SOLDADURA

Algunas definiciones de soldadura
1. Es un proceso de unión de materiales en el cual se funden la superficie de contacto de dos o más partes mediante la aplicación conveniente de calor o presión.
2. La soldadura implica la fusión o unión localizada de dos partes metálicas en sus caras empalmantes. Las superficies empalmantes son las superficies de las partes que están en contacto o muy cercanas para ser unidas.
3. La Soldadura es un metal fundido que une dos piezas de metal, de la misma manera que realiza la operación de derretir una aleación para unir dos metales, pero diferente de cuando se soldan dos piezas de metal para que se unan entre si formando una unión soldada.
Su importancia comercial y tecnológica se deriva de los siguiente:
1. La soldadura proporciona una unión permanente, sus partes se vuelven una sola unidad.
2. La unión soldada puede ser más fuerte que los materiales originales, si se usa un metal de relleno que tenga propiedades de resistencia superiores a la de los materiales originales.
3. La soldadura es la forma más económica de unir componentes, en términos de uso de materiales y costos de fabricación.
4. La soldadura no se limita al ambiente de fábrica, puede realizarse en campo.
Técnicas de soldadura
1. SOLDADURA DE TUNGSTENO CON ARCO ELÉCTRICO Y GAS (GTAW)
  1. Metodología para ser realizado
    1. 1. Se usa un electrodo no consumible de tungsteno sólido.
    2. 2. El electrodo, el arco y el área al rededor de la soldadura fundida son protegidas de la atmósfera por un escudo de gas inerte.
    3. 3. Si algún metal de aporte es necesario es agregado a la soldadura desde el frente del borde de la soldadura que se va formando.
  2. Beneficios
    1. El proceso puede ser mecanizado o robotizado.
    2. Facilita la soldadura en lugares de difícil acceso.
    3. Adecuada para soldaduras de responsabilidad (pase de raíz).
    4. Ofrece alta calidad y precisión.
    5. Soldaduras claras, brillantes y con óptimo acabado, sin usar flujo de limpieza, prescindiendo de acabado final y reduciendo costos de fabricación.
  3. Variables
    1. 1. Aleado a veces con torio o circonio en porcentajes no superiores a un 2%
    2. 2. Altas temperaturas 3410 °C.
    3. 3. Protección del gas con el argón, helio o una mezcla de ellos.
    4. 4. Alto punto de fusión de 6170°F .
  4. Características
    1. No se requiere de fundente y no hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura.
    2. Al igual que todos los sistemas de soldadura con protección gaseosa, el área de soldadura es claramente visible.
    3. Brinda soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión.
    4. No hay salpicadura, chispas ni emanaciones, al no circular metal de aporte a través del arco.
    5. El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la pistola y/o el metal de aporte.
2. SOLDADURA POR PLASMA (PAW)
  1. Se presenta en tres modalidades:
    1. 1. El flujo de gas de plasma no suele ser suficiente para proteger de la atmósfera al arco, el baño de fusión y al material expuesto al calentamiento.
    2. 2. Soldadura por fusión metal to metal, con corrientes de soldadura desde 20 Amp. hasta 100 Amp.
    3. 3. Soldadura Keyhole, por encima de los 100 Amp. en el cual el arco plasma penetra todo el espesor del material a soldar.
  2. Metodología para ser realizado
    1. 1. Se coloca un electrodo de tungteno dentro de una boquilla especialmente diseñada, la cual tiene una corriente de gas a alta velocidad.
    2. 2. Se forma una corriente de arco de plasma intensamente caliente a alta velocidad.
    3. 3. Se puede usar argón, argón-hidrógeno y helio como protectores del arco eléctrico.
  3. Características
    1. La soldadura por plasma es un proceso muy similar al de soldadura TIG. Es un sistema más desarrollado que el método de soldadura TIG, que proporciona un aumento de la productividad.
    2. En la soldadura por plasma la energía necesaria para conseguir la ionización la proporciona el arco eléctrico que se establece entre un electrodo de tungsteno y el metal base a soldar.
    3. . El flujo de gas de plasma no suele ser suficiente para proteger de la atmósfera al arco, el baño de fusión y al material expuesto al calentamiento.
  4. Beneficios
    1. Tiene aplicaciones tales como automóviles y sus ventajas incluyen una buena estabilidad de arco eléctrico.
    2. Un control de penetración mejor que en la mayoría de los otros procesos de soldadura con arco eléctrico.
    3. Altas velocidades de viaje y una excelente calidad de soldadura.
    4. El proceso se usa para soldar casi cualquier metal, incluyendo el tungsteno.
3. SOLDADURA POR RESISTENCIA (RW)
  1. Metodología
    1. 1. Se realiza por el calentamiento que experimentan los metales.
    2. 2. Hasta la temperatura de forja o de fusión debido a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica.
    3. 3. Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas a soldar.
    4. 4. Se colocan juntas a presión y se hace pasar por ellas una corriente eléctrica intensa durante un instante.
  2. Beneficios
    1. Sencillez del proceso, pues no requiere preparación especial de las chapas a unir.
    2. Robustez del proceso, ya que es capaz de absorber tolerancias considerables en variables perturba-doras tales como exceso de gaps, suciedad de chapas, atmósferas contaminadas, etc., que otras técnicas de soldadura tendrían una in-fluencia negativa decisiva.
