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Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería 

Departamento de Ingeniería Mecánica Ingeniería de Ejecución en Climatización 

Taller de Climatización               

Trabajo de Investigación de  Taller de Climatización 

“Soldadura Oxiacetilénica”      

Profesor:  Víctor Andrade Cuadra 

 Alumno:  

Eduardo A. Muñoz Navarro  

04 de Mayo de 2009  

  

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1 INTRODUCCIÓN La soldadura oxiacetilénica es una de las formas más antiguas de soldar y una de las más conocidas de  las  llamadas  soldaduras a gas.  Inclusive, en Estados Unidos,  sólo  se  llama Soldadura  a  Gas.  Además  de  la  misma  soldadura  posee  otra  aplicación,  que  es denominada  Oxicorte.  Pertenece  a  las  denominadas  Soldaduras  Autógenas  que  son aquellas  que  unen  dos  elementos  compuestos  de  un mismo metal,  y  los  hacen  fundir puntualmente con o sin metal de aportación. Es reconocible un equipo de soldadura de oxiacetileno al poseer dos tanques: uno propio de oxígeno, y el otro de acetileno.   En 1903, los ingenieros franceses Edmond Pouche y Charles Picard fueron los primeros en desarrollar una máquina de soldadura oxiacetilénica.   En aplicaciones  industriales, este modo de soldar se ha vuelto menos popular que antes, pero  aun  se  aplica  para  uniones  de  algunas  cañerías  y  tuberías,  así  como  trabajos  de reparación.   

2 ELEMENTOS Los elementos utilizados en las soldaduras a gas, son básicamente una fuente de oxígeno y otra  fuente  de    gas  combustible,  en  nuestro  caso  el  gas  acetileno,  dos  reguladores  de presión, dos mangueras flexibles de gas, y una llama.   2.1. Tanques de gas En  los  tanques de gas, ya  sean de oxígeno, acetileno u otro gas, éstas  sustancias no  se encuentran en  fase gaseosa,  sino  líquida  y de  forma presurizada. Estos  tanques  son de acero estirado, y poseen una válvula en  la parte superior que permite el paso de fluido, mediante un regulador de presión. Las propiedades de las sustancias vienen descritas por los distribuidores según normativas. Por ejemplo, una de las empresas distribuidoras más famosas  es  Indura,  y  utilizaremos  sus  normativas  como  parámetro  para  saber  las propiedades a las cuales se encuentran las sustancias de la soldadura oxiacetilena.  2.1.1. Acetileno  El  acetileno  es  un  compuesto  químico  con  la  fórmula  HC2H.  Es  el más  simple  de  los alcalinos. No  fase gaseosa posee color y es utilizado como combustible. Es  inestable en forma  pura,  ya  que  es  un  alcalino  insaturado,  vale  decir,  los  átomos  de  carbono  del compuesto  tienen  enlaces  libres,  haciéndolo  susceptible  a  recibir  un  nuevo  átomo.  El tanque de  acetileno  se  rellena, para  evitar peligros,  con una masa porosa de  fibras de asbesto, trocitos de carbón vegetal y tierra de  infusorio, formando cavidades, además en ella se inyecta acetona y en ésta se disuelve el acetileno. En aplicaciones es la que se abre primero, y la que se cierra primero al apagar el soplete.    

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  2.1.2. Oxígeno  El oxígeno es un elemento químico, que en estado natural se encuentra como molécula biatómica  (O2)  y  triatómica  (O3).  La  molécula  biatómica  es  la  que  se  conoce  como oxígeno,  mientras  la  triatómica  se  conoce  como  ozono.  En  condiciones  normales  de presión y temperatura, el oxígeno se encuentra en fase gaseosa.  

 

 

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  2.1.3. Válvula de los Tanques  Son dispositivos, generalmente de bronce, que permiten  la entrada y salida de los gases. En  las válvulas para oxígeno y acetileno, el roscado es en sentido de derecha a  izquierda (rosca normal). (Nipple – Unión roscada) 

 

  

 2.2. Reguladores El propósito o función principal de un regulador es regular la presión, es decir reducir una presión muy alta de un cilindro a una presión de trabajo más baja y segura, permitiendo una circulación continua y uniforme del gas.   Los gases  son comprimidos a altas presiones, como  se vio anteriormente, dentro de un tanque y no puede utilizarse directamente, sino que es necesario reducir dicha presión a las presiones adecuadas, dependiendo de las piezas a soldar o del material y del calibre de la boquilla. El gas a alta presión entra al cuerpo del regulador por una boquilla controlada por una válvula y circula hacia dentro de  la cámara en el  regulador. El  regulador posee manómetros, el de entrada es el que nos indica la presión existente dentro del tanque y el 

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de salida es el que indica la presión con la que se va a realizar el trabajo. El regulador del acetileno posee una franja roja, que indica a que presión es peligroso trabajar con éste.   

