varios soldaduras.pdf

PDF generado usando el kit de herramientas de fuente abierta mwlib. Ver http://code.pediapress.com/ para mayor informacin.PDF generated at: Mon, 09 Aug 2010 01:27:58 UTC

Soldadurastipos de soldadura

ContenidosArtculos

Soldadura 1Soldadura TIG 16Soldadura MAG 17Soldadura GMAW 17Soldadura por arco 18Soldadura en fro 25Soldadura explosiva 26Soldadura por friccin 27Soldadura por fusin 27Soldadura a gas 28Soldadura por induccin 30Soldadura por plasma 30Soldadura por puntos 31Soldadura a tope 32Soldadura de choque 32Soldadura con rayo de electrones 33Soldadura por rayo lser 33Soldadura ultrasnica 34Soldadura aluminotrmica 35Soldadura sin plomo 36Soldadura oxiacetilnica 37Soldadura blanda 38Soldadura MIG 39Inspeccin por lquidos penetrantes 40Electrodo 42Tratamiento trmico 43Tensin mecnica 48

ReferenciasFuentes y contribuyentes del artculo 51Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 52

Licencias de artculosLicencia 53

Soldadura 1

Soldadura

El texto que sigue es una traduccin defectuosa o incompleta.Si deseas colaborar con Wikipedia, busca el artculo original y mejora o finaliza esta traduccin [1].Puedes dar aviso al autor principal del artculo pegando el siguiente cdigo en su pgina de discusin: {{subst:Avisomaltraducido|Soldadura}} ~~~~

Soldadura por arco.

La soldadura es un proceso de fabricacin en donde se realiza launin de dos materiales, (generalmente metales o termoplsticos),usualmente logrado a travs de la coalescencia (fusin), en la cuallas piezas son soldadas fundiendo ambas y agregando un materialde relleno fundido (metal o plstico), el cual tiene un punto defusin menor al de la pieza a soldar, para conseguir un bao dematerial fundido (el bao de soldadura) que, al enfriarse, seconvierte en una unin fija. A veces la presin es usadaconjuntamente con el calor, o por s misma, para producir lasoldadura. Esto est en contraste con la soldadura blanda (eningls soldering) y la soldadura fuerte (en ingls brazing), queimplican el derretimiento de un material de bajo punto de fusinentre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundirlas piezas de trabajo.

Muchas fuentes de energa diferentes pueden ser usadas para lasoldadura, incluyendo una llama de gas, un arco elctrico, un lser,un rayo de electrones, procesos de friccin o ultrasonido. La energa necesaria para formar la unin entre dos piezasde metal generalmente proviene de un arco elctrico. La energa para soldaduras de fusin o termoplsticosgeneralmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente.

Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la soldadura puede ser hecha en muchos ambientes diferentes,incluyendo al aire libre, debajo del agua y en el espacio. Sin importar la localizacin, sin embargo, la soldadura siguesiendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga elctrica, humos venenosos, y lasobreexposicin a la luz ultravioleta.Hasta el final del siglo XIX, el nico proceso de soldadura era la soldadura de fragua, que los herreros han usado porsiglos para juntar metales calentndolos y golpendolos. La soldadura por arco y la soldadura a gas estaban entre losprimeros procesos en desarrollarse tardamente en el siglo, siguiendo poco despus la soldadura por resistencia. Latecnologa de la soldadura avanz rpidamente durante el principio del siglo XX mientras que la Primera GuerraMundial y la Segunda Guerra Mundial condujeron la demanda de mtodos de junta confiables y baratos. Despus delas guerras, fueron desarrolladas varias tcnicas modernas de soldadura, incluyendo mtodos manuales como laSoldadura manual de metal por arco, ahora uno de los ms populares mtodos de soldadura, as como procesossemiautomticos y automticos tales como Soldadura GMAW, soldadura de arco sumergido, soldadura de arco conncleo de fundente y soldadura por electroescoria. Los progresos continuaron con la invencin de la soldadura porrayo lser y la soldadura con rayo de electrones a mediados del siglo XX. Hoy en da, la ciencia contina avanzando.La soldadura robotizada est llegando a ser ms corriente en las instalaciones industriales, y los investigadorescontinan desarrollando nuevos mtodos de soldadura y ganando mayor comprensin de la calidad y las propiedadesde la soldadura.Se dice que es un sistema porque intervienen los elementos propios de este, es decir, las 5 M: mano de obra,materiales, mquinas, medio ambiente y medios escritos (procedimientos). La unin satisfactoria implica que debe

Soldadura 2

pasar las pruebas mecnicas (tensin y doblez). Las tcnicas son los diferentes procesos (SMAW, SAW, GTAW,etc.) utilizados para la situacin ms conveniente y favorable, lo que hace que sea lo ms econmico, sin dejar delado la seguridad.