    3. Alta velocidad de proceso, con tiempos de soldadura muy cortos y elevadas velocidades de paso de unos puntos a otros.
    4. Gran flexibilidad y adaptabilidad al poder integrar las pinzas de soldadura en instalaciones robotizadas capaces de ejecutar rutinas de tra-bajo muy diversas.
  3. Variables
    1. La magnitud de la corriente.
    2. El tiempo durante el cual esta corriente fluye.
    3. La fuerza al presionar las partes juntas (fuerza de los electrodos.
    4. Para el acero bajo en carbón usado comúnmente de 1/16" de grosor.
    5. Un valor típico de corriente es de 10.000 amperios.
    6. Una fuerza en los electrodos de 600 libras.
  4. El ciclo de soldeo se puede dividir en varias fases:
    1. FASE DE POSICIONAMIENTO: se ejerce presión sobre los electrodos de tal forma que se consiga la unión de los materiales a soldar.
    2. FASE DE SOLDEO: pasa la corriente eléctrica creando diferencia de potencial entre los electrodos. Se mantiene una presión entre los electrodos durante esta fase, que suele ser mejor que la ejercida en la fase de posicionamiento.
    3. FASE DE MANTENIMIENTO: se incrementa la presión ejercida después de cortarse la corriente eléctrica.
    4. FASE DE DECADENCIA: se reduce la presión hasta retirar la pieza una vez ya soldada.
  5. Características
    1. Los principales componentes de la soldadura por resistencia para una operación de soldadura de puntos por resistencia, proceso de uso más difundido en el grupo.
    2. Es un grupo de procesos de soldadura por fusión que utiliza una combinación de calor y presión para obtener una coalescencia.
    3. En comparación con la soldadura con arco eléctrico, la soldadura por resistencia no usa gases protectores y los electrodos que conducen la corriente eléctrica para el proceso son no consumibles.
    4. Algunas operaciones de soldadura basadas en en el calentamiento de una resistencia usan temperaturas abajo del punto de fusión.
4. SOLDADURA CON OXIACETILENO (OAW)
  1. Desventajas
    1. Produce deformaciones por la gran concentración de calor, por lo tanto no es recomendable para ciertos trabajos.
    2. La soldadura en espesores gruesos resulta antieconómico
    3. Es un proceso más caro que el de oxigeno –propano.
  2. Beneficios
    1. Suelda materiales ferrosos y no ferrosos.
    2. Mediante esta combinación, se alcanza alta temperatura de llama.
    3. Los equipos móviles son de fácil transportación, por medio de este equipo y con un dispositivo adicional, se facilita el corte de metales ferrosos permite el fácil calentamiento de piezas difíciles.
  3. Características
    1. Proceso de soldadura por fusión realizado mediante una flama de alta temperatura a partir de la combustión del acetileno y el oxígeno.
    2. Las dos etapas de combustión son visibles en la flama de oxiacetileno que emite el soplete, cuando la mezcla de acetileno y oxígeno está en la razón se denomina una flama neutral.
    3. La temperatura máxima se puede alcanzar en la punta del cono interno, las temperaturas de la segunda etapa son menores que las del cono interno.
    4. Durante la soldadura, la cubierta externa se extiende y protege de la atmósfera circundante las superficies de trabajo que se unen.
  4. Variables
    1. Alta presión. Cuando el acetileno trabaja a una presión , que varia entre 0.3 a0.5 kg/cm2 (4.26 a 7.1 lb/pulg2 ).
    2. Media presión. Cuando el acetileno trabaja a una presión , que varia entre 0.1 a0.3 kg/cm2 (1.42 a 4.26 lb/pulg2 ).
    3. Baja presión. Cuando el acetileno trabaja a una presión común descontando la s pérdida de las válvulas y los conductos.
    4. Varillas de 36 pulg (90cm) de longitud.
    5. Diámetros desde 1/6 de pulg hasta 3/8 de pulg.
    6. Alcanza una temperatura de 6300°C (3480°F).
Algunas limitaciones y desventajas de la soldadura:
1. La mayoría de las operaciones se realizan en forma manual y son elevadas en términos de costo de mano de obra.
2. Casi todos los procesos de soldadura implican el uso de mucha energía, y por consiguientes son peligrosos.
3. Dado que la soldadura obtiene una unión permanente entre los componentes, no permite un desensamble adecuado.
4. La unión soldada puede padecer ciertos defectos de calidad que son difíciles de detectar. Los defectos pueden reducir la resistencia de la unión.
Hay cinco tipos básicos de uniones por soldadura:
1. Unión empalmada
  1. Las partes se encuentran en el mismo plano y se unen en sus bordes.
2. Unión de esquina
  1. Sus partes forman un ángulo recto y se unen en la esquina del ángulo.
3. Unión superpuesta
  1. Consiste en dos partes que se sobreponen.
4. Unión en T
  1. Una parte es perpendicular a la otra en forma parecida a una T.
5. Unión de bordes
  1. Están paralelas con al menos uno de sus borden en común.

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