ABSTRACT Introduction. Cuba has a great diversity of minerals and industrial solid wastes, which can have used with the objective of converting them into raw materials for obtaining materials destined to make components and products for industrial use, through pyrometallurgical processing, with a positive ecological effect. Methods. The pyrometallurgical processing, carbothermic in an electric arc furnace and aluminothermic in a graphite reactor, of minerals and industrial solid wastes were carried out, evaluating the products obtained in the development of new materials. Results. Refractory chromites and pyrolusite were processed by carbothermia and by aluminothermia, mill scale, spent catalysts from the manufacture of sulfuric acid, ashes from the combustion of oil, tails from the production of nickel, pyrolusite and refractory chromites, mixed in different combinations and proportions, using aluminum shavings as a reducer in all cases. Multicomponent alloys suitable for use as alloy filler for welding and surfacing consumables and recharging were achieved, and in the case of ashes, the alloys were obtained in shot form for use in mechanical cleaning operations. The slags from the carbothermic process were use in the manufacture of welding flux matrices, and the aluminothermic ones to obtain powders for the manufacture of abrasive wheels for polishing floors and terraces, given their high hardness. As a conclusion the product obtained from the pyrometallurgical processing of minerals and industrial solid wastes were evaluated in the manufacture of products applicable in industry, which allows for the substitution of imports to the country.

RESUMEN Introducción. Cuba cuenta con gran diversidad de minerales y de desechos sólidos industriales, los cuales pueden ser usados con el objetivo de convertirlos en materias primas para la obtención, mediante procesamiento pirometalúrgico, de materiales destinados a confeccionar componentes y productos de uso industrial, con un efecto ecológico positivo. Métodos. Se realizó el procesamiento pirometalúrgico, carbotérmico en horno eléctrico de arco y aluminotérmico en reactor de grafito, de minerales y residuales sólidos industriales, evaluándose los productos obtenidos en el desarrollo de nuevos materiales. Resultados. Mediante carbotermia se procesaron cromitas refractarias y pirolusita, y por aluminotermia, cascarillas de laminación, catalizadores agotados de la fabricación de ácido sulfúrico, cenizas de la combustión del petróleo, colas de la producción de níquel, pirolusita y cromitas refractarias mezcladas en diferentes combinaciones y proporciones, utilizándose en todos los casos virutas de aluminio como reductor. Se lograron aleaciones multicomponentes aptas para su uso como carga de aleación de consumibles de soldadura y recargue y en el caso de las cenizas, las aleaciones se obtuvieron en forma de granallas para su uso en operaciones de limpieza mecánica. Las escorias del procesamiento carbotérmico se usaron en la confección de matrices de fundentes de soldadura y las de aluminotermia para la obtención de polvos destinados a la fabricación de muelas abrasivas para el pulido de pisos y terrazos, dada su elevada dureza. Como conclusión los productos obtenidos del procesamiento pirometalúrgico de minerales y residuales sólidos industriales fueron evaluados en la fabricación de productos de utilidad industrial, lo que permite sustituir importaciones al país.

Abstract In the present work, anoscillatory and double ellipsoidal energetic model of thermal heat source for the cold metal transfer (CMT) welding process simulation was proposed.The sinusoidal solidification sequences model of the surface ripples and the oscillation frequency of the electrical welding parameters was proposed. The model was developed from the mathematical analysis of serial functions of energy and dimensional contribution to the electric arc and the description of electric cyclic phenomena and weld joint formation.Asresult, the frequency of electrical occurrence and energetic phenomena of the arc must not coincide with the formation of the fused weld pool was obtained, considering the process as periodic sinusoidal functions. It was explained how to determine the value of the medium heat supplied for a sinusoidal approximation of the introduced power behavior.

