Soldaduras

1. Soldadura.

Es un proceso mediante el cual se unen elementos metálicos, calentándolos hasta que llegan al estado de líquido casi fluido y aplicando o no presión entre ellos para producir la soldadura eficaz.

Ventajas de la soldadura se pueden mencionar las siguientes:

Economía del material Perfecta conexión de los elementos

Rapidez de ejecución de las uniones Limpieza en los acabados

2. Procesos de soldaduras

Los procesos de soldaduras se pueden mencionar las siguientes:

Soldaduras a presión: en esta se encuentra las soldaduras de forjar consiste en calentar la pieza por encima de cierta temperatura y martillar las juntas en un yunque. Las soldaduras de resistencias con corrientes alterna (soldadura de punto) o continua (soldadura de costura), es producido por el alto amperaje y bajo voltaje que pasa a lo largo del área de contacto entre las partes a unir.

Soldadura de fusión: en estas se encuentran la soldadura de arco metálico se realiza con corriente alterna o continua en donde se calienta un electrodo hasta alcanzar el estado líquido y depositarlo como relleno sobre la superficie de contacto de la pieza a unir.

Soldaduras de arco sumergido: Este tipo de soldadura se da de dos maneras:

Arco sumergido: Este proceso se realiza cuando se emerge el electrodo en los gránulos del material al pasar la corriente eléctrica da lugar a la fusión del metal base y el electrodo. El calor funde los gránulos formando una capa protectora.

Soldadura de electroescoria: Este tipo de soldadura en usar una escoria electroconductiva en lugar de los gránulos fusibles, que al pasar la corriente eléctrica funde la escoria y el material obtenido del electrodo fundido por la escoria se deposita sobre el metal base.

3. Clasificación de las soldaduras.

Según las características de las soldaduras, su forma de ejecución, la posición de las piezas a unir, las soldaduras se clasifican en:

a. Según el tipo de juntas:

Tipos de juntas:

A tope. De esquina. De solape. En T. De borde.

b. Tipos de soldaduras:

Las soldaduras se clasifican en:

De ranura: Este tipo de soldadura se usa cuando las piezas a unir están alineadas en un mismo plano o en T, con sus bordes previamente preparados.

En esta se le dice “garganta efectiva” al menor de los espesores de las planchas que se sueldas. Se debe reducir el metal de aporte sobresaliente de la garganta con cepillos y esmeril para dejar la superficie totalmente lisa, este procedimiento mejora la resistencia a la fatiga.

La soldadura se comienza por el centro y depositando el cordón hacia los extremos, esto disminuye el estado de tensión, permitiendo que la deformación de las placas sean libres hacia los bordes de acuerdo a la profundidad de la penetración del cordón en la ranura de la soldadura a tope, se distinguen en dos grupos: de penetración completa y de penetración parcial.

Ejecutar cordones muy protuberantes en miembros con bajo régimen de fatiga, produce una concentración de esfuerzos ya que por su gran rigidez favorece la falla frágil.

El diseño de las soldaduras de ranuras de penetración completa es un proceso trivial pues el cordón debe tener la misma resistencia que el material base y las partes a conectadas se tratan como continuas en una junta.

Soldadura de filete: son muy comunes en las obras de ingeniería se caracterizan por su forma triangular, con lados iguales o desiguales.

El comportamiento de las soldaduras de filete depende fundamentalmente de la orientación de los cordones con respecto a la carga, y de la excentricidad existente. Los cordones frontales son más resistentes a los cordones longitudinales, pero menos dúctiles, de modo que es conveniente en toda soldadura de filete ejecutar una combinación de los dos, en ambas caras de la unión y simétricamente dispuestos.

La longitud efectiva de una soldadura de filete es la longitud total del cordón, ya sea transversal o longitudinal, en cualquiera de las caras, incluyendo los remates obligatorios de las esquinas externas.

Soldaduras de tapón o canal: Este tipo de soldadura se emplea para conectar planchas, disminuyendo las luz individual de los miembros o bien para eliminar los hueco dejados por los pernos que se utilizan para sujetar las planchas durante la ejecución de las soldaduras. de modo de no disminuir la sección transversal de las miembros en régimen de servicio.

Soldaduras de muescas: se aplican sobre las caras internas de la hendidura en una de las planchas de conexión, asegurando una mejor transferencia de los esfuerzos constantes.