Historia

El Pilar de hierro de Delhi.

La historia de la unin de metales se remonta a varios milenios, con losprimeros ejemplos de soldadura desde la edad de bronce y la edad dehierro en Europa y el Oriente Medio. La soldadura fue usada en laconstruccin del Pilar de hierro de Delhi, en la India, erigido cerca delao 310 y pesando 5.4 toneladas mtricas.[2] La Edad Media trajoavances en la soldadura de fragua, con la que los herrerosrepetidamente golpeaban y calentaban el metal hasta que ocurra launin. En 1540, Vannoccio Biringuccio public a De la pirotechnia,que incluye descripciones de la operacin de forjado. Los artesanos delRenacimiento eran habilidosos en el proceso, y la industria continucreciendo durante los siglos siguientes.[3] Sin embargo, la soldadurafue transformada durante el el siglo XIX. En 1800, Sir Humphry Davydescubri el arco elctrico, y los avances en la soldadura por arcocontinuaron con las invenciones de los electrodos de metal por un ruso,Nikolai Slavyanov, y un americano, C. L. Coffin a finales de los aos1800, incluso como la soldadura por arco de carbn, que usaba unelectrodo de carbn, gan popularidad. Alrededor de 1900, A. P.Strohmenger lanz un electrodo de metal recubierto en Gran Bretaa, que dio un arco ms estable, y en 1919, lasoldadura de corriente alterna fue inventada por C. J. Holslag, pero no lleg a ser popular por otra dcada.[4]

La soldadura por resistencia tambin fue desarrollada durante las dcadas finales del siglo XIX, con las primeraspatentes yendo a Elihu Thomson en 1885, quien produjo posteriores avances durante los siguientes 15 aos. Lasoldadura de termita fue inventada en 1893, y alrededor de ese tiempo, se estableci otro proceso, la soldadura a gas.El acetileno fue descubierto en 1836 por Edmund Davy, pero su uso en la soldadura no fue prctico hasta cerca de1900, cuando fue desarrollado un soplete conveniente.[5] Al principio, la soldadura de gas fue uno de los mspopulares mtodos de soldadura debido a su portabilidad y costo relativamente bajo. Sin embargo, a medida queprogresaba el siglo 20, baj en las preferencias para las aplicaciones industriales. En gran parte fue sustituida por lasoldadura de arco, en la medida que continuaron siendo desarrolladas las cubiertas de metal para el electrodo(conocidas como fundente), que estabilizan el arco y blindaban el material base de las impurezas.[6]

La Primera Guerra Mundial caus un repunte importante en el uso de los procesos de soldadura, con las diferentesfuerzas militares procurando determinar cules de los varios procesos nuevos de soldadura seran los mejores. Losbritnicos usaron primariamente la soldadura por arco, incluso construyendo una nave, el Fulagar, con un cascoenteramente soldado. Los estadounidenses eran ms vacilantes, pero comenzaron a reconocer los beneficios de lasoldadura de arco cuando el proceso les permiti reparar rpidamente sus naves despus de los ataques alemanes enel puerto de Nueva York al principio de la guerra. Tambin la soldadura de arco fue aplicada primero a los avionesdurante la guerra, pues algunos fuselajes de aeroplanos alemanes fueron construidos usando el proceso.[7]

Durante los aos 1920, importantes avances fueron hechos en la tecnologa de la soldadura, incluyendo la introduccin de la soldadura automtica en 1920, en la que el alambre del electrodo era alimentado continuamente. El gas de proteccin se convirti en un tema recibiendo mucha atencin, mientras que los cientficos procurarban proteger las soldaduras contra los efectos del oxgeno y el nitrgeno en la atmsfera. La porosidad y la fragilidad eran los problemas primarios, y las soluciones que desarrollaron incluyeron el uso del hidrgeno, argn, y helio

