REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DE LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICADE LA FUERZA ARMARA NACIONAL

U.N.E.F.A.NUCLEO PUERTO CABELLO

PUERTO CABELLO, JUNIO 2009

SOLDADURA

La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y agregando un material de relleno fundido (metal o plástico), el cual tiene un punto de fusión menor al de la pieza a soldar, para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fuerte. A veces la presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.

LOS EFECTOS DE CONTAMINANTES COMUNES

CobreUniones con apariencia arenosa, la capacidad de mojarse se ve reducida.

Aluminio Uniones arenosas, aumenta la escoria en el crisol.

CadmioReduce la capacidad de mojado de la soldadura, causa que la unión se vea muy opaca.

ZincProvoca que el índice de escoria aumente, las uniones se ven escarchadas.

Antimonio

En cantidades arriba de 0.5% puede reducir la capacidad de mojarse de la soldadura. En pequeñas cantidades mejora la capacidad de baja temperatura de la unión de la soldadura.

Hierro Produce niveles excesivos de escoria.

Plata

Puede provocar uniones opacas, en concentraciones muy altas hará que la soldadura sea menos móvil. No es un contaminante malo. Se añade a algunas aleaciones en forma deliberada.

NickelEn pequeñas concentraciones, provoca pequeñas burbujas o ampollas en la superficie de la unión.

DEFECTOS DE LA SOLDADURAPorosidad:

Se usa para describir los huecos globulares, libre de todo material sólido, que se encuentra con frecuencia en los cordones de soldadura. En realidad, los huecos son una forma de inclusión que resulta de las reacciones químicas que tienen lugar durante la aplicación de la soldadura. Difieren de las inclusiones de escoria en que contienen gases y no materia sólida.

DEFECTOS DE LA SOLDADURAInclusiones no Metálicas:

Son los óxidos no metálicos que se encuentran a veces en forma de inclusiones alargadas y globulares en los cordones de soldadura. Durante la formación del deposito y la subsecuente solidificación del metal de la soldadura, tienen lugar muchas reacciones químicas entre los materiales (fundente), o con la escoria producida. Algunos de los productos de dichas reacciones son compuestos no metálicos, solubles solo en cierto grado en el metal fundido. Debido a su menor densidad, tienden a buscar la superficie exterior del metal fundido, salvo que encuentren restricciones para ello.

DEFECTOS DE LA SOLDADURAAgrietamiento:

El agrietamiento de las juntas soldadas ocurre por la presencia de esfuerzos multidireccionales localizados que en algún punto rebasan la resistencia máxima del metal. Cuando se abren grietas durante la soldadura o como resultado de ésta, generalmente solo es aparente una ligera deformación de la pieza de trabajo.

Después que se ha enfriado una junta soldada, hay mas probabilidades de que ocurra agrietamiento cuando el material es duro o frágil. Un material dúctil soporta concentraciones de esfuerzo que pudieran ocasionar falla en un material duro o frágil.

DEFECTOS DE LA SOLDADURAPenetración incompleta:

Esta expresión se usa para describir la situación en que el metal depositado y el metal base no se funden en forma integral en la raíz de la soldadura. Puede ser ocasionada porque la cara de la raíz de la soldadura de ranura no alcance la temperatura de fusión a toda su altura, o porque el metal de la soldadura no llegue a la raíz de una soldadura de filete, y deje el hueco ocasionado por el puenteo del metal de la soldadura desde un miembro al otro.

DEFECTOS DE LA SOLDADURASocavamiento

Se emplea este término para describir:

a.- la eliminación por fusión de la pared de una ranura de soldadura en el borde de una capa o cordón, con la formación de una depresión marcada en la pared lateral en la zona a la que debe unirse por fusión la siguiente capa o cordón.

b.- la reducción de espesor en el metal base, en la línea en la que se unió por fusión el último cordón de la superficie.

DEFECTOS DE LA SOLDADURARECHUPE.

LUGAR DONDE EL METAL DE LA SOLDADURA SE CONTRAE FORMANDO CANALADURAS ESPACIADAS QUE PARECEN GRIETAS EN EL CENTRO DEL CORDON DE RAIZ Y A UN LADO DE DICHO CORDON JUNTO AL METAL BASE.

MANCHAS EN FORMA DE ISLOTES, REGULARMENTE ESPACIADAS QUE SE PRESENTAN EN EL CENTRO DEL CORDON DE RAIZ.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Cebado del arco.