Las soldaduras de tapo, de canal y de muesca cumplen las siguientes funciones estructurales:

Rellenar las perforaciones realizadas intencionalmente en una de las planchas o miembros conectados, cuando los cordones perimetrales son insuficientes por razones de espacios o solape limitado, de modo de complementar la longitud de soldadura exigida en el diseño, también cumplen la función de evitar el pandeo local de los miembros mediante puntos o cordones adicionales en secciones intermedias de la luz.

c. Posiciones para soldar:

Las soldaduras de ranura o filete se realizan depositando el metal de aporte fundido del electrodo sobre el metal base, en forma manual o automática, con velocidad adecuada y deslizando el electrodo simple en una misma dirección.

Las soldaduras de ranura o filetes toman diferentes denominaciones según la posición que ocupa el operario al momento de ejecutarlas, estas se conocen como:

Soldadura plana: La soldadura plana es aquella en la cual el cordón es horizontal y el metal de aporte vierte desde a encima, es decir, la posición ideal para soldar. La soldadura horizontal puede ser:

 El ángulo horizontal (soldadura de filete)

 Sobre plano vertical (soldadura de ranura)

El cordón en ángulo horizontal es el depositado sobre la intersección de un plano vertical con otro horizontal, pero depositando el metal de aporte sobre la cara superior del miembro horizontal.

Soldadura sobre cabeza: las soldaduras sobre cabeza son aquellas que tienen gran dificultad al momento de ejecutarlas, pues ya que el material de aporte no se deposita por gravedad, sino a través de un campo electromagnético.

d. Orientación de las soldaduras:

Según la orientación de las soldaduras con respecto a la dirección de las fuerzas axiales aplicados a los miembros estructurales, se clasifican en:

Cordones laterales o longitudinales ( paralelas a la dirección de las fuerzas)

Cordones transversales (normales a la dirección de las fuerzas)

Cordones inclinados (forman un ángulo con respecto a la dirección de las fuerzas).

4. Defectos en uniones soldadas.

Entre los defectos que se pueden que se encontrar en una soldadura están las siguientes:

Socavación: es debida a una posición incorrecta para soldar o a longitudes excesivas del arco, con un alto volumen de chispas.

Penetración insuficiente: Es un defecto localizado en la raíz de la soldadura, por ser esta demasiado estrecha o por usar una técnica inadecuada, con electrodo de diámetro excesivo. Este defecto origina el comienzo de grietas.

Falta de fusión: Revela la incapacidad del metal base de fundirse junto con el metal de aporte. Usualmente esto sucede cuando las superficies no estructuras no están lo suficientemente limpias y preparadas.

Inclusiones de impurezas: Esta se debe a las impurezas, de menor densidad del metal de aporte, tienden a subir a la superficie y lo hacen con facilidad en los cordones horizontales, por lo cual facilitan su remoción.

Burbujas de aire o gas: Son el resultado de las reacciones químicas durante la fusión, o de un enfriamiento demasiado rápido de la masa del metal fundido.

Desgarramiento laminar: Es un defecto que se presenta en el metal base cuando existen grandes esfuerzos localizados y las cargas se aplican normalmente a la dirección de laminado de uno de los miembros.

5. Inspección de las soldaduras.

Toda soldadura debe ser cuidadosamente ejecutada e inspeccionada por personal idóneo para asegurar su calidad y eficiencia.

Entre las inspecciones utilizadas para verificar La calidad de las soldaduras se pueden mencionar:

Inspección visual: La inspección visual permite apreciar si la fusión o la penetración de las soldaduras son satisfactorias, así como la apariencia, formas y dimensiones son las adecuadas. El color que adopta la soldadura luego de enfriarse debe ser lo más cercano posible a la del metal original, pues si se ha calentado en exceso, adopta una tonalidad rojiza.

Inspección con calibradores: la forma y dimensiones de las soldaduras pueden ser inspeccionadas por calibradores que permitan determinar si los cordones están sobredimensionados, subdimensionados o tienen las dimensiones correctas, permitiendo una tolerancia previamente estipulada.

Inspección mediante partículas magnéticas: la inspección mediante partículas magnéticas se basa en la observación de a orientación que toman las limaduras de hierro esparcidas sobre el cordón, luego de aplicarle un electroimán. Las líneas de fuerza del campo magnético agrupan las limaduras de hierro permitiendo detectar una grieta o defecto interno. Este

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