La soldadura constituye una unión fija entre dos o más piezas metálicas, por lo general de igual material, las cuales por medio de calor entregado a las mismas, y casi siempre a un material adicional de aporte, se funden y se combinan resultando una unión.

Soldaduras Fuertes: Unión por Cohesión.

Oxiacetilénica (autógena), soldadura eléctrica por arco voltaico, soldadura aluminotérmica y por resistencia eléctrica y presión.

Soldaduras Blandas: Unión por Adhesión.

Aleaciones de estaño y plomo, el material aportado es de menor resistencia y dureza que los que se unen

Soldaduras con aporte de material: Unión por fusión de los materiales o del material de aporte

Soldaduras sin aporte de material: Además de la fusión necesitan presión para la soldadura.

La resistencia de la soldadura depende de:

- Calidad del metal de aportación

- Espesor de la junta

- Tersura de las superficies

- Tipos de materiales a soldar

- Temperatura del soldado

- Duración del contacto entre la soldadura y la parte a la temperatura de soldado.

Valores óptimos del refuerzo en cortante: (valores últimos)

- Soldadura blanda: Cobre: 41.46 MPa (422.7 kg/cm2)

Acero dulce: 64.55 MPa (352.3 kg/cm2)

Latón: 27.64 MPa (281.8 kg/cm2)

-Soldadura Fuerte: Bronce: 345.47 MPa (3522.7 kg/cm2)

Se usa el calor de la llama producida por la combustión del acetileno (C2H2) al reaccionar con Oxígeno, después de que se mezclan en el soplete (boquilla y tubo mezclador)

El acetileno entra a 0,3 y 0,6 kg/cm2 máximo 1,5 kg/cm2.

El oxígeno entra a menos de 4 kg/cm2.

3200° c

C2H2 + O2 2OC + H2 + calor2OC2 + H2 +3/2O2 2CO2 + H2O + Calor

Producción de los gases

Acetileno:En generadores de acetileno: El carburo de calcio (CaC2) se combina químicamente con el agua (H2O) produciendo acetileno (C2H2)

CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 + calor

Caída de agua sobre carburoCaída de carburo sobre aguaContacto en balde volcador

Almacenado diluido en acetona en tubos de acero

Masa porosa de asbesto, tierra de diatomeas y carbón vegetal

P = 15 a 20 kg/cm2, Aproximadamente 6000 l a una presión absoluta de 19 kg/cm2 disueltos en 13 litros de acetona

Oxigeno:

Almacenado en tubos a 125 kg/cm2 - 200 kg/cm2 un volumen de 10000 l O2

El regulador o reductor de presión reduce la presión de almacenamiento a la de trabajo.

Zonas de temperaturas en la llama del sopleteSegún la cantidad de O2 combinado.

a. Zona fría de gases no quemados

b. Cono luminoso de la llama

c. Zona de soldadura

d. Llama dispersa por acceso de oxígeno del aire

Combustión Neutra: Sin exceso de combustible o comburente en la llama. Proporción O2 – C2O2 = 1 : 1.1

Para soldar acero. Aporte hierro dulce

Con exceso de O2: Núcleo pequeño y quema de material.

Para aleaciones de CuZn.

Con exceso de C2O2: Núcleo grande, sopladuras y soldadura defectuosa.

Para Fundición gris. Aporte Bronce.

Espesor de piezas a soldar

(mm)

Presión de O2 (MPa)

Consumo de C2O2 (l/h)

Consumo de O2 (l/h)

Consumo de C2O2 (l/ mm de soldadura)

Tiempos de soldadura en

(min/mm)

1 0.10 80 90 10 5

2 0.10 140 175 25 8

3 0.10 220 270 40 11

3 a 5 0.12 290 360 70 16

5 a 7 0.14 430 500 150 24

7 a 9 0.17 570 700 220 42

9 a 10 0.18 950 1.000 300 60

10 a 12 0.20 1.400 1.500 400 72

12 a 15 0.22 2.000 2.100 600 105

15 a 25 0.30 2.400 2.700 2.000 165

Consumo de O2 y C2O2 en función del espesor de las piezas a soldar

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 2 4 6 8 10 12

Espesor de las piezas (mm)

Consumo de C2O2 (l/h)

Consumo de O2 (l/h)

Consumo de C2O2 (l/ mm de soldadura)

Tiempos de soldadura (min/mm)

Consumo de O2 y C2O2 en función del espesor de las piezas a soldar

Disposición de las piezas a soldar con respecto al soldador

a. Soldadura en planta horizontal: El material de aporte se deposita, luego de fundido, por gravedad.

b. Soldadura horizontal sobre pared: El material fundido tiende a escurrirse hacia abajo

c. Soldadura vertical: presenta un grado de dificultad similar al anterior.

d. Soldadura sobre cabeza: Mayor dificultad. El metal fundido tiende a desprenderse.

Soldadura a izquierda: La varilla del aporte va delante de la llama, (ambas en zigzag). Esta por soplado empuja el material fundido hacia delante.

Para materiales de hasta 3 mm de espesor.

Inconvenientes de pérdida de calor, enfriamiento rápido y textura con defectos

Soldadura a derecha: La varilla del aporte va siguiendo a la llama. (ambas en forma circular)

Para espesores de más de 3 mm.

La llama calienta la zona de fusión y retiene el material fundido por efecto de soplado

Se funden las piezas a soldar y el aporte.

Se usa el calor del arco voltaico producido al circular una corriente eléctrica, a través del aire, entre los electrodos positivo y negativo, constituidos por la pieza a soldar que actúa de ánodo y la pinza con la varilla del material de aporte que es el cátodo.

Se alcanzan temperaturas de hasta 3600C

Electrodo: Es la pinza con la varilla de aporte de material

Pieza: Es el material a soldar.