Sujete con una mano el soporte del electrodo y con la otra la pantalla protectora. Encienda el arco preferiblemente sobre una pieza mártir, en la cual frotará varias veces el electrodo. Se producirán chispas. Levante el electrodo hasta unos 4 -5 mm para que se pueda formar el arco (podrá escuchar como crepita). Baje el electrodo 2-3 mm sobre la pieza a soldar. La crepitación se produce ahora regularmente: si mantiene el electrodo demasiado alto se interrumpirá de manera regular y cesará totalmente si la acerca demasiado a la superficie. Por tanto, el truco consiste en no interrumpir la corriente.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Punteo.

Antes de proceder a la soldadura propiamente dicha, deberá ensamblar las dos piezas por puntos (puntos de soldadura), para que no se separen posteriormente. Ponga puntos bastante pequeños en el centro y después en los extremos de la junta para que se fundan, después, en el cordón.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Soldadura.

Desde el momento en el que el arco aparezca, fundirá las superficies a soldar, emitiendo un fuerte escape de gas. Este gas repele el metal en fusión formando pequeñas olas sobre su superficie. El metal del electrodo en fusión mezclado con el metal de la pieza, también fundida, rellenan el cráter abierto por el calor: esto es el cordón de soldadura. Los vapores emitidos por la fusión del recubrimiento del electrodo protegen el metal de la oxidación y dan a la soldadura su aspecto final.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Sentido.

Una persona diestra realizará la soldadura de izquierda a derecha, una persona zurda de derecha a izquierda. Mantenga el portaelectrodo inclinado 15° en relación a la línea vertical imaginaria. El ángulo entre la junta a realizar y el electrodo es, por tanto de 75°. Suelde "tirando" y no "empujando". Vigile bien el arco y el cordón.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Cordón.

Un cordón bien realizado deberá presentar estrías regulares. Un gran número de estrías indica que la soldadura ha sido efectuada con una intensidad muy débil. Una intensidad muy elevada producirá, sin embargo, un cordón llano, sucio y deforme. El cordón deberá contar con una largura de 3 a 4 veces el grosor del metal.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Picado de la escoria.

Una parte del recubrimiento del electrodo se extiende sobre la soldadura, siempre que ésta esté todavía caliente. Este depósito, que permanece sobre la soldadura ya fría, se llama "escoria". La escoria nunca debe ser incluida en el cordón de la soldadura. Una vez frío, elimínelo con ayuda de un martillo para picar.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Cepillado.

Para que las juntas de su soldadura tengan un aspecto cuidado frótelas, después del picado de la escoria, con ayuda de un cepillo metálico. También podrá utilizar esmeriladora de ángulo, equipada de un accesorio especial.

COMO REALIZAR EL CORDON DE SOLDADURA

Diversas soldaduras.

Si el vacío a rellenar entre las dos piezas a soldar es muy ancho pero poco profundo, puede proceder en varios pasos sucesivos. Al realizar cada cordón, deberá eliminar la escoria y limpiar con el cepillo metálico para ofrecer así una buena adherencia.

EXISTEN DIFERENTES TIPOS DE UNIONES DE LOS

MATERIALES

CALIDAD

Muy a menudo, la medida principal usada para juzgar la calidad de una soldadura es su fortaleza y la fortaleza del material alrededor de ella. Muchos factores distintos influyen en esto, incluyendo el método de soldadura, la cantidad y la concentración de la entrada de calor, el material base, el material de relleno, el material fundente, el diseño del empalme, y las interacciones entre todos estos factores. Para probar la calidad de una soldadura se usan tanto ensayos no destructivos como ensayos destructivos, para verificar que las soldaduras están libres de defectos, tienen niveles aceptables de tensiones y distorsión residuales, y tienen propiedades aceptables de zona afectada por el calor (HAZ). Existen códigos y especificaciones de soldadura para guiar a los soldadores en técnicas apropiadas de soldadura y en cómo juzgar la calidad éstas.

TIPOS DE SOLDADURASOLDADURA TIG

La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en porcentajes no superiores a un 2%. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 ºC), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos.

1) Dirección de la soldadura

2) GTAW cabeza

3) Relleno de varilla

4) Poder de protección de gas

5) Arco eléctrico

6) Tubo de contacto

7) Electrodo de tungsteno

8) Soldadura de bolas

9) Blindaje de gas

10) Cobre calzado (opcional)

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TIPOS DE SOLDADURASOLDADURA MAG

La soldadura MAG (Metal Active Gaswelding) es un tipo de soldadura que utiliza un gas protector químicamente activo (dióxido de carbono, argón más dióxido de carbono o argón más oxígeno). El material de aporte tiene forma de varilla muy larga y es suministrado continuamente y de manera automática por el equipo de soldadura.

