,SAW


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SELECCIÓN

DE

EQUIPO

DE

SOLDADURA


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SELECCIÓN DE EQUIPO DE SOLDADURA

Consideraciones a tomar en cuenta:

La potencia o amperaje

Ciclo de trabajo

Tipo de corriente AC,CC,CD, mixtas.

Voltaje de alimentación

Marca (Opcional)


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Ciclo de trabajo

• Se define como el porcentaje de tiempo, durante el cual la máquina de

suministrar corriente nominal a la carga. Este ciclo de trabajo se determ

sobre 10 minutos, de modo tal que, por ejemplo para una fuente con un ciclo

trabajo del 60%, la misma debe ser capaz de entregar la corriente nomidurante 6 minutos de cada 10. Para procesos automáticos, el ciclo de trabajo

especifica normalmente en 100%. (La Norma NEMA (National Electri

Manufacturers Association)

Ejemplo: Si se tiene un equipo que suministra una intensidad de 160 A y un ci

de trabajo o tasa de utilización del 50%, quiere decir después del consumo cada electrodo con un tiempo aproximado de 3minutos el aparato debe repos

durante otros tres minutos (50% trabaja y 50% reposa).

SELECCIÓN

DE

EQUIPO

DE

SOLDADURA


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Para un nuevo ciclo de servicio a una capacidad de salida diferente de

nominal o para determinar una salida diferente de la nominal a un nuevo ciclo

servicio especifico se tiene la siguiente relación de la nominal


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Ejemplo:

El ciclo de trabajo de toda máquina de soldar esta basada en un intervalo de 10

Si ésta máquina esta diseñada para proporcionar 250 amperes de soldadura al 4de trabajo, esto quiere decir que la máquina puede ser operada con seguridcorriente de 250 amperes durante 4 minutos, descansando los próximos 6 para a medida que se reduce la corriente de salida de la máquina el ciclo de trabaQue tiempo de soldadura se necesita para un 60% de ciclo de trabajo


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Voltaje de alimentación

Es la tensión medida en voltios (V) en el secundario del transformador que

entre 40V y 100 V; esta tensión V° (tensión de vacío) es la que puede medir

cuando no tiene ninguna carga.

Potencia real de la maquina

Es la potencia que la máquina es capaz de desarrollar y permite comprobar c

formula P= UxI que dos aparatos aparentemente idénticos no lo son

características deben figurar en la placa descriptiva del aparato que coloca cad

Ejemplo.

Se tiene dos equipos ambos tienen una potencia máxima de 180 A, la tención

45 V y 60 V respectivamente. (a) Comprobar si las dos maquinas tiene igu

reales, (b) Cual de la maquinas tiene mayor potencia, (c) Cual de las máquinas

de cebar, y utilizar mayor gama de electrodos (b) Cual de las máquinas es mejo

Ejemplo

:


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Se tiene una máquina de soldar cuyo ciclo de servicio es del 50%, la tensión devacío es de 50 V. La potencia real es de 9000VA; Intervalo de tiempo de ciclo deminutos. Determine: (a) Durante que tiempo se debe realizar los ciclos de operacpara los 10 minutos; (b) Que amperaje de operación se necesita para un ciclo de y cada que tiempo debe descansar la máquina.

Ejemplo:

Se tiene una máquina de soldar cuyo ciclo de servicio es del 40%, la tensión de alvacío es de 60 V. La potencia real es de 15000VA; Intervalo de tiempo de ciclo de10 minutos. Determine: (a) Durante que tiempo se debe realizar los ciclos de soldadura para los 10 minutos; (b) Que ciclo de trabajo se necesita para de soldadura para un amperaje 200 A, y cada que tiempo debe descansar la máquina.


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LA

SEGURIDAD

EN

LA

SOLDADURA

POR

ARCO


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Introducción

La soldadura por arco es una ocupación segura cuando se toman las medidas s

salvaguardar de posibles riesgos al soldador.

• Cuando se pasan por alto o se ignoran estas medidas, sin embargo, los soldencontrarse con peligros como el de choque eléctrico, sobreexposición a h

radiación de arco, e incendio y explosión, que pueden provocar lesiones graves

• Los procedimientos de seguridad que son obligatorios como aquellos basados e

de taller permitirá mantener protegido al soldador de posibles riesgos.

recomendable informarse o leer normas de seguridad industrial y salud ocupac

que permitan la seguridad en el trabajo. Una norma de seguridad es por ejemplo

Z49.1, u otras publicaciones que se refieren al tema para obtener información

sobre temas específicos de la seguridad en la soldadura por arco, así como las i

los fabricantes y las Hojas de Datos de Seguridad del Material (MSDS).

Riesgos

por

soldadura


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Riesgos por soldadura

Identificación de riesgos

En la evaluación del puesto del soldador respecto a riesgos, los mas relevant

en cuenta son:

Contaminantes químicos:

a. Humos metálicos.

b. Gases.

c. Contaminantes existentes en el soldeo de piezas con recubrimiento.

Contaminantes físicos:

a. Radiaciones no ionizantes.

b. Ruido.

c. Calor.

Humos

metálicos

.