Resumen En el presente trabajo se estableció un modelo energético oscilatorio y doble elipsoidal de fuente de calor para la simulación del proceso de soldadura por transferencia metálica fría (CMT). El modelo se basó en las secuencias sinusoidales de solidificación de las ondulaciones superficiales y la frecuencia de oscilación de los parámetros eléctricos del proceso de soldadura. El modelo fue desarrollado, a partir del análisis matemático de funciones seriadas de aporte energético del arco eléctrico y dimensional del baño de soldadura y su extrapolación a la descripción de fenómenos cíclicos eléctricos y de solidificación del cordón.Como resultado se obtuvo que la frecuencia de ocurrencia de los fenómenos eléctricos y energéticos del arco no debe coincidir con la de formación del baño metálico, considerando el proceso como funciones periódicas sinusoidales. Se explicó cómo determinar el valor del calor aportado medio para una aproximación sinusoidal del comportamiento de la potencia introducida.

Abstract The arc and pulse corrections of the cold metal transfer welding process modify the voltage and current. The effect of their combination has not been sufficiently studied on the joint geometry. The objective of the present work is to determinate the effect of the arc and pulse corrections and the welding speed of the cold metal transfer welding process on the 5083 aluminum joints geometries. For this, an experimental design is made, with three independent factors at two levels, using the geometric parameters of the unions as independent factors. The correction pulse function directly acts on the height and depth, while than the arc length correction function has inversely influence. Both functions do not manifest significant influence on the welding width. The welding speed inversely acts on the height, the width and the depth of the welding joint.

Resumen Las correcciones de arco y de pulso del proceso de soldadura con transferencia metálica fría modifican el voltaje y la corriente. El efecto de su combinación no se ha estudiado suficientemente sobre la geometría de la unión. El objetivo del presente trabajo es determinar el efecto de las correcciones de arco y de pulso y de la velocidad de soldadura del proceso con transferencia metálica fría sobre las geometrías de las uniones realizadas en aluminio 5083.Para ello, se realiza un diseño experimental, con tres factores independientes a dos niveles, empleando los parámetros geométricos de las uniones como factores independientes. La función corrección del puso influye directamente sobre la altura y la profundidad, mientras que la función corrección de la longitud de arco influye inversamente. Ambas funciones no manifiestan influencia significativa sobre el ancho del cordón. La velocidad de soldadura influye inversamente sobre la altura, el ancho y la profundidad de los cordones de soldadura.

The cold metal transfer welding functions such as arc and pulse correction modify the voltage and the current. However, has not sufficiently studied these variation, specifically the effect of these corrections on the oscillogram svoltage´s and processes potency variation. The arc length and current pulse correction functions have a direct influence on potency consumed in the cold metal transfer process, so much independent like combined, while the has an inversely influence. The growth combined of arc and pulse correction and welding velocity inversely acts on consumed potency of cold metal transfer process.

Las correcciones de arco y de pulso del proceso de soldadura con transferencia metálica fría modifican el voltaje y la corriente. Sin embargo, dicha variación no se ha estudiado suficientemente, específicamente el efecto de estas correcciones sobre los oscilogramas de voltaje y la variación de la potencia del proceso. El objetivo del presente trabajo es analizar la influencia del efecto de las correcciones de arco y de pulso, del proceso de soldadura con transferencia metálica fría, sobre el oscilograma de voltaje en la etapa de arco eléctrico durante la realización de uniones soldadas en aluminio 5083. Las funciones de corrección de la longitud de arco y del puso de corriente influyen de forma directa, tanto independientes como combinadas, sobre la potencia consumida en el proceso de soldadura metálica fría, mientras que la velocidad de soldadura influye inversamente. El crecimiento combinado de las variables referidas influye inversamente sobre la potencia consumida.