Soldadura 3

como atmsferas de soldadura.[8] Durante la siguiente dcada, posteriores avances permitieron la soldadura demetales reactivos como el aluminio y el magnesio. Esto, conjuntamente con desarrollos en la soldadura automtica,la corriente alterna, y los fundentes alimentaron una importante extensin de la soldadura de arco durante los aos1930 y entonces durante la Segunda Guerra Mundial.[9]

A mediados del siglo XX, fueron inventados muchos mtodos nuevos de soldadura. 1930 vio el lanzamiento de lasoldadura de perno, que pronto lleg a ser popular en la fabricacin de naves y la construccin. La soldadura de arcosumergido fue inventada el mismo ao, y contina siendo popular hoy en da. En 1941, despus de dcadas dedesarrollo, la soldadura de arco de gas tungsteno fue finalmente perfeccionada, seguida en 1948 por la soldadura porarco metlico con gas, permitiendo la soldadura rpida de materiales no ferrosos pero requiriendo costosos gases deblindaje. La soldadura de arco metlico blindado fue desarrollada durante los aos 1950, usando un fundente deelectrodo consumible cubierto, y se convirti rpidamente en el ms popular proceso de soldadura de arco metlico.En 1957, debut el proceso de soldadura por arco con ncleo fundente, en el que el electrodo de alambre autoblindado poda ser usado con un equipo automtico, resultando en velocidades de soldadura altamenteincrementadas, y se mismo ao fue inventada la soldadura de arco de plasma. La soldadura por electroescoria fueintroducida en 1958, y fue seguida en 1961 por su prima, la soldadura por electrogas.[10]

Otros desarrollos recientes en la soldadura incluyen en 1958 el importante logro de la soldadura con rayo deelectrones, haciendo posible la soldadura profunda y estrecha por medio de la fuente de calor concentrada. Siguiendola invencin del lser en 1960, la soldadura por rayo lser debut varias dcadas ms tarde, y ha demostrado serespecialmente til en la soldadura automatizada de alta velocidad,. Sin embargo, ambos procesos continan siendoaltamente costosos debido al alto costo del equipo necesario, y esto ha limitado sus aplicaciones.[11]

Procesos de soldadura

Soldadura por arcoEstos procesos usan una fuente electrica de alimentacin para crear y mantener un arco elctrico entre un electrodo yel material base para derretir los metales en el punto de fusin. Pueden usar tanto corriente contnua (DC) comoalterna (AC), y electrodos consumibles o no consumibles. A veces, la regin de la soldadura es protegida por uncierto tipo de gas inerte o semi inerte, conocido como [[gas de proteccin].

Fuentes de energa

Para proveer la energa elctrica necesaria para los procesos de la soldadura de arco, pueden ser usadas un nmerodiferentes de fuentes de alimentacin. La clasificacin ms comn son las fuentes de alimentacin de corrienteconstante y las fuentes de alimentacin de voltaje constante. En la soldadura de arco, la longitud del arco estdirectamente relacionada con el voltaje, y la cantidad de entrada de calor est relacionada con la corriente. Lasfuentes de alimentacin de corriente constante son usadas con ms frecuencia para los procesos manuales desoldadura tales como la soldadura de arco de gas tungsteno y soldadura de arco metlico blindado, porque ellasmantienen una corriente constante incluso mientras el voltaje vara. Esto es importante en la soldadura manual, yaque puede ser difcil sostener el electrodo perfectamente estable, y como resultado, la longitud del arco y el voltajetienden a fluctuar. Las fuentes de alimentacin de voltaje constante mantienen el voltaje constante y varan lacorriente, y como resultado, son usadas ms a menudo para los procesos de soldadura automatizados tales como lasoldadura de arco metlico con gas, soldadura por arco de ncleo fundente, y la soldadura de arco sumergido. Enestos procesos, la longitud del arco es mantenida constante, puesto que cualquier fluctuacin en la distancia entrematerial base es rpidamente rectificado por un cambio grande en la corriente. Por ejemplo, si el alambre y elmaterial base se acercan demasiado, la corriente aumentar rpidamente, lo que a su vez causa que aumente el calory la extremidad del alambre se funda, volvindolo a su distancia de separacin original.[12]