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A continuación se especifican en una lista, las sustancias más comunes presentes en los humos

personas:

Bario (Ba): La inhalación de oxido de bario produce irritación en nariz y garganta, nauseas, vóm

problemas cardiacos, fatiga muscular y calambres.

Berilio (Be): Altamente tóxico en su forma metálica o como compuesto; ejemplo: oxido de berilialeaciones de cobre, puede causar beriliosis, una enfermedad pulmonar .

Calcio (Ca): Aparece en los humos de soldadura en forma de óxidos al soldar con electrodos básico

con fundente básico. En concentraciones altas de oxido de calcio; irritación de mucosas, pero no

durante la soldadura.

Cromo (Cr): Al soldar aceros aleados al cromo, como aceros inoxidables, se forma cromo trivalente y

oxidación. Ambas formas irritan las membranas, causan fiebre metálica, afectan las vías respirator

cromo hexavalente aumenta el riesgo de cáncer (tiene la categoría A1). Este se forma principalmente a

revestidos.

Cobre (Cu): Presente tanto en el metal base como en el de aportación, produce al ser inhalado,

enfermedad pulmonar llamada “copperosis”.

Flúor (F): Los compuestos derivados del flúor se forman durante la soldadura con electrodos bá

alambres tubulares básicos. Su inhalación produce irritación leve del tracto respiratorio y envenenam

crónico.

Sustancias

toxicas presentes

en

humos

de

soldadura


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p

Hierro (Fe): El óxido de hierro se presenta en el humo al soldar metales ferrosos. La exposición prolo

provoca, trastornos pulmonares y siderosis. La siderosis se detiene al cesar la exposición al óxido de h

Plomo (Pb): Es escaso en los humos de soldadura, excepto al soldar chapas con ciertos tratamientos

aparece como un compuesto en el revestimiento de los electrodos. Su aspiración causa dolores de

musculares, calambres, inapetencia y adelgazamiento. En altas concentraciones provoca anemia y pé

Manganeso (Mn): Elemento aleante en aceros y electrodos. El humo conteniendo altas concentrac

tóxico. Los síntomas de envenenamiento son: irritación de las mucosas, temblor, rigidez muscular, de

de la capacidad muscular . El sistema nervioso y el respiratorio pueden verse afectado. También

metálica.

Molibdeno (Mb): El respirar humos que lo contengan puede irritar los órganos respiratorios. La expos

causar dolores articulares y daños al hígado.Níquel (Ni): Se presenta principalmente en los aceros inoxidables y su óxido puede causar

neumoconiosis.

Silicio (Si): Algunas formas de óxido (cuarzo) pueden provocar silicosis. Sin embargo no existen evid

en concentraciones nocivas en los humos de soldadura.

Gases

C

oncentraciones de dióxido de nitróg


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Hay dos tipos de riesgos asociados a las

operaciones de soldeo asociados a los gases.

- Gases tóxicos.

- Gases asfixiantes.

Gases tóxicos.

- Monóxido de Carbono

- Óxidos de nitrógeno

- Ozono.-Las personas inhalamos aire que

contiene ozono en concentraciones

inferiores a 0,05 ppm.

interior y exterior del casco de solda

SMAW, FCAW Y GMAW


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Gases asfixiantes

- Los gases de protección se emplean con los procesos GTAW, GMAW

más comunes son argón, helio y dióxido de carbono.

- El volumen del gas de protección depende del proceso y de las con

soldeo, encontrándose normalmente en el rango de los 10 a 25 litros/mi

es posible en cualquiera de dichos gases.

- El aire respirable contiene 21% de O2 y la vida es posible sin problem

mínimo del 19%. Con el 16% de O2 el nivel es insuficiente para manten

CONTAMINANTES

FISICOS


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CONTAMINANTES FISICOS

- Radiaciones no ionizantes

- Ruido

- Calor

Ruido


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Ruido

Efectos del ruido sobre las personas La exposición al ruido produce sobre las perso

una serie de alteraciones diversas, que pueden clasificarse en tres grupos:

• Efectos psicológicos.-El ruido aumenta la irritabilidad y la agresividad de las perso

y produce alteraciones del sueño en las mismas.

• Interferencias conversacionales.-Dentro del segundo tipo citado, las interferencias e

comunicación dan lugar a errores en la transmisión de órdenes, y a una disminución

la seguridad en el puesto de trabajo.

• Efectos fisiológicos.- Entre los efectos fisiológicos, se ha comprobado que el ru

produce un aumento de la presión sanguínea, acelera la actividad cardiaca, modific

circulación periférica, eleva el metabolismo, y produce trastornos digestivos. Hay cutipos de daños:

auditivo, la sordera temporal, y la sordera permanente, presbiacusia ( sordera aume

con la edad)


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• El audiograma no es absolutamentetípica pero siempre presenta el pico de

4.000 Hz que es típico de la sordera

profesional.

Calor


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Las radiaciones que emite el arco eléctrico (UV, infrarrojas) por calor son tan intensas q

producir quemaduras en la piel del soldador.

Los factores que determinan un ambiente térmico y que son causantes del grado de conmismo son: temperatura seca, humedad del aire, temperatura radiante media, velocidad d

del cuerpo y ropa.