La corriente eléctrica se produce en un transformador-rectificador conectado a la red eléctrica industrial o en un generador de corriente continua movido por un motor eléctrico o motor de combustión interna.

Generalmente se usa corriente continua

De 50 V a 70 V para encender el arco y de 20 V y 30 V durante el trabajo. La corrientes circulante varía de 50 a 500 amperes.

Electrodos

Está constituido por una varilla de acero o aleación, las que actualmente vienen todas revestidas o recubiertas con un material especial

Recubrimientos:

Revestimiento de rutilo óxido de titanio.

Revestimiento ácido: Ferro manganeso

Revestimiento básico: Carbonato cálcico

Revestimiento orgánico: Celulosa

Función del revestimiento

El revestimiento se funde y forma una envoltura gaseosa que impide la penetración del nitrógeno y del oxígeno del aire, que causarían, el primero la fragilidad del material y, el segundo, inclusiones de óxidos, que debilitan la soldadura.

Además el revestimiento contiene elementos que suplen las materias eliminadas por la combustión, como por ejemplo el manganeso y el carbono.

Al ionizar el aire, estabiliza el arco eléctrico.

Forma escorias que cubren el cordón de soldadura, disminuyendo la velocidad de enfriamiento con lo que se reducen las tensiones en el material además de absorber las impurezas del baño de fusión.

Número de electrodo AWS

Resistencia a la tensión

MPa (kpsi)

Límite Elástico

MPa

Elongación (%)

E60xx 427 (60) 345 17- 25

E70xx 482 (70) 393 22

E80xx 551 (80) 462 19

E90xx 620 (90) 531 14 – 17

E100xx 689 (100) 600 13 – 16

E110xx 760 (110) 670

Propiedades mínimas de los metales de aporte

AWS: American Welding Society.

2 o 3 primeros dígitos: Resistencia a la tensión (kpsi – ksi)

Penúltimo dígito: Posición del soldado: 1. Plana, horizontal, vertical y elevada

2. Filetes planos y horizontales

3. Solo en posición plana

Último dígito: Variables de la técnica de soldado como fuente de corriente.

Los diámetros varían entre 1/16 y 5/16 in o 2 a 8 mm

Propiedades de aplicación de varios electrodos

Clasificación Penetración Aplicación Básica

E6010 Profunda Buenas propiedades mecánicas, Especialmente en pases múltiples, como en edificios, puentes, recipientes a presión y tuberíasE6011

E6012Media

Bueno para filetes horizontales de alta velocidad y un solo pase. Fácil de manejar. Especialmente para casos de pobre ajuste.

E6013Media Para obtener soldaduras de buena

calidad dentro del metal

E6020 Profunda mediaPara soldaduras de filete horizontal en secciones pesadas.

E6027 MediaElectrodo de polvo de hierro. Rápido y fácil de manejar.

Espesor de la Chapa. mm

Diámetro del electrodo. mm

Intensidad de la corriente A

Energíaabsorbida kwh

Consumo de electrodos. kg

2 2 40 – 60 0,8 0,1

4 3 a 4 80 – 120 1,2 0,2

6 3 a 5 130 – 180 2 0,4

8 3 a 5 130 – 200 3 0,6

10 4 a 6 140 –210 4 0,8

12 4 a 6 150 – 220 5 1,0

14 4 a 6 160 – 230 6 1,2

16 4 a 6 170 – 240 7 1,4

18 4 a 6 175 – 250 8 1,6

20 4 a 6 175 – 260 9 1,8

22 4 a 6 180 – 260 10 2,1

24 4 a 6 185 – 260 11 2,4

26 4 a 8 190 – 260 12 2,7

30 4 a 8 200 – 260 14 3,3

Selección y rendimiento de electrodos.

Al hacer circular una corriente eléctrica a través de dos piezas, la zona de contacto, al presentar mayor resistencia que el resto de las mismas, experimenta una elevación de temperatura por el paso de la corriente. Esto hace que las partes en contacto se fundan, y al presionarlas una contra otra se unan, soldándose al enfriarse y solidificarse nuevamente.

La soldadura se realiza utilizando dos electrodos con los cuales se aplica una tensión eléctrica a las piezas haciendo circular una corriente.

Con los mismos electrodos, se aplica una presión a ambas piezas con lo cual se logra que se suelden en las partes en contacto.

El contacto donde se produce la soldadura puede ser puntual, lineal o con características especiales, utilizándose distintos tipos de electrodos

Soldadura por puntos

Los dos electrodos generalmente son cilíndricos y enfriados interiormente por agua, con un diámetro D en el cuerpo del electrodo y d en la punta de contacto.

Para materiales delgados: d = 0,25 + 2t

para materiales gruesos: d = (2.54.t)1/2

Longitud de solape: L = d +2e

emax = d

Se utilizan voltajes del 2V a 10V y corrientes de 3.000 A a 50.000 A, con fuerzas desde 10 N a los 100 N

Soldadura por Costura

Es una serie de soldaduras por puntos en forma continua hechos por un electrodo circular que rueda sobre las piezas a unir al mismo tiempo que se aplica una tensión eléctrica y una fuerza mecánica.Las dimensiones son las mismas que para la soldadura por puntos.Los electrodos están constituidos por dos ruedas o rodillos de cobre de diámetros que varían, según el espesor del material a soldar, de 5 cm a 60 cm o más.

Soldadura con resaltos

Para piezas fabricadas en serie

Soldadura a tope

En aceros de bajo carbono, metales no ferrosos como cobre, aluminio y

aleaciones de cobre y zinc

Soldadura por Chisporroteo

Igual a la anterior, excepto que se separan para producir el calor. La soldadura queda sin impurezas

Para aceros de alto carbono.