Guía de Fabricación de la Placa de Desgaste

Gamas de placas de Red Dog

Esta guía proporciona información práctica sobre cómo cortar, formar y fabricar placas recubiertas resistentes al desgaste Red Dog. A menos que se indique lo contrario, los procedimientos descritos se aplican a los grados de composición estándar de recubrimiento con sustratos de acero al carbono estructural. En su caso, se proporcionan instrucciones especiales para la placa de recubrimiento con, por ejemplo, sustratos de alta resistencia o de aleación de acero inoxidable.

Gamas de Placas de Red Dog

La gama de placas recubiertas Red Dog ha sido desarrollada para combatir la abrasión, la erosión y el impacto a temperatura ambiente o elevada. La gama comprende diferentes aleaciones de cromo o de carburo de tungsteno rígido depositadas sobre un sustrato de acero al carbono o de aleación.

El método recomendado para cortar la placa de recubrimiento es por arco de plasma, ya que los altos contenidos de cromo y carbono de la capa de recubrimiento endurecida impiden el uso de oxicombustible y la mayoría de los medios mecánicos. Las propiedades especiales de la aleación recubierta muy dura y un sustrato dúctil permiten que estos materiales se formen y fabriquen en formas complejas, incluidas curvas cóncavas o convexas.

Los revestimientos resistentes al desgaste pueden instalarse en estructuras utilizando una variedad de métodos, incluyendo soldadura de tapones, soldadura de pernos y atornillado. Las fabricaciones se pueden producir mediante soldadura convencional del sustrato de acero al carbono.

CORTE

La capa de revestimiento endurecido de aleación de carburo de tungsteno y cromo de Red Dog actúa como el acero inoxidable durante el corte. Esto impide el uso de cizallas convencionales o procesos de corte con llama de oxicombustible.

Allí se pueden utilizar métodos de corte:

  • Arco de plasma

  • Arco de carbono

  • Sierra abrasiva

DLP

Corte por arco de plasma

Las placas de recubrimiento, incluidas aquellas con sustratos especiales, se pueden cortar fácilmente con un soplete manual o montado en máquina utilizando procesos de arco de plasma con aire o gas inerte. Los sistemas típicos cuentan con una fuente de alimentación mínima de 150 amperios y cuanto mayor sea el amperaje empleado, mayor será la velocidad de corte.

Las placas de recubrimiento se pueden cortar desde cualquier lado, pero para acomodar el bisel natural creado por este proceso, se recomienda que el corte se realice desde el lado de la aleación. La velocidad de corte debe ajustarse para minimizar la acumulación de escoria en la parte inferior de la placa.

Corte de arco de carbono (Torchado)

Se requiere un suministro de aire comprimido y una fuente de alimentación de soldadura de corriente continua constante convencional, con un VCA mínimo de 60V (se recomienda 80V) para el corte y ranurado de arco de carbono. Es deseable un voltaje de arco en el rango de 35 a 56 voltios.

Los parámetros típicos para las varillas ranuradas recubiertas de cobre son:

Diámetro   Amperaje (Polaridad Inversa DC) Flujo Mínimo de Aire   Flujo de aire recomendado
Hasta 6.3mm 1/4” 250-400A 3cfm @ 40psi 100 l/min @ 3 Bar 9 cfm @ 80psi 300 l/min @ 6 Bar
9.5mm & más 3/8" 350-600A 6cfm @ 90psi 200 l/min @ 6 Bar 15 cfm @ 80psi 500 l/min 6 Bar

El corte debe llevarse a cabo desde el lado de acero al carbono de la placa marcando primero las líneas de corte y luego perforando los puntos para garantizar una visibilidad continua durante el proceso. Después de cortar las placas desde el lado del sustrato, todas las escorias deben eliminarse con un disco abrasivo.

Sierra Abrasiva

El corte en línea recta limitado también se puede lograr usando una sierra abrasiva (como se usa para cortar concreto) que se ajusta con una rueda de carburo de silicio.