Soldadura 4

El tipo de corriente usado en la soldadura de arco tambin juega un papel importante. Los electrodos de procesoconsumibles como los de la soldadura de arco de metal blindado y la soldadura de arco metlico con gasgeneralmente usan corriente directa, pero el electrodo puede ser cargado positiva o negativamente. En la soldadura,el nodo cargado positivamente tendr una concentracin mayor de calor, y como resultado, cambiar la polaridad delelectrodo tiene un impacto en las propiedades de la soldadura. Si el electrodo es cargado negativamente, el metalbase estar ms caliente, incrementando la penetracin y la velocidad de la soldadura. Alternativamente, un electrodopositivamente cargado resulta en soldaduras ms superficiales.[13] Los procesos de electrodo no consumibles, talescomo la soldadura de arco de gas tungsteno, pueden usar cualquier tipo de corriente directa, as como tambincorriente alterna. Sin embargo, con la corriente directa, debido a que el electrodo solo crea el arco y no proporcionael material de relleno, un electrodo positivamente cargado causa soldaduras superficiales, mientras que un electrodonegativamente cargado hace soldaduras ms profundas.[14] La corriente alterna se mueve rpidamente entre estosdos, dando por resultado las soldaduras de mediana penetracin. Una desventaja de la CA, el hecho de que el arcodebe ser reencendido despus de cada paso por cero, se ha tratado con la invencin de unidades de energa especialesque producen un patrn cuadrado de onda en vez del patrn normal de la onda de seno, haciendo posibles pasos acero rpidos y minimizando los efectos del problema.[15]

Procesos

Soldadura de arco de metal blindado.

Uno de los tipos ms comunes de soldadura de arco esla soldadura manual con electrodo revestido (SMAW,Shielded Metal Arc Welding), que tambin es conocidacomo soldadura manual de arco metlico (MMA) osoldadura de electrodo. La corriente elctrica se usapara crear un arco entre el material base y la varilla deelectrodo consumible, que es de acero y est cubiertocon un fundente que protege el rea de la soldaduracontra la oxidacin y la contaminacin por medio de laproduccin del gas CO2 durante el proceso de lasoldadura. El ncleo en s mismo del electrodo actacomo material de relleno, haciendo innecesario unmaterial de relleno adicional.

El proceso es verstil y puede realizarse con un equipo relativamente barato, hacindolo adecuado para trabajos detaller y trabajo de campo.[16] Un operador puede hacerse razonablemente competente con una modesta cantidad deentrenamiento y puede alcanzar la maestra con experiencia. Los tiempos de soldadura son algo lentos, puesto quelos electrodos consumibles deben ser sustituidos con frecuencia y porque la escoria, el residuo del fundente, debe serretirada despus de soldar.[17] Adems, el proceso es generalmente limitado a materiales de soldadura ferrosos,aunque electrodos especializados han hecho posible la soldadura del hierro fundido, nquel, aluminio, cobre, y deotros metales.

La soldadura de arco metlico con gas (GMAW), tambin conocida como soldadura de gas de metal inerte osoldadura MIG, es un proceso semiautomtico o automtico que usa una alimentacin continua de alambre comoelectrodo y una mezcla de gas inerte o semi-inerte para proteger la soldadura contra la contaminacin. Como con laSMAW, la habilidad razonable del operador puede ser alcanzada con entrenamiento modesto. Puesto que elelectrodo es continuo, las velocidades de soldado son mayores para la GMAW que para la SMAW. Tambin, eltamao ms pequeo del arco, comparado a los procesos de soldadura de arco metlico protegido, hace ms fcilhacer las soldaduras fuera de posicin (ej, empalmes en lo alto, como sera soldando por debajo de una estructura).El equipo requerido para realizar el proceso de GMAW es ms complejo y costoso que el requerido para la SMAW, y requiere un procedimiento ms complejo de disposicin. Por lo tanto, la GMAW es menos portable y verstil, y

Soldadura 5

debido al uso de un gas de blindaje separado, no es particularmente adecuado para el trabajo al aire libre. Sinembargo, debido a la velocidad media ms alta en la que las soldaduras pueden ser terminadas, la GMAW esadecuada para la soldadura de produccin. El proceso puede ser aplicado a una amplia variedad de metales, tantoferrosos como no ferrosos.[18]

Un proceso relacionado, la soldadura de arco de ncleo fundente (FCAW), usa un equipo similar pero utiliza unalambre que consiste en un electrodo de acero rodeando un material de relleno en polvo. Este alambre nucