SOLDADURA

SOLDADURA

1 C.F.G.M - Metal

SOLDADURA

La soldadura es un proceso de unin de materiales, en el cual se funden las superficies de contacto de dos o ms partes mediante la aplicacin de calor o precisin.

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

Muchos procesos de soldadura se obtienen solamente por el calor sin aplicar presin. Otros se obtienen mediante una combinacin de calor y presin, y unos nicamente por presin sin aportar calor externo.

En algunos casos se agrega un material de aporte o relleno para facilitar la fusin. La soldadura se asocia con partes metlicas, pero el proceso tambin se usa para unir plsticos.

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

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

La unin soldada puede ser ms 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 tcnicas correctas de soldar.

La soldadura es la forma ms econmica de unir componentes. Los mtodos alternativos requieren las alteraciones ms complejas de las formas (Ej. Taladrado de orificios y adicin de sujetadores: remaches y tuercas). El ensamble mecnico es ms pesado que la soldadura.

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

Adems de las ventajas indicadas, tiene tambin desventajas:

La mayora 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 energa y es peligroso.

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

La unin soldada puede tener defectos de calidad que son difciles de detectar. Estos defectos reducen la resistencia de la unin.

SOLDADURA BLANDA

La soldadura blanda consiste en unir piezas por medio de una aleacin metlica, fcilmente fundible (debajo punto de fusin) tal como el estao, el plomo, etc. Esta soldadura ofrece una resistencia generalmente inferior a la de los metales a los cuales se aplica, y no puede someterse en uniones que deban emplearse a mas de 200C esta indicada especialmente para uniones de hojalata, chapas galvanizadas, piezas de latn y bronce, algunas veces en piezas de hierro y sobre todo en tubos de plomo y en conexiones de electricidad y electrnica.

Para efectuar este tipo de soldadura se necesita un soldador de cobre que puede ser calentado con una lampara de soldar, o tambin se puede utilizar un soldador de calentamiento elctrico. El metal de aportacin se emplea, generalmente en barra. Adems es necesario emplear ciertos cuerpos como dexosidantes (que evitan la oxidacin) y fundamentes (que ayudan a fundir la escoria). Para hacer una buena soldadura se han de limpiar con cuidado las partes que han de unirse.

Distintos componentes utilizados

en la soldadura blanda.

Distintos soldadores utilizados

en la soldadura blanda.

SOLDADURA FUERTE

La soldadura fuerte, llamada tambin amarilla consiste en unir piezas mediante la fusin de un metal que tiene un punto de fusin relativamente elevado, como los latones, el cobre o las aleaciones de plata. La temperatura de fusin debe ser inferior a la de los metales a unir. El metal de aportacin se usa en forma de grano, de hilos o chapitas, segn la forma de las piezas que se han de soldar, el desoxidante empleado es el llamado brax u otros preparados comerciales. Se recurre a este tipo de soldadura cuando hay que efectuar una unin slida y resistente, sin fundir las piezas a enlazar. Se puede efectuar sobre metales y aleaciones de elevado punto de fusin como son: el acero, la fundicin y los bronces.

El equipo de soldadura utilizado puede ser una soldadura autgena, elctrica, oxiacetilnica, WIG, MAG, etc.

Distintos clases de soldadura fuerte.

SOLDADURA OXIACETILENICA

La soldadura con soplete de gas, llamado vulgarmente soldadura autgena, se puede efectuar con distintos combustibles como el gas acetileno que se quema con oxigeno este tipo de soldadura llamado soldadura oxiacetilnica.

Elementos de que consta una instalacin para soldadura oxiacetilnica:

Un gasogeno de acetileno o bien una botella que lo contenga comprimido en sus vlvulas igmanometros. El acetileno es un gas incoloro de olor caracterstico que arde en el aire con llama muy luminosa.

Una botella cargada de oxigeno con sus vlvulas de cierre y reduccin con manmetros de alta y baja presin. Son cilindros de acero muy resistentes.

Las tuberas necesarias para la conduccin de ambos gases con una vlvula de seguridad en la de acetileno. La vlvula de seguridad es la encargada de que no se ocasione un retroceso del oxigeno con la tubera del acetileno.

Sopletes con varias boquillas que permite la soldadura de piezas de distintos espesores y estarn destinados a mezclar ntimamente los gases oxigeno y acetileno para lograr una perfecta combustin.

Componentes del equipo de soldadura oxiacetilnica.

