Soldadura

MANUAL DE SOLDADURA.

Es Indudable que el primer paso para la invención de la soldadura lo produjo Sir Humphry Davy en 1801 cuando descubrió que era posible conducir electricidad en el aire entre dos electrodos; ¡realmente descubrió el arco eléctrico!

Los primeros electrodos en usarse fueron varillas sin ningún recubrimiento, las cuales produjeron arcos inestables, cordones amorfos, excesivas salpicaduras, y altísima fragilidad del metal de soldadura por causa de la contaminación del charco.

En el proceso de desarrollo de la soldadura, se comenzaron a utilizar revestimientos de diversos materiales orgánicos e inorgánicos; aunque en principio se hizo simplemente para generar estabilidad al arco, más que para producir soldaduras limpias.

En el año 1885, el ruso N Bernardos, determina la posibilidad de generar un charco metálico entre dos electrodos (un cátodo de carbón y un ánodo de metal) para unir piezas metálicas. Él patenta el primer equipo de soldadura en Inglaterra. Slavianoff es el primero en crear un electrodo (metálico) consumible, en 1892.

El sueco Oscar Kjellberg, es el primero en patentar un electrodo revestido (1907) fue el fundador de la compañía ESAB.

En USA (1912), los señores Strohmenger - Slaughter patentaron el primer electrodo con grueso recubrimiento, el cual comenzó a utilizarse a nivel industrial. Este tuvo una aceptación bastante lenta por causa de su precio. Desde los inicios de la década de los 20’s, se comenzó a investigar sobre la protección gaseosa para la operación de soldeo, pero por causa del desarrollo del proceso SMAW, se perdió el interés por los procesos con atmosfera protectora de gas.

Entre los años 1930 - 1935 las operaciones con el proceso SMAW alcanzaron las áreas de infraestructura pesada; fue en aquellos tiempos que se construyeron los primeros barcos totalmente soldados tanto en USA como en Alemania.

Simultáneamente (año 1932) comenzaban a hacerse experimentos con electrodos continuos protegidos por fundentes granulados, a partir del año 1935 se consolido el proceso SAW en la construcción de barcos y la fabricación de tuberías; fue también en aquel año (1935) que se introdujo la utilización de la Corriente Alterna, la cual frente a sus ventajas estaban sus dificultades en cuanto a estabilidad del arco, causas que fomentaron la creación de mejores revestimientos para los electrodos SMAW.

El primer proceso con protección gaseosa fue llamado HELIARC, denominado así por causa que el primer gas de protección fue el Helio, y es el proceso conocido como GTAW, en principio se utilizaba con CC, se fue optimizando al utilizarlo con CA, y posteriormente con la implementación de las unidades de Alta Frecuencia con lo cual se logro mayor estabilidad del arco así como la posibilidad de soldar metales con alta conductividad térmica y de reducidos espesores. Ya para el comienzo de la década de los 40’s, se consolidó el uso del Argón como gas protector del arco.

Entre los años 1938 - 1940, se descubrió que por causa de las altas temperaturas del centro del arco, los elementos del recubrimiento (fundente) al descomponerse atómicamente; producían CO₂; de tal manera que resulto en un gas de excelentes cualidades como agente protector del arco.

El proceso GTAW se consolido en la producción de soldaduras sobre metales muy reactivos, y de limitados espesores; de tal manera que aun existía una falencia en cuanto a procesos productivos, es por esto que para el año 1948 se creó el proceso GMAW partiendo del anterior; al imitar el Wolframio con un electrodo de alambre continuo.

El proceso inicialmente utilizo gases activos (He, Ar) y posteriormente gas inerte (CO₂) los cuales hasta hoy se siguen utilizando. En aras de la generación de un proceso de alta productividad, pero más sencillo que el GMAW, se comenzó a ensayar con electrodos revestidos de gran longitud, pero estos al ser enrollados agrietaban y des adherían el recubrimiento; por ello y después de varias investigaciones, para el año 1957 se lanzo al mercado el proceso FCAW, el cual inicialmente se utilizaría con gas de protección y después sin este.

Hoy día encontramos gran variedad de electrodos para diferentes aplicaciones tanto para construcción como también para reparación y recubrimientos duros, para utilizarse con o sin gas. El avance tecnológico ha llevado a optimizar y a derivar procesos, más que a crear nuevos, tenemos por ejemplo las aplicaciones laser, electro escoria, y hasta la creación de piezas completamente por soldadura, sin ningún tipo de maquinado.

Es indudable que de los procesos productivos existentes; sean el FCAW y el GMAW los de mayor trascendencia, estos se utilizan en la construcción de líneas de tuberías, estructuras, tanques de almacenamiento; así como también en la fabricación de elementos metálicos industriales.

La soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido es la forma más común de soldadura. Se suele utilizar la denominación abreviada SMAW (del inglés Shielded metal arc welding) o MMA (manual metal arc welding).

Mediante una corriente eléctrica (ya sea corriente alterna o corriente continua) se forma un arco eléctrico entre el metal a soldar y el electrodo utilizado, produciendo la fusión de éste y su depósito sobre la unión soldada. Los electrodos suelen ser de acero suave, y están recubiertos con un material fundente que crea una atmósfera protectora que evita la oxidación del metal fundido y favorece la operación de soldeo. El electrodo recubierto utilizado en la soldadura por arco fue inventado por Oscar Kjellberg.

VOCABULARIO.

A. El grafito.- es una de las formas alotrópicas en las que se puede presentar el carbono junto al diamante, los fulerenos, los nanotubos y el grafeno. A presión atmosférica y temperatura ambiente es más estable el grafito que el diamante, sin embargo la descomposición del diamante es tan extremadamente lenta que sólo es apreciable a escala geológica.

B. El amperio o ampere (símbolo A), es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. Forma parte de las unidades básicas en el Sistema Internacional de Unidades y fue nombrado en honor al matemático y físico francés André-Marie Ampère.

C. Soldadura.

a. Unión de dos piezas o partes de una cosa, generalmente de metal, mediante calor y una sustancia igual o semejante a las que se pretende unir.

b. Material que sirve para este fin.

c. Unión de dos piezas o partes de una cosa.

D. Electrodo.- FÍSICA y QUÍMICA Conductor eléctrico a través del cual puede

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