FORMACIÓN EN FRÍO

La formación convexa tiene el efecto de aumentar y/o ampliar las grietas de alivio de tensión dentro del revestimiento de aleación. La experiencia muestra que esto no debería presentar problemas si no se supera el radio mínimo recomendado. Por encima de esta cifra hay una posibilidad creciente de astillado y propagación de grietas en el acero/sustrato de carburo. La formación cóncava pone el revestimiento de la aleación en compresión y el sustrato en tensión y tiene el efecto de cerrar las grietas de alivio de tensión dentro del revestimiento de la aleación. La alta resistencia a la compresión de la cubierta combinada con la ductilidad del sustrato permite que se formen diámetros muy pequeños.

La mayoría de las placas de revestimiento Red Dog de grado estándar pueden conformarse en frío en secciones curvas y cónicas utilizando rodillos o Plegadoras de presión. La Red Dog T214X sólo tiene una capacidad de forma limitada y una serie de grados especiales de cromo/tungsteno y carburo de tungsteno sólo se pueden usar como perfiles planos y fabricaciones.

Dirección de Rolado

Siempre que sea posible, las placas deben formarse con los cordones de soldadura alineados en la dirección del rolado. (Ver figura 1).

Diámetros Mínimos

El diámetro mínimo recomendado al que se puede formar la placa de recubrimiento Red Dog dependerá del grosor de la placa, el tipo de sustrato y si la curva es cóncava (revestimiento de aleación en el interior) o convexa (revestimiento de aleación en el exterior). Ver figura 2.

La siguiente tabla muestra los diámetros mínimos típicos para el formado en frío * de la placa T200X.

Grados Red Dog T200X Espesores nominales del sustrato Diámetro Mínimo Cóncavo Diámetro Mínimo Convexo
Recubrimientos de una capa de 3.2-6.3mm) 1/8” – 2/4”) 9.5mm (3/8”) 400mm (10”) 250mm (16”)
Recubrimientos de doble capa de 8.0-12.5mm (5/16” – 3/8”) 12.5mm (1/2”) 450mm (16”) 400mm (18”)

Cuando se usan rodillos de pirámide o de descarga, se recomienda que el rodillo superior esté protegido con una manga para evitar daños al revestimiento rígido. Esto debe fabricarse con acero al carbono de 12 mm (1/2 ″) de grosor y un tamaño de aproximadamente 50 mm (2 ″) más grande que el diámetro del rodillo para facilitar la instalación y extracción y para evitar la unión.

Cuando se utiliza una plegadora de presión de tubos de diámetro pequeño, conos y transiciones cuadradas a redondas, se recomienda utilizar una prensa hidráulica para obtener los mejores resultados. El formado se puede realizar con un troquel macho y hembra, utilizando una herramienta superior redondeada (mín. 38 cm / 11/2 ") sobre un bloque" V”.

FORMADO EN CALIENTE

Para espesores superiores a 20 mm (3/4 ″), la formación puede ser asistida mediante la aplicación de calor, ya sea localmente, utilizando un soplete de gas oxigenado de llama ancha, o generalmente para secciones más grandes, en un horno.

Para asegurarse de que no haya cambios significativos en las propiedades de la placa, las temperaturas de formación en caliente no deben exceder normalmente los 650 ° C (1,200 ° F), con tiempos de remojo del horno de no más de 1 hora. Se pueden usar temperaturas más altas en circunstancias especiales.

Se puede obtener más información sobre la formación de grados y espesores de placas individuales y técnicas de formación específicas directamente de Kubes Alloys.

Se recomienda el conformado en caliente donde se necesitan esquinas de 90 grados al fabricar transiciones cuadradas a redondas.

Sustratos especiales: cuando se usan sustratos de acero aleado de alta resistencia, ya sea en conformado en frío o en caliente, se requerirá más potencia para formar la placa con los mismos diámetros que los sustratos de acero al carbono convencionales.

FABRICACIÓN

Los perfiles planos y las secciones formadas se pueden fabricar en artículos más grandes o estructuras terminadas utilizando procedimientos de soldadura convencionales. Los revestimientos pueden fijarse a estructuras existentes mediante atornillado o mediante diversas técnicas de soldadura.

Todas las soldaduras estructurales deben aplicarse al sustrato.

Asegúrese de que el filete no se superponga con el revestimiento endurecido deteniéndolo por encima de 3 mm (1/16 ″) debajo de la interfaz.

Métodos de Fijación – Soldadura Ortogonal

El método más fácil para unir la placa de recubrimiento Red Dog a una estructura existente es mediante una soldadura ortogonal. Se debe tener cuidado para garantizar que la soldadura se aplique sólo al sustrato y no cubra el revestimiento rígido o su penetración, ya que esto puede conducir a la contaminación por carbono y la fragilidad de la soldadura. Esto se logra mejor deteniendo el filete aproximadamente 3 mm (1/8 ″) debajo de la interfaz de aleación / placa base que debe ser claramente visible en un borde esmerilado.

Se puede usar cualquier proceso de soldadura común que incluya:

  • Soldadura por arco metálico protegido (EE. UU. - SMAW) / Soldadura por arco metálico manual (Reino Unido - MMA)

  • Soldadura por arco metálico con gas (GMAW) con alambre sólido.

  • Soldadura por arco con núcleo de fundente (FCAW) utilizando alambres de arco abierto o blindados con gas.

Selección de varillas/alambres de soldadura

Cuando la placa recubierta tiene un sustrato de acero al carbono estándar y la estructura sobre la cual se atacará la placa también comprende acero al carbono o un acero que no requiere precalentamiento, se pueden usar los siguientes tipos de consumibles:

  • Varillas recubiertas: AWS A5.1 - E7016 EN499 E424 B12HS o E7018 EN499 E463 B32HS

  • Alambre sólido para soldadura de CO2: AWS A5.18 - ER70S-3 EN440 G / W 2Si o ER70S-6 EN440 G3 Si1

  • Alambres con núcleo de flujo: AWS A5.20 - E70T-1 EN758 T460 RC3H10 o E71T-1 EN758 T463 PM1HS

Si el miembro estructural requiere precalentamiento, ya sea por su composición química, límite elástico o grosor, se debe seleccionar un grado de varilla o alambre de soldadura compatible con la práctica normal para ese material base:

Por ejemplo: AWS A5.5 - E8018B2 (EN 1599 ECr.Mo1 B32HS)

Si el recubrimiento de Red Dog tiene un sustrato de acero inoxidable o de aleación y la estructura a la que se va a soldar es un acero de manganeso de alta aleación, acero endurecido por completo o una aleación de acero inoxidable tipo AISI-410 o 304, entonces una aleación de metal diferente adecuada tal como un AWS A5.4 - E309 (EN1600 E23.12 LR21) se debe usar varilla (electrodo) o cable de acero inoxidable.

Métodos de Fijación - Soldadura de Tapones

La placa de recubrimiento Red Dog se puede unir a otra placa o estructura mediante soldadura de tapón a través de una serie de agujeros. Cada orificio debe tener un mínimo de 25 mm (1 pulgada de diámetro, generalmente establecido entre 300 mm – 600 mm (12-24 ″) de espacio.

Los orificios de fijación deben cortarse mediante torchado por arco de carbono o corte por arco de plasma desde el lado del sustrato donde sea posible para evitar que el cromo y el carbono contaminen el acero al carbono. Cuando se torchen placas más gruesas que 9,5 mm (3/8 ″), se recomienda que primero se taladre un orificio en el sustrato para detenerse justo antes de la interfaz de la aleación antes de comenzar el torchado.

Toda la escoria debe eliminarse de los orificios de fijación esmerilando o desbastando/martillando.

Luego, la placa se une a la estructura soldando el diámetro exterior del orificio a través de 360 grados y luego rellenando el espacio restante utilizando el patrón que se muestra en la figura 4.

El espesor de la soldadura debe determinarse utilizando los mismos criterios que para la soldadura ortogonal y debe detenerse 3 mm (1/8 ") por debajo de la capa de aleación de recubrimiento. Cuando la soldadura se ha llenado hasta el nivel deseado, puede protegerse de la abrasión "sellando" con una aleación resistente al desgaste adecuada utilizando varillas de revestimiento rígido tubular (electrodos) Red Dog Armolloy.

Métodos de Fijación–Soldadura de Pernos

Un perno estándar de acero al carbono se puede soldar fácilmente a la parte posterior de la placa de recubrimiento Red Dog utilizando la mayoría de los tipos de equipos de soldadura de pernos. El tamaño mínimo recomendado de los pernos es de 19 mm (3/4 ″) y el número y el espaciado de los pernos dependerán del tamaño y la forma de la placa que se va a unir.

Los pernos con un diámetro mayor a 12.5 mm (1/2 ″) pueden soldarse a mano con el SMAW (proceso de arco metálico manual) utilizando una varilla E7018. Dado que sólo se emplea una soldadura ortogonal en lugar de una soldadura de penetración completa, se necesitará un mayor número de pernos para asegurar la placa. Ver figura 5.

Métodos de Fijación– Pernos Avellanados

Se pueden producir orificios adecuados para los pernos avellanados mediante el corte directo del arco de plasma utilizando un poste de herramienta orbital, perforando o desbastando un orificio recto y soldando un inserto pre-mecanizado en su lugar, o mediante una combinación de perforación directa o desbaste.

El tamaño mínimo de perno recomendado es de 9,5 mm (3/8 ″) de diámetro y el número y el espacio requerido dependerán del tamaño y la forma de la placa.

El agujero avellanado terminado debe permitir que el perno de cabeza plana se asiente aproximadamente 4 mm por debajo de la superficie de la placa. Puede protegerse de la abrasión mediante "taponado" con un electrodo tubular de revestimiento duro Red Dog Armalloy adecuado.

Perforación Directa por Arco de Plasma

Produce un agujero avellanado aceptable. Trabajando desde el lado de superficie rígida, primero se debe cortar el orificio de separación recto y luego inclinar el soplete de plasma para cortar la sección avellanada en un ángulo que coincida con el perno de fijación.

Insertos pre-mecanizados

Produce un agujero avellanado aceptable. Trabajando desde el lado de superficie rígida, primero se debe cortar el orificio de separación recto y luego inclinar el soplete de plasma para cortar la sección avellanada en un ángulo que coincida con el perno de fijación.
Insertos pre-mecanizados

Se pueden usar insertos pre-mecanizados precisos para fijar las placas de recubrimiento cortando un orificio recto en la placa y soldando el inserto en su lugar desde el lado de acero al carbono.
Se recomienda el corte de arco de plasma desde el lado endurecido de la placa porque crea un agujero cónico natural que proporciona soporte adicional para el inserto.

Sección transversal del orificio de fijación con inserto mecanizado avellanado

El inserto debe mecanizarse con un cono de alrededor de 3 grados para que coincida con el orificio y una preparación de soldadura achaflanada cortada en la base. Luego se suelda en su lugar desde el lado de acero al carbono usando un electrodo de bajo hidrógeno (tipo AWS 5.1 - E7018 o 7016).

Torchado

Este proceso generalmente se usa en el sitio cuando el corte por arco de plasma no está disponible. Si se requiere una gran cantidad de orificios, se recomiendan insertos soldados y se debe usar una torchado sólo para cortar el orificio de separación.

Un método alternativo para uno o dos orificios consiste en perforar un orificio recto desde el lado de acero al carbono (véase también el corte). La sección avellanada se crea haciendo un cono desde el lado endurecido. Los agujeros pueden limpiarse con piedras abrasivas en forma de cono/tapón.

SOLDADURA ESTRUCTURAL

La placa de recubrimiento Red Dog se puede fabricar soldando el sustrato de acero dulce con electrodos estándar de acero dulce o bajo en hidrógeno. Los siguientes detalles son una guía general para soldar la placa de recubrimiento Red Dog.