              

2.3. Mangueras de gas Las mangueras que se usan en soldadura oxiacetilénica son especialmente diseñadas para soldar y cortar. La manguera va conectada a la salida del regulador de cada tanque de gas, y van a dar a una válvula de control de gas, que entra en  la boquilla. Generalmente,  la manguera del oxígeno es azul o verde, y la del combustible, como el acetileno, es roja.  2.4. Válvula de Antiretorno Entre el regulador y la manguera e, idealmente entre la manguera y la boquilla en ambos tanques debe existir una válvula de antiretorno  (check valve), una válvula unidireccional que se utiliza para prevenir que  la  llama provocada por el oxígeno y el acetileno empuje hacia el cilindro, ya que este podría dañar el equipo o hacer que el cilindro pueda explotar.  2.5. Sopletes 2.5.1. Soplete para soldar Es el soplete que normalmente se utiliza para soldar metales. Pueden ser identificados por tener sólo una o dos tuberías que dan hacia la boquilla, dos perillas en la válvula que está en la parte inferior de la empuñadura que deja al operador ajustar el flujo de oxígeno y de combustible.  Es  la  parte  del  sistema  oxiacetilénico  en  donde  entran  por  primera  vez ambos gases, y se mezclan. La mezcla de ambos gases, oxígeno (comburente) y acetileno (combustible)  formarán  una  llama  poderosa,  que  alcanza  temperaturas  cercanas  a  los 3000 ºC. En las válvulas de control de gas ingresan el oxígeno y el acetileno por separado, luego  en el mezclador,  existe una breve  cámara de mezcla, que  es donde  los  gases  se juntan, para posteriormente  salir por  la boquilla,  y  con  algún elemento de  ignición, en forma de llama.  

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2.5.1.1. Soplete de baja presión Es  aquel  que  está  previsto  para  utilizar  directamente  el  acetileno,  a  una  presión ligeramente superior a la atmosférica. En este tipo de soplete, el acetileno no puede llegar hasta el mismo, en la cantidad necesaria para la soldadura y tiene que ser aspirado por el oxígeno,  por medio  de  un  inyector  dispuesto  en  el  soplete,  tal  como  se  aprecia  en  la figura,  el  oxígeno  arrastra  la  cantidad  necesaria  de  acetileno,  y  ambos  gases, completamente  mezclados,  abandonan  el  soplete  con  suficiente  presión  para  que  la combustión se produzca en forma perfecta  

     

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2.5.1.2. Soplete de alta presión Es aquel soplete para soldar, donde la llama no varía de composición tan fácilmente, pues los gases entran aproximadamente a una misma presión. En este tipo de soplete, cuando se necesita un consumo distinto de gases, basta cambiar la boquilla conservando siempre el mismo  inyector  y mezclador,  sin  embargo,  solamente  se  obtiene  igual  presión  para ambos gases cuando se usa una boquilla determinada.  

  2.5.2. Soplete de corte Los sopletes de corte son similares a un soplete de soldar, pero se pueden identificar por tener tres tubos que van a una boquilla de 90 grados y por tener una palanca de oxígeno para corte.  Sólo  el  hierro  y  el  acero  se  pueden  cortar  con  este método.  El  primer método  es  de calentar el metal por la llama hasta que esté color rojo cereza. Una vez que se alcanza esta temperatura, el oxígeno se suministra a las partes más calientes, activando la palanca de oxígeno  para  corte.  El  oxígeno  reacciona  con  el metal,  produciendo  óxido  de  hierro  y calor. Por tanto, el soplete proporciona el calor necesario para que mediante un aporte de oxígeno, éste se corte.  El punto de fusión del óxido de hierro es aproximadamente la mitad con respecto al punto de fusión del hierro, así que, a medida que el metal arde, este inmediatamente se vuelve óxido de hierro  líquido y fluye  lejos de  la zona de corte. Sin embargo, parte del óxido de hierro se mantiene en la pieza que se está trabajando, formando escoria dura, que puede ser removida con unos suaves golpes.  

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  2.5.3. Soplete de botón de rosa  Un soplete de botón de  rosa se utiliza para calentar  los metales con el  fin de curvarlos, enderezarlos, doblarlos, etc. donde una gran área debe ser calentada. Se denomina como tal, porque  la  llama que produce  se parece a un botón de  rosa. Un  soplete para  soldar también  se  puede  utilizar  para  calentar  áreas  pequeñas,  como  de  tuercas  y  pernos oxidados.  

 3 TIPOS DE LLAMAS 3.1. Llama oxidante Es una llama, cuyo envolvente es pequeño y achatado, al igual que su cono. Se estima que la  temperatura  de  esta  llama  es  de,  aproximadamente,  3400  ºC;  como  su  nombre  lo indica, es una llama que es rica en oxígeno, pero pobre en acetileno. 

 3.2. Llama Neutra Es una llama, cuyo envolvente es ligeramente más alargado que el de una llama oxidante, al igual que su cono. Se estima que la temperatura de esta llama es de, aproximadamente, 3087 ºC; y como su nombre lo indica, es una llama presenta una proporción correcta entre oxígeno y acetileno. 

 3.3. Llama Carburante o Reductora Es la llama más alargada, y se nota en el cono y pluma de la llama. Presenta un exceso de acetileno y se estima que su temperatura es de unos 2900 ºC.   

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3.4. Aplicaciones de las llamas  

MATERIAL BASE MATERIAL DE 

APORTE  FUNDENTE TIPO DE LLAMA >  ACERO BAJO CARBÓN   ACERO BAJO 

CARBONO  NO  NEUTRA >  HIERRO GALVANIZADO  

>  HIERRO FUNDIDO GRIS  ACERO BAJO CARBONO  SI  NEUTRA 

>  ACERO INOXIDABLE AL CROMO‐NIQUEL   SIMILAR O 25‐12 CON COLUMBIO  SI  NEUTRA >  ACERO AL CROMO  

>  ACERO ALTO CARBONO  ACERO AL CARBONO  NO  CARBURANTE 

>  ALUMINIO  ALUMINIO PURO O 

AL SILICIO  SI  CARBURANTE >  ACERO BAJO CARBÓN     

>  HIERRO GALVANIZADO   BRONCE  SI LIGERAMENTE OXIDANTE 

> HIERRO FUNDIDO GRIS           >  HIERRO FUNDIDO MELEABLE