Soldadura

Introducción

La soldadura es un proceso de unión de materiales, en el cual se funden las superficies de contacto de dos o más partes mediante la aplicación de calor o precisión.

La integración de las partes que se unen mediante soldadura se llama ensamble soldado.

Muchos procesos de soldadura se obtienen solamente por el calor sin aplicar presión. Otros se obtienen mediante una combinación de calor y presión, y unos únicamente por presión sin aportar calor externo.

En algunos casos se agrega un material de aporte o relleno para facilitar la fusión. La soldadura se asocia con partes metálicas, pero el proceso también se usa para unir plásticos.

La soldadura es un proceso importante en la industria por diferentes motivos:

Proporciona una unión permanente y las partes soldadas se vuelven una sola unidad.

La unión soldada puede ser más fuerte que los materiales originales si se usa un material de relleno que tenga propiedades de resistencia superiores a la de los metales originales y se aplican las técnicas correctas de soldar.

La soldadura es la forma más económica de unir componentes. Los métodos alternativos requieren las alteraciones más complejas de las formas (Ej. Taladrado de orificios y adición de sujetadores: remaches y tuercas). El ensamble mecánico es más pesado que la soldadura.

La soldadura no se limita al ambiente de fabrica, se puede realizar en el campo.

Además de las ventajas indicadas, tiene también desventajas:

La mayoría de las operaciones de soldadura se hacen manualmente, lo cual implica alto costo de mano de obra. Hay soldaduras especiales y la realizan personas muy calificadas.

La soldadura implica el uso de energía y es peligroso.

Por ser una unión permanente, no permite un desensamble adecuado. En los casos cuando es necesario mantenimiento en un producto no debe utilizarse la soldadura como método de ensamble.

La unión soldada puede tener defectos de calidad que son difíciles de detectar. Estos defectos reducen la resistencia de la unión.

Soldadura Autógena

Soldadura

La Soldadura Autógena es un tipo de soldadura por fusión conocida también como soldadura oxi-combustible u oxiacetilénica.

La soldadura oxiacetilénica es la forma más difundida de soldadura autógena.

En este tipo de soldadura, la combustión se realiza por la mezcla de acetileno y oxígeno que arden a la salida de una boquilla (soplete).

La soldadura autógena no requiere de aporte de material.

Materiales necesarios para realizar una soldadura autógena

• Soplete con botellas Oxígeno y Acetileno:

El quemador expulsa la mezcla de oxígeno y de gas, es la parte más importante de un equipo de soldadura autógeno. El gas mezclado con oxígeno es el acetileno, un gas hidrocarburo no saturado. Cuidado, no es fácil notar su escape.

• Mezcla gaseosa :

Se efectúa con la boquilla del soplete. Se pone en contacto el oxígeno a gran velocidad y el acetileno a baja presión. En la abertura de la boquilla una depresión que provoca la aspiración de acetileno y permite la mezcla.

• Manómetros:

Permiten reducir la presión alta dentro de las botellas hasta un valor que permite la producción de una llama utilizable: 1 bar para el oxígeno, 0,4 bar para el acetileno.

Procedimiento

Por ejemplo, para unir dos chapas metálicas, se coloca una junto a la otra en la posición en que serán soldadas; se calienta la unión rápidamente hasta el punto de fusión y por la fusión de ambos materiales se produce una costura o cordón de soldadura.

Para conseguir una fusión rápida e impedir que el calor se propague, se usa el soplete, que combina oxígeno (como comburente) y acetileno (como combustible). La mezcla se produce con un pico con un agujero por donde sale el acetileno, rodeado de cuatro o más agujeros por donde sale oxígeno . Ambos gases se combinan antes de salir por el pico y entonces se produce una llama delgada característica de color celeste. (tener precaución en la manipulación ya que a veces la llama se torna invisible sin que merme su calor).

El efecto del calor funde los extremos que se unen al enfriarse y solidificarse logrando un enlace homogéneo.

Pueden soldarse distintos materiales: acero, cobre, latón, aluminio, magnesio, fundiciones y sus respectivas aleaciones.

Este tipo de soldadura se usa para soldar tuberías y tubos, como también para trabajo de reparación, por lo cual sigue usándose en talleres mecánicos e instalaciones domésticas.

No conviene su uso para uniones sometidas a esfuerzos, pues, por efecto de la temperatura, provoca tensiones residuales muy altas, y resulta además más cara que la soldadura por arco.

El oxígeno y el acetileno se suministran en botellas de acero estirado, a una presión de 15 kp/cm² para el acetileno y de 200 kp/cm² para el oxígeno.

Seguridad

Para realizar soldaduras sin poner en peligro la salud, deben tomarse ciertas precauciones:

Equipo de protección personal

Es significativo el riesgo de quemaduras ; para prevenirlas, los soldadores deberán usar ropa de protección, así como guantes de cuero gruesos y chaquetas protectoras de mangas largas para evitar la exposición al calor y llamas extremos.

Asimismo el brillo del área de la soldadura conduce puede producir la inflamación de la córnea y quemar la retina.

Los lentes protectores y el casco de soldadura con placa de protección protegerán convenientemente de los rayos UV.

Quienes se encuentren cerca del área de soldadura, deberán ser protegidos mediante cortinas translúcidas hechas de PVC, aunque no deben ser usadas para reemplazar el filtro de los cascos.

Soldadura de arco de Tungsteno con gas (TIG)

FIG. Principios del proceso con gas y arco de tungsteno (GTAW). Si se requiere metal de aporte, se alimenta al depósito desde una barra de aporte separada.

La definición de la A W S para la soldadura de gas y arco de tungsteno llamada TIG, es “un proceso de soldadura con arco que produce la unión mediante el calentamiento con un arco entre un electrodo de tungsteno y la pieza de trabajo”. Puede emplearse o no metal de aporte. La protección se logra con gas o una mezcla de gases.

En esencia, el electrodo de tungsteno no consumible es un soplete, un dispositivo de calentamiento. Debajo de la cubierta de gas protector, los metales que van a unirse pueden calentarse arriba de sus puntos de fusión para que el material de una pieza se una con el de la otra pieza; cuando se solidifica la zona fundida se produce la unificación. Además, puede utilizarse presión cuando los cantos que se van a unir estén cerca de su estado de fusión con objeto de ayudar a que se unan. Esta soldadura no requiere metal de aporte.

Si la pieza de trabajo es demasiado gruesa para la simple fusión de los cantos colindantes y si se requiere de uniones de ranura o refuerzos tales como filetes, debe agregarse metal de aporte por medio de una barra de aporte alimentada dentro del depósito fundido en forma manual o mecánica. Tanto la punta del electrodo de tungsteno no consumible como la punta de la barra de aporte se mantienen debajo de la cubierta de gas protector conforme avanza la soldadura.

En la figura se ilustra el soplete para TIG. En la soldadura automática el alambre de aporte es alimentado a lo largo de una guía dentro del depósito fundido. Cuando van a colocarse uniones gruesas a mano, una variante en el modo de alimentación es colocar o presionar la barra de aporte dentro o a lo largo de la unión y fundirla junto con los bordes de ésta. Con el proceso TIG y metal de aporte pueden soldarse todos los tipos estándar de uniones.

Los materiales que pueden soldarse con el proceso TIG son casi todos los grados de aceras al carbono, aleación e inoxidables; aluminio y magnesio y la mayor parte de sus aleaciones; cobre y diversos latones y bronces; aleaciones de diversos tipos para altas temperaturas; numerosas aleaciones de revestimiento duro, y metales como titanio, zirconio, oro y plata. Este proceso está adaptado en especial para soldar materiales delgados cuando hay requisitos estrictos de calidad y acabado. Es uno de los pocos procesos adecuado para soldar objetos diminutos y de pared delgada, como cajas de transistores, diafragmas de instrumentos y fuelles de expansión delicados.

Soldadura de arco de metal con gas (MIG)

La soldadura con gas y arco metálico, llamada MIG, utiliza un electrodo continuo para el metal de aporte y para la protección, un suministro externo de gas o mezcla de gas. El gas protector, helio, argón, dióxido de carbono o mezclas de ellos, protege el metal fundido para que no reaccione con los componentes de la atmósfera. Aun cuando la protección con gas es eficaz para proteger el metal fundido de aire, se suelen emplear desoxidantes como aleaciones en los electrodos. A veces, se aplican recubrimientos delgados en los electrodos para estabilizar el arco u otros fines. También, pueden aplicarse películas de lubricante para aumentar la eficiencia de la alimentación del electrodo en equipo semiautomático. Pueden incluirse gases

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