The work objective was to evaluatethe influence of Cold Metal Transfer process arc and pulse corrections and welding speed on the mechanical properties of AA5083 and AA6061 aluminum alloys. For it, a Factorial Multilevel experimental design whit 4 independent factor (arc correction, pulse correction, welding speed and alloy) was developed. The essential welding parameters employed were: base current 250 A; arc voltage 21 V and polarity (DCEP). The evaluation was made whit a transverse traction test of plate welded coupons. The experimental model applied was adequate and substantial differences was showed between yield tensile strength 29,56 %, elasticity module (51,16 %) and specific work of elastic deformation 42,30 %, which it does not possess a lineal dependence whit the rest of previous properties.

El trabajo tuvo como objetivo evaluar la influencia de la velocidad de la soldadura y de las correcciones del arco y pulso en el proceso de Transferencia Metálica Fría sobre las propiedades mecánicas de las aleaciones AA5083 y AA6061. Se desarrolló un diseño experimental de tipo factorial multinivel, con 4 factores independientes (Corrección de Arco, Pulso, Velocidad de Soldadura y Aleación). Los parámetros fundamentales fueron: Corriente de base 250 A; Voltaje de arco 21 V y Polaridad (Direct current electrode positive, DCEP). La evaluación se realizó a través de un ensayo de tracción transversal sobre probetas planas obtenidas de los cupones soldados. Se demuestra que el modelo aplicado es adecuado, revelándose en los experimentos diferencias sustanciales en las propiedades Tensión de fluencia 29,56 %, Módulo de elasticidad 51,16 % y Trabajo específico de deformación elástica 42,30 %, el cual no posee una dependencia lineal con el resto de las propiedades anteriores.

The objective of the present work is to evaluate the fundamentals properties of an air granulated slag and his use during the automatic submerged arc welding process, confront it to a water granulated fused flux. For it the manufacturing procedure influence of air granulated slag on its physical properties and this relation with its performance during the solder and mechanical properties of welding join obtained is considered. Is demonstrated that the characteristics of the types of evaluated grains (slag and fused flux) are different; however, this does not conduce to variations among its operating behaviors during the welding process, neither on the welding joint mechanical properties obtained; but makes to be noticeable than the granulating process of slag with air is more economic than the of granulation with water.

El objetivo del presente trabajo es evaluar las propiedades fundamentales de una escoria granulada con aire y su aplicación durante la soldadura automática con arco sumergido, comparándola con un fundente fundido granulado en agua. Para ello, se considera la influencia del procedimiento de fabricación de la escoria granulada con aire sobre sus propiedades físicas y la relación que tiene con su desempeño durante la soldadura y las propiedades mecánicas de las uniones obtenidas. Se demuestra que las características de los tipos de granos evaluados (de escoria y de fundente) son diferentes; sin embargo, esto no conduce a variaciones entre sus comportamientos operativos durante la soldadura, ni sobre las propiedades mecánicas de las uniones obtenidas; aunque se hace notar que el proceso de granulación de escorias con aire es más económico que el de granulación con agua.

The object of the present paper was to establish differences among one and twin coating electrodes dedicated to the manual filler process. The resulting relationship among the coating materials are established in 70 % of non-metallic compound and 30 % of alloy for each electrode type. For execute the work objective, two conventional procedures (immersion and extrusion) for manufacturing electrodes, as well as the influence of coating placement on the electrodes operational properties was evaluated. As result of experiment was obtained a twin coated electrode whish consume a 4,8 % less than power during the welding that one layer electrode (more economic), but with bigger quantity (27 %) of metal contributed by unit of time (bigger yield), less height of reinforcement (19,9 %) and greater depth of penetration (46,5 %).

El objetivo del presente trabajo fue establecer diferencias entre el comportamiento de electrodos obtenidos con recubrimiento monocapa y bicapa para el proceso de relleno manual. La relación entre los materiales de los recubrimientos se estableció en 70 % de materiales no metálicos y 30 % de carga de aleación para cada tipo de electrodo. Para cumplimentar el objetivo fueron evaluados los procedimientos de fabricación por inmersión y extrusión, conjuntamente con la posición relativa de los constituyentes de los recubrimientos sobre el alma y su influencia en las propiedades eléctricas y operativas de los electrodos. Como resultado se obtuvo que el electrodo con recubrimiento bicapa consume un 4,8 % menos de potencia durante la soldadura que el electrodo de recubrimiento monocapa (más económico), pero con mayor cantidad, 27 %, de metal aportado por unidad de tiempo (mayor rendimiento), depositando cordones ligeramente menos altos (19,9 %), pero más profundos (46,5 %).