Metal de aportacin, dexosidantes; es el que se deposita fundido entre las dos piezas con objeto de soldarlas y evitar su oxidacin la cual es el peor enemigo de una buena soldadura.

En el procedimiento de la soldadura oxiacetilnica los materiales a soldar son el acero, el hierro, etc. Empleados en la construccin, industria naval frrea, automovilstica, etc.

Operario soldando con soldadura oxiacetilnica

SOLDADURA ELECTRICA

Soldadura con arco elctrico: Es un proceso de soldadura por fusin en el cual la unificacin de los metales se obtiene mediante el calor de un arco elctrico entre un electrodo y el trabajo. El arco elctrico es una descarga de corriente elctrica a travs de una separacin en un circuito y se sostiene por la presencia de una columna de gas ionizado (llamado plasma), a travs de la cual fluye la corriente.El arco elctrico se inicia al acercar el electrodo a la pieza, despus del contacto se separa rpidamente de la pieza a una distancia corta.El arco elctrico produce temperaturas hasta 3000C o ms que son suficientes para fundir cualquier metal. Se forma un pozo de metal fundido que consiste en metal base y el metal de aporte (cuando se usa), cerca de la punta del electrodo. En la mayora de los procesos de soldadura con arco elctrico se agrega un metal de aporte durante la operacin para aumentar el volumen y fortalecer la unin soldada. Conforme el electrodo se mueve a lo largo de la unin, el pozo de metal fundido se solidifica de inmediato.

Los electrodos que se usan en este tipo de soldadura pueden ser consumibles o no consumibles, estas sustancias que componen los electrodos pueden ser de carcter cido, bsico, oxidante o neutro.

( Los electrodos consumibles pueden ser en forma de varillas o alambres. El arco elctrico consume el electrodo durante el proceso de soldadura y este se aade a la unin fundida como metal de relleno. Las desventajas de electrodos de varillas es que deben cambiarse en forma peridica. El alambre tiene la ventaja que se puede alimentar continuamente desde cabinas y esto evita interrupciones frecuentes.

(Los electrodos no consumibles estn hechos de tungsteno que resisten la fusin mediante el arco elctrico. El electrodo de tungsteno se gasta gradualmente como cualquier herramienta. El metal de relleno debe proporcionarse mediante un alambre separado.

El equipo de soldadura por arco elctrico funciona mediante corriente elctrica la que no puede ser usada directamente de la red elctrica originaria si no que llevara unos aparatos llamados transformadores que son capaces de suministrar distintas intensidades segn las necesidades o tambin se pueden emplear generadores de corriente continua llamados convertidores.

En la soldadura con arco elctrico las altas temperaturas provocan que los metales que se unen reaccionen con el oxgeno, nitrgeno, hidrgeno del aire. Las propiedades mecnicas de la unin soldada pueden degradarse debido a estas condiciones. Para proteger la soldadura, todos los procesos con arco elctrico estn previstos con algn medio para proteger el arco del aire. Esto se logra cubriendo la punta del electrodo, el arco elctrico y el pozo de la soldadura fundida, con gas, fundente o ambos. Los gases de proteccin son: el argn, el helio que son inertes.

El fundente es una sustancia que se usa para evitar la formacin de xidos, lo disuelve y facilita su fcil remocin. Durante la soldadura, el fundente se derrite y se convierte en escoria lquida que cubre la operacin y protege la soldadura. La escoria se endurece a medida que se enfra, y se remueve con cepillo o cincel.

Tambin el fundente proporciona una atmsfera protectora, estabiliza el arco elctrico y reduce las salpicaduras. El fundente se puede aplicar de las siguientes formas:

Vaciando el fundente granular en la operacin

Usando electrodo de varilla cubierto con fundente

Usando electrodos tubulares que contiene fundente en el ncleo

En el procedimiento de la soldadura elctrica los materiales a soldar son el acero, el hierro, etc. Empleados en la construccin, industria naval frrea, automovilstica, etc.

Soldadura con arco protegido:

Es un proceso de soldadura con arco elctrico que usa un electrodo consumible y consiste de una varilla de metal de aporte recubierta con materiales qumicos que proporcionan un fundente y proteccin.

Este proceso se llama tambin soldadura de varilla. El metal de aporte debe ser compatible con el metal que se va a soldar. El recubrimiento consiste en celulosa pulverizada (polvos de algodn y madera) mezclado con xidos, carbonatos y otros ingredientes mediante un aglutinante de silicato. En ocasiones se incluyen en el recubrimiento polvos metlicos para aumentar la cantidad de metal de aporte. El calor del proceso funde el recubrimiento y proporciona una atmsfera protectora y escoria. Tambin ayuda a estabilizar el arco elctrico y regula la velocidad a la que se funde el electrodo.