Se estima con temperaturas entre los 21 y los 26 °C y humedades entre 30 y 60% son

personal.

MEDIDAS

PREVENTIVAS


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MEDIDAS PREVENTIVAS

Contaminantes Físicos

Radiaciones no ionizantes

Pantallas de cabeza.

Partes de las que consta una pantalla son:

Cuerpo de la pantalla. Armazón rígido y opaco que debe cubrir por completo toda la ca

el fin de evitar las quemaduras originadas por los rayos U. V.

Filtros. Cristales inactínicos que se sitúan en una placa soporte. Situada sobre el ángulo v

clasificadas según el grado de protección.

Identificación de los oculares filtrantes. Se efectúa según la Norma Técnica Reglamentaria

y con una anchura no superior a 5 mm.

La producción de lasradiaciones dependedirectamente del proceso


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directamente del procesode soldadura al arco y laintensidad empleada, laelección del filtro adecuadose vera supeditado a estasmagnitudes.


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Actualmente el diseño de las caretas persigue mejorar lascondiciones de trabajo del soldador.

Las nuevas pantallas que salen al mercado incorporanfiltros electrónicos que se oscurecen instantáneamente alaparecer el arco eléctrico (polarizados).Estos filtros son cristales líquidos, cuyas moléculas enposición normal, se encuentran en reposo con sus ejes enparalelo a las superficies externas de los displays.

Al aplicar un impulso de alto voltaje, las moléculas sepolarizan en la dirección adecuada con objeto de

oscurecer el filtro.

Con el uso de estas pantallas se pueden obtener diferentesventajas:


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• Mejorar la seguridad del soldador.・ Utilizando estos filtrosse pueden efectuar las operaciones de picado de escoriaque obligaban al operario a levantar la careta y, por tanto, ausar gafas de protección contra proyecciones debajo de lamisma.

・El operario en cada momento sabe donde va efectuar lasoldadura, con lo cual la careta no tendrá que levantarla paranada, disminuyendo la molestia que esto suponía.

• Mejorar la calidad del trabajo. Pudiendo llegar a acceder alugares difíciles sin necesidad de subir la careta.

・ Aumentando la producción.

LA

SEGURIDAD

EN

LA

SOLDADURA

Equipos de protección personal


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Equipos de protección personal

Ropa protectora

Mascaras protectoras

Protección de oídos (orejeras o tapones auditivos)

Inspección y mantenimiento de los equipos y la pieza de trabajo

Cuidado y limpieza del lugar de trabajo

Cilindros de gas

Campos eléctricos y magnéticos

Por Calor


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Diferentes formas de actuación contra el estrés térmico.

CONTAMINANTES QUíMICOS

Se tratan de las alternativas a la ventilación general para reducir el riesgo por inhalación de humos dPara ser efectivos tienen que ser diseñados para efectuar


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Para ser efectivos tienen que ser diseñados para efectuarun mínimo de 5 o 6 renovaciones/hora.Clases:• Ventilación o extracción localizada y puntual• Ventilación o extracción general y ambiental

Requisitos a cumplir por los equipos de extracción de humos.ExtracciónEl cabezal para la aspiración y el flujo de aire tienen que tener el diseño y dimensiones adecuadas pprocesos de soldadura protegidos por gas, la extracción de humos no debe de influir en la función del gasComodidad de utilizaciónEl equipo tiene que ser fácil de usar, el equipo ha de ser revisado y mantenido correctamente. Para motivha de ser fácil de trasladar y de utilizar.FlexibilidadLa inversión en el equipo de extracción de humos debe hacerse tomando en consideración el procedimconstrucciones a soldar y las áreas de trabajo.RecirculaciónEntre la gama de productos y sus aplicaciones de que se disponen hoy día los sistemas se tratan de dos los sistemas fijos extraen el humo hacia el exterior y el aire evacuado se repone con aire fresco procgrupos móviles y portátiles recirculan el humo a través de una filtración mecánica de las partículas. El rees posible calcularlo exactamente. Esto se debe a la dificultad de asegurar un funcionamiento eficaz de lde servicio.

El volumen de aire extraído puede variar entre 125 y 1.000 m^3/h por soldador, dependiensistema y los productos elegidos


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sistema y los productos elegidos.

Dispositivos para la extracción y boquillas.Los métodos existentes en el mercado son:

• Extracción mediante una toma integrada en la pistola.• Boquillas en mangueras de extracción desplazables.• Campanas colocadas en un brazo giratorio.• Campanas fijas o boquillas modificadas para que se adapten a la pieza.• Mesas de soldadura.


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Aplicaciones:• Como un punto de extracción en un sistema centralizado.• En pequeños talleres con poco soldadores.• En puestos fijos de soldadura.• Para soldadura TIG.


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Aplicaciones:• Como un punto de extracción en un siste• En pequeños talleres con poco soldadore• En puestos móviles de soldadura.• En recintos con poca ventilación y/o conf• Para soldadura TIG.


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Aplicaciones:

• En talleres con cierto s

• En puestos fijos de sol

• Escuelas de aprendiza


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