Se debe tener cuidado para garantizar que todas las soldaduras estructurales se detengan cerca de la capa de aleación de revestimiento rígido. La única soldadura realizada en el lado endurecido de la placa implicará el taponado de las juntas, para protección contra el desgaste, con un electrodo tubular de revestimiento rígido Red Dog Armalloy compatible.

Soldaduras Ortogonales

Esmerile el borde de la placa para eliminar cualquier escoria y escama que quede del corte. Se debe tener cuidado para garantizar que la soldadura se aplique sólo al sustrato y no recubra el revestimiento rígido o la zona de penetración, ya que esto puede conducir a la contaminación por carbono y la fragilidad de la soldadura y el área adyacente. Esto se logra mejor deteniendo el filete aproximadamente 3 mm (1/8 ″) debajo de la interfaz de la placa base/revestimiento que debe ser claramente visible en un borde esmerilado. (Ver figura 3).

Soldaduras A Tope

Las soldaduras a tope de penetración parcial implican cortar un bisel en la base de acero al carbono mediante torchado o corte con llama (ver figura 6).

Se debe dejar un "filete de ranura en saliente" de 2 mm a 3 mm (1 / 16-1 / 8 ") para evitar la perforación de la capa de revestimiento rígido durante la soldadura (ver figura 7). Ajuste y punteé las secciones, luego suelde utilizando la misma técnica que la unión convencional.

Las soldaduras a tope de penetración completa requieren que el revestimiento rígido (incluida la zona de penetración de la aleación, consulte la figura 8) se elimine por completo del área de la unión al esmerilar/torchar hasta al menos 6 mm (1/4 ″) más allá del área de la unión de soldadura. Ajuste y punteé las secciones biseladas, luego use la misma técnica que la unión convencional.

Técnica de Soldadura y Selección de Consumibles

El paso de la raíz no debe derretirse a través del " filete de ranura en saliente " en el revestimiento rígido, ya que esto conducirá a la contaminación por carbono y la fragilidad de la soldadura.

Se deben emplear consumibles de soldadura comúnmente utilizados para la soldadura estructural de aceros C-Mn y se deben usar procedimientos/técnicas de soldadura convencionales.

Por ejemplo:

AWS 5.1 E7018 (SMAW)
AWS A5.18 E703-6 (GMAW) con 75% de Argón 25% de CO²
AWS A5.20 E70T-1 (FCAW)

Nota: Cuando la fabricación resulta difícil de alinear con suficiente precisión para garantizar que no haya contaminación por el revestimiento rígido durante la soldadura, se recomienda utilizar una varilla de soldadura de acero inoxidable tipo 309 (electrodo).

GUÍA DE INGENIERÍA TRITEN ™

RESUMEN DE PROCEDIMIENTOS

  • Utilice siempre una herramienta superior redondeada al formar en una prensa plegadora.

  • Asegúrese de que ningún revestimiento rígido pueda contaminar las soldaduras. En caso de duda, use un consumible de acero inoxidable AWS A5.4 – E309 durante la fabricación.

  • Use consumibles y procedimientos de soldadura convencionales para la fabricación para que coincidan con los requisitos del sustrato.

  • Rellene las uniones en el lado opuesto con un electrodo de revestimiento rígido de la gama Red Dog Armolloy.

Ejemplos de Aplicación Práctica

Soldaduras Ortogonales:

Se puede usar una barra o tira para evitar la contaminación por el revestimiento rígido durante la soldadura ortogonal.

Revestimiento rígido detenido cerca del borde de la placa, o eliminado mediante torchado, produciendo un filete de ranura en saliente de acero dulce

Las soldaduras ortogonales pueden fortalecerse aún más soldando un ángulo de acero al carbono sobre la junta o eliminarse utilizando sólo el soporte angular.

Para obtener más información, comuníquese directamente con Kubes Alloys.