Este procedimiento puede tener desventajas que son:

La varilla se cambia peridicamente

Como vara la longitud del electrodo, esto afecta el calentamiento de la resistencia del electrodo. Los niveles de corriente deben mantenerse dentro de un rango seguro, o el recubrimiento se sobrecalentar y fundir prematuramente

En el procedimiento de la soldadura elctrica con arco protegido los materiales a soldar son el acero, el hierro, etc. Empleados en la construccin, industria naval frrea, automovilstica, etc.

Soldadura con Arco Sumergido

Es un proceso que usa un electrodo de alambre desnudo consumible continuo. El arco elctrico se protege mediante una cobertura de fundente granular.

El alambre del electrodo se alimenta desde un rollo. El fundente se introduce a la unin ligeramente adelante del arco de la soldadura por gravedad. El manto de fundente granular cubre por completo la operacin de soldadura con arco elctrico, evitando chispas, salpicaduras, radiaciones que son muy peligrosas. Por lo tanto, el operador no necesita usar la mscara protectora. La parte del fundente ms cercana del arco se derrite y se mezcla con el metal de soldadura fundido para remover impurezas que despus se solidifican en la parte superior de la unin soldada y forman una escoria con aspecto de vidrio. Los granos de fundente no derretidos en la parte superior proporcionan una buena proteccin de la atmsfera y un buen aislamiento trmico para el rea soldada. Esto produce un enfriamiento, bajo una unin soldada de alta calidad con buenos parmetros de resistencia y ductibilidad. En el procedimiento de la soldadura elctrica con arco sumergido los materiales a soldar son el acero, el hierro, etc. Empleados en la construccin, industria naval frrea, automovilstica, etc.

Soldadura por arco sumergido

Sistema de gas inerte o sistema WIG El proceso se puede realizar con metal de relleno o sin metal. En este proceso se utiliza un electrodo de wolframio o tungsteno

Cuando se usa un metal de aporte este se agrega al pozo de soldadura desde una varilla separada. El tungsteno es un buen material para electrodo debido a su alto punto de fusin 3410 C. Los gases protectores son argn, helio o mezcla de ellos.Este tipo de soldadura se aplica a la mayora de los metales de diferentes espesores, y para combinaciones de metales diferentes.

Tiene como ventajas:

Alta calidad a la hora de acabado.

No hay salpicaduras debido a que no hay material de soporte a travs del arco elctrico

No requiere limpieza porque no usa fundente.

Sistema MAG

Este mtodo difiere del WIG en que el electrodo es la misma varilla de aportacin (al igual que el electrodo en el sistema convencional). Esta varilla puede ser de dimetros comprendidos entre 0.8mm y 2.4mm; se alimenta automticamente con una velocidad adecuada.

El gas protector suele ser CO2, que resulta muy barato. Tambin puede emplearse una combinacin de varios gases.

El gas hace llegar por la misma boquilla en el mismo punto de la soldadura.

En el procedimiento de la soldadura de sistema MAG los materiales a soldar son el acero, el hierro, etc. Empleados en la construccin, industria naval frrea, automovilstica, etc.

Soldadura por arco de plasma

Es una forma especial de soldar con tungsteno con arco elctrico y gas protector, en la cual se dirige un arco de plasma controlado al rea de soldadura. Se coloca un electrodo de tungsteno dentro de una boquilla que concentra una corriente de gas inerte a alta velocidad en la regin del arco elctrico. Esto forma una corriente de arco de plasma intensamente caliente a alta velocidad.

La temperatura en la soldadura por arco de plasma llega a 30000C y funde cualquier metal. La razn de estas altas temperaturas proviene de la estrechez del arco elctrico y la concentracin de la energa para producir un ahorro de plasma de dimetro pequeo.

Ventajas:

Buena estabilidad del arco elctrico

Altas velocidades de viaje

Una excelente calidad de la soldadura

Desventajas:

Equipo costoso

El tamao del soplete limita el acceso en algunas configuraciones de unin

En el procedimiento de la soldadura con plasma los materiales a soldar son el acero, el hierro, etc. Empleados en la construccin, industria naval frrea, automovilstica, etc.