The objective of this paper was the observation and quantification through the digital thermographic images processing of defect in welds, the active thermography method with a conduction heat and cooling in natural air system means. Two structural steel welded specimens with internal discontinuities were tested; the infrarred camera was placed perpendicular to the specimens and was obtained the images during the cooling. The infrared images digital processing algorithm was based on the conversion of the images to scale of gray, filters and morphological operations application for quantification the defects. Pores, slag inclusions and lack of fusion were observed and geometric longitude and perimeter were too. The method was confronted by means technique of x-ray inspection, appreciating an inferior error to 3,4%. This technique could be used preevaluation to qualify welding procedures and welders.

El objetivo del trabajo fue la observación y cuantificación de defectos en soldaduras a través del procesamiento digital de imágenes termográficas, mediante la termografía activa con sistema de calentamiento por conducción y enfriamiento natural en aire. Se ensayaron dos probetas soldadas de acero estructural con discontinuidades subsuperficiales, se dispuso la cámara infrarroja perpendicular a las probetas y se obtuvieron las imágenes durante el enfriamiento. El algoritmo para el procesamiento digital de las imágenes infrarrojas se basó en la conversión a escala de grises de las imágenes, la aplicación de filtros y operaciones morfológicas para la cuantificación de los defectos. Se observaron poros, inclusiones de escoria y falta de fusión y se cuantificó geométricamente su longitud y perímetro. El método se confrontó mediante la técnica de inspección por radiografía, apreciándose un error inferior al 3,4 %. Esta técnica pudiera emplearse como preevaluación para calificar procedimientos de soldadura y soldadores.

In the present work the behavior of recovered electrodes for superficial filler with Shielded Metal Arc Welding (SMAW) process is study. For the experimental design a coating calculation procedure and a Mc. Lean- Anderson type experimental plan are used. On the experimental design a matrix, composed by Calcite (26,73 %), Ferrosilicio (19,02%), Ferromanganese (16,58%), Rutile (26,69%), Potassium Silicate (11,70 %), and a alloy, conformed by Graphite (2 ≤ X1 ≤ 10), Ferro Chromium (5 ≤ X2 ≤ 35 %), ferrotungsteno (5 ≤ X3 ≤ 10 %) and matrix (60 ≤ X4 ≤ 80 %) is conjugated. In the work some criteria on the selection of the levels limits to explore during the experimental plan are offer, starting from considerations on the materials employees, their ranges and the procedure of production of the electrodes.

En el trabajo se estudia el comportamiento de electrodos recubiertos destinados al relleno superficial con el proceso de soldadura manual (SMAW, Shielded Metal Arc Welding). Para el diseño experimental se aplican un procedimiento de cálculo para el revestimiento y un plan de mezclas del tipo Mc. Lean-Anderson. En el diseño se conjuga una matriz compuesta por Calcita (26,73 %), Ferrosilicio (19,02 %), Ferromanganeso (16,58 %), Rutilo (26,69 %), Silicato de Potasio (11,70 %) y diferentes cargas de aleación conformadas por Grafito (2 ≤ X1 ≤ 10 %), Ferro Cromo (5 ≤ X2 ≤ 35 %), ferrotungsteno (5 ≤ X3 ≤ 10 %) y matriz (60 ≤ X4 ≤ 80 %). En el trabajo se ofrecen criterios sobre la selección de los niveles límites a explorar durante el plan experimental, a partir de consideraciones sobre los materiales empleados, sus rangos y el procedimiento de fabricación de los electrodos.

The objective of the present work is to evaluate the effectiveness of a self-feed device for covered electrodes. This device is able of eliminate disturbances from manual operation or the use of automatic control systems during the study of covered electrode behavior. The conjugation of different methods like short-circuit time statistical analysis, metallographic analysis (penetration, heat affected zone, shape and mean distance between successive solidification fronts) together with the analysis of the electric arc and electrode melting parameters allow us to obtain relationships between arc behavior, mass transfer processes and bead appearance. This permits the extraction of criteria to describe process stability and the behavior of the feed device employed. An appropriate statistical methodology was obtained to process the parameter "duration of short-circuit" through an appropriate adjustment of empirical distributions to a lognormal model. The self-feed device for covered electrode welding allows the repeatable and reproducible execution of welding beads in the flat position, keeping the arc length based on physical and chemistry characteristics of the electrode during welding trials using 125A, 140A, and 160A.

El presente trabajo tiene como objetivo valorar la efectividad de un dispositivo de autoalimentación para electrodos revestidos. El mismo es capaz de eliminar perturbaciones inherentes a operarios o sistemas de control automático, para el estudio del comportamiento de electrodos revestidos. La conjugación de diferentes métodos, tales como el análisis estadístico del tiempo de duración del cortocircuito, el análisis metalográfico ( penetración, zona afectada por el calor, coeficiente de forma y distancia promedio entre frentes de solidificación del cordón), junto al análisis del comportamiento de los parámetros eléctricos primarios del arco y los índices de consumo del electrodo, permiten obtener relaciones entre el comportamiento eléctrico del arco, el proceso de transferencia de masa y la apariencia del cordón. Esto permite extraer criterios sobre la estabilidad del proceso y el desempeño del dispositivo de alimentación empleado. Se obtiene una metodología estadística, apropiada para el procesamiento del parámetro "duración del cortocircuito", a partir de un adecuado ajuste de las distribuciones empíricas a un modelo Lognormal. El dispositivo de autoalimentación para electrodos revestidos, permite la ejecución repetible y reproducible de cordones de soldadura en posición plana, manteniendo la longitud del arco en función de las características físico-químicas del consumible evaluado en regímenes de trabajo de 125A, 140A y 160A.

The objective of this work is the valuation of the behavior of short-circuits frequency and duration time and electrical conductivity on arc reigniting in SMAW (Shielded Metal Arc Welding) process with alternate current and E6013 electrodes. The non parametric statistic analysis realize a robust data processing, minimizing the outliers influence and mistakes derivates about employ of approximations to well know continues distributions. The median and the median absolute deviation (MAD) respect to median of the data are the localization and dispersion estimators used, respectively. The electrode at 160 A present a better stability on metal transference supported on the most little value of MAD for the period of transference (39,36 ms), and the MAD of the short-circuit duration (1,43 ms), according with the presence of a major electric conductivity during the arc reigniting (1766,17x10-3 S·s-1).

El presente trabajo tiene como objetivo la evaluación del comportamiento del tiempo de duración, la frecuencia de los cortocircuitos y la conductividad durante el reencendido del arco en el proceso de soldadura SMAW (Shielded Metal Arc Welding), con corriente alterna y electrodos E6013. El análisis estadístico no-paramétrico garantiza un procesamiento robusto de los datos, atenuando la influencia de valores atípicos y errores derivados del empleo de aproximaciones a distribuciones continuas conocidas. La mediana y la mediana de la desviación absoluta (MAD), respecto a la mediana de los datos, constituyen los estimadores de localización y dispersión utilizados, respectivamente. El electrodo, en el régimen de 160 A, presenta una mayor estabilidad, en el aporte metálico, dada por el menor valor del MAD promedio del período de cortocircuito (39,36 ms) y de la duración del cortocircuito (1,43 ms), reafirmada con la presencia de una mayor conductividad eléctrica durante el reencendido (1766,17x10-3 S·s-1).