Entrada de gas

ToberaBoquilla de contacto

Electrodo continuoGas de protección

Arco

Gota de metal fundido

Pieza

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA GMAW

La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo consumible y continuo que es alimentado a la pistola junto con el gas inerte en soldadura MIG o gas activo en soldadura MAG que crea la atmósfera protectora. Hace que no sea necesario estar cambiando de electrodo constantemente.

GMAW área de soldado. (1) Dirección de avance, (2) Tubo de contacto, (3) Electrodo, (4) Gas (5) Metal derretido de soldadura, (6) Metal de soldadura solidificado, (7) Pieza a soldar.

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO; Submerged Arc Welding (SAW)

En el proceso SAW se forma un arco entre un electrodo continuo consumible y el metal a soldar. Para la protección del baño y el arco se utiliza un fundente pulverizado, provisto desde una tolva que se desplaza delante del electrodo, que los cubre completamente. De esta manera el arco resulta invisible, lo que constituye una ventaja, pues evita el empleo de elementos de protección contra la radiación infrarroja y ultravioleta.

Alimentador de fundente

Electrodo continuo

Fundente recuperable

Escoria

Metal solidoMetal base

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA MANUAL AL ARCO CON ELECTRODOS REVESTIDOS; Shielded Metal Arc Welding (SMAW)

El calor del arco funde el metal base, la punta del electrodo y quema el revestimiento, se produce entonces la atmósfera adecuada para que se produzca la transferencia de las gotas del metal fundido desde el alma hasta el baño de fusión en el material base y una abundante escoria que flota por encima del baño de fusión, todo esto para evitar que el metal fundido entre en contacto con el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno del aire.

Gas protectorMetal fundido

Escoria

Electrodo

NúcleoRevestimiento

Arco

Gotas de metal

Metal base

TIPOS DE SOLDADURASOLDADURA EN FRÍO

Se entiende por soldadura en frío al encolado o pegado de dos o más partes por intermedio de un tercer material adhesivo generalmente derivados del petróleo.

Cuando se utilizan piezas de PVC, Alto Impacto, Acrílico, existen químicos capaces de realizar las uniones disolviendo el material de las superficies a unir, fusionándolas.

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA EXPLOSIVA

El proceso de soldadura por explosión se conoce técnicamente como EXW (EXplosion Welding), basándose en la detonación de una carga explosiva colocada adecuadamente y que obliga a uno de los metales que se desean soldar a precipitarse aceleradamente sobre otro.

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA POR FRICCIÓN

La soldadura por fricción es un método de soldadura que aprovecha el calor generado por la fricción mecánica entre dos piezas en movimiento.

Es utilizada para unir dos piezas aun cuando una de ellas por lo menos sea de igual o distinta naturaleza, por ejemplo: acero duro y acero suave, aluminio y aleaciones, acero y cobre, etc. El principio de funcionamiento consiste en que la pieza de revolución gira en un movimiento de rotación fijo o variable alrededor de su eje longitudinal y se asienta sobre la otra pieza. Cuando la cantidad de calor producida por rozamiento es suficiente para llevar las piezas a la temperatura de soldadura, se detiene bruscamente el movimiento, y se ejerce un empuje el cual produce la soldadura por interpenetración granular

Apoyo

Borde anterior de la herramienta

Unión

Dirección de Soldadura (DR)

Lado de Avance (LA)

Dirección de Rotación (DR)

Lado de Retroceso (LR)Borde posterior de la herramienta

Perno

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA POR FUSIÓN

En la soldadura de los metales, la técnica que consiste en calentar dos piezas de metal hasta que se derriten y se funden entre sí se le llama soldadura por fusión. Puede ser con aporte de material.

SOLDADURA SIN FUSIÓN

Si el proceso consiste en calentar los metales hasta una temperatura inferior a su punto de fusión y unirlos con un metal de aporte fundido, o calentar los metales hasta que están blandos para martillarlos o unirlos a presión entre sí. Se llamaría soldadura sin fusión.