Equipo de soldadura por plasma

Soldadura por resistencia

La soldadura por resistencia es un grupo de procesos de soldadura por fusin que utiliza una combinacin de calor y presin para obtener una coalescencia. El calor se genera mediante una resistencia elctrica en la unin que se va a soldar.

Los componentes de este tipo de soldadura son: las partes de trabajo que se van a soldar (generalmente lminas metlicas), dos electrodos opuestos, un medio para aplicar presin necesaria para apretar las partes y un transformador de corriente alterna.

La operacin produce una zona de fusin entre las dos partes llamada pepita de soldadura.

En comparacin con la soldadura con arco elctrico, la soldadura por resistencia no usa gases protectores fundentes o metales de aporte y los electrodos son no consumibles.

La resistencia en el circuito de soldadura es la suma de: resistencia de los electrodos, la resistencia de las partes de trabajo, las resistencias de contacto entre los electrodos y las partes de trabajo, y la resistencia de contacto entre las partes empalmantes.

La situacin ideal es que las superficies empalmantes sean la resistencia ms grande en la suma. La resistencia de los electrodos se minimiza usando metales con resistividades muy bajas (ex. Cu). La resistencia de las partes es una funcin de las resistividades de los metales base y los espesores de las partes. La resistencia de contacto entre los electrodos y las partes se determina mediante las reas de contacto (tamao y forma del electrodo) y la condicin de las superficies (limpieza de las superficies). La resistencia en las superficies empalmadas depende del acabado de la superficie, limpieza, rea de contacto, presin. No debe existir protena, grasa, etc.

Soldadura de puntos por resistencia

La soldadura por puntos por resistencia es el proceso predominante en este grupo. Se usa ampliamente en la produccin masiva de automviles y en otros productos a partir de lminas metlicas.

La soldadura de puntos por resistencias es un proceso en el cual se obtiene la fusin en una posicin de las superficies mediante una unin superpuesta mediante electrodos opuestos. El proceso se usa para unir partes de lminas metlicas de 3 mm de espesor. El tamao y la forma de puntos de soldadura se diferencia por medio de la punta de electrodo, la forma del electrodo ms comn es redonda. La pepita de soldadura tiene un dimetro de 5 / 10 mm. Los electrodos son hechos de aleaciones basadas en cobre, o combinaciones cobre-tungsteno (que tiene mayor resistencia al desgaste). Como en todos los procesos de manufactura, las herramientas para la soldadura se desgastan gradualmente con el uso. Los electrodos tambin se disean con canales internos para enfriamiento con agua. El ciclo de una operacin de soldadura de puntos se da en la siguiente figura.

(a) Pasos en un ciclo de soldadura de punto, y (b) grfica de la fuerza de presin y la corriente durante l ciclo. La secuencia es: (1) partes insertadas entre los electrodos abiertos, (2) los electrodos se cierran y se aplica la fuerza, (3) tiempo de soldadura (se activa la corriente), (4) se desactiva la corriente, pero se mantiene o se aumenta la fuerza (en ocasiones se aplica una corriente reducida cerca del final de este paso para liberar la tensin en la regin de la soldadura) y (5) se abren los electrodos y se remueve el ensamble soldado.

Debido a su extenso uso industrial, hay disponibles diversas mquinas y mtodos para realizar las operaciones de soldadura de puntos. El equipo incluye mquinas de soldadura de puntos con balancn y tipo prensa, as como pistolas porttiles para soldadura.

La mquina de soldadura de puntos con balancn tiene un electrodo inferior estacionario y un electrodo superior mvil que sube y baja.

El electrodo superior se monta en un balancn, cuyo movimientos es controlado mediante un pedal operado por el trabajador (puede haber mquinas automatizadas de balancn tambin).

La mquina de soldadura de puntos tipo prensa, son diseadas para trabajos grandes. El electrodo superior tiene un movimiento en lnea recta proporcionado por una prensa vertical. La accin de la prensa permite que se apliquen fuerzas ms grandes y los controles generalmente hacen posibles la programacin de los ciclos de soldadura complejas.

Las pistolas porttiles de soldadura son de diferente tamao. Estos aparatos consisten en dos electrodo opuestos dentro de un mecanismo de tenazas. El aparato es ligero de tal forma que un trabajador o un robot lo puede sostener y manipular.

Cadena de soldadura

BIBLIOGRAFIA

La informacin ha sido adquirida de:

Libro de tecnologa de 2 y 3 de F.P.

www.webdice.cem www.platex.net www.apelsa.es www.arwuela.com

Pgina 3Asignatura: Procedimientos