TIPOS DE SOLDADURASOLDADURA A GAS

La soldadura a gas fue unos de los primeros procesos de soldadura de fusión desarrollados que demostraron ser aplicables a una extensa variedad de materiales y aleaciones. Durante muchos años fue el método más útil para soldar metales no ferrosos. Sigue siendo un proceso versátil e importante pero su uso se ha restringido ampliamente a soldadura de chapa metálica, cobre y aluminio. El equipo de soldadura a gas puede emplearse también para la soldadura fuerte, blanca y corte de acero.

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA POR INDUCCIÓN

La soldadura por inducción es un tipo de soldadura que se produce al aprovechar el calor generado por la resistencia al flujo de la corriente eléctrica inducida que se tiene en la piezas a unir. Por lo regular esta soldadura se logra también con presión.

TIPOS DE SOLDADURASOLDADURA POR PLASMA

La soldadura por arco plasma es conocida técnicamente como PAW (Plasma Arc Welding), y utiliza los mismos principios que la soldadura TIG, por lo que puede considerarse como un desarrollo de este último proceso. Sin embargo, tanto la densidad energética como las temperaturas son en este proceso mucho más elevadas ya que el estado plasmático se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura suficiente para conseguir su ionización, separando así el elemento en iones y electrones. La mayor ventaja del proceso PAW es que su zona de impacto es dos o tres veces inferior en comparación a la soldadura TIG, por lo que se convierte en una técnica óptima para soldar metal de espesores pequeños.

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA POR PUNTOS

La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia, útil en láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5 y 3 mm de espesor, que se logra mediante el calentamiento de una pequeña zona al hacer circular una corriente eléctrica.

SOLDADURA DE CHOQUE

La soldadura de choque es una forma particular de la soldadura por puntos, utilizada para unir láminas de acero inoxidable. Se logra apretando las dos piezas entre sí y haciendo pasar a través de ellas una corriente eléctrica muy fuerte durante un lapso muy breve.

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA CON RAYO DE ELECTRONES

La soldadura por rayos de electrones es un proceso de soldadura en el cual la energía requerida para derretir el material es suministrada por un rayo de electrones.

Para evitar la dispersión del rayo de electrones la pieza de trabajo es generalmente ubicada en una cámara de vacío, aunque se ha intentado también realizar soldadura por rayo de electrones bajo presión atmosférica. La región afectada por el calor es muy pequeña. En este tipo de soldadura no hay material de aporte.

SOLDADURA POR RAYO LÁSER

La soldadura por rayo láser es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obteniéndose la correspondiente unión entre los elementos involucrados. En la soldadura láser comúnmente no existe aportación de ningún material externo y la soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre estos puntos.

TIPOS DE SOLDADURASOLDADURA ULTRASÓNICA

La soldadura ultrasónica es un proceso relativamente nuevo. Consiste en una máquina con punta de base plana, se colocan los materiales uno encima de otro y después se baja la punta de la máquina, esta emite una onda ultrasónica que mueve las moléculas de ambos materiales provocando que estas se fundan. Los parámetros deben de ser ajustados cada vez que se altera en espesor de pared de los materiales a fundir. Una ejemplo de su uso en la industria es la de soldar cables a terminales.

SOLDADURA ALUMINOTÉRMICA

La soldadura aluminotérmica es un procedimiento de soldadura utilizado en railes de vías férreas Se basa en el proceso, fuertemente exotérmico, de reducción del óxido de hierro por el aluminio, según la fórmula

Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe + calor

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA OXIACETILÉNICA

La soldadura oxiacetilénica es la forma más difundida de soldadura autógena. Si se van a unir dos chapas metálicas, se colocan una junto a la otra. Se procede a calentar rápidamente hasta el punto de fusión solo la unión y por fusión de ambos materiales se produce una costura.

Reacciones de combustión:

Combustión primaria: relación 1:1

C2H2 + O2 ----- 2CO + H2 + calor

Combustión secundaria:

2CO + H2 + 1.5 O2 -----2CO2 + H2O + calor

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA OXIACETILÉNICA

TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA BLANDA

Este tipo de soldadura consiste en unir dos fragmentos de metal, que suele ser con asiduidad de cobre, hierro o latón, por medio de un metal de aportación de bajo punto de fusión (por debajo de los 450 °C) y por debajo del punto de fusión de los metales a soldar, normalmente se usa una aleación eutéctica compuesta en su mayoría de estaño y plomo.

SOLDADURA ELÉCTRICA

En el campo de la electricidad y electrónica se usa para unir componentes entre si o con cables. El estaño blanco proporciona buena continuidad eléctrica y es el material de aportación más usado, aunque en ciertos componentes se usan aleaciones con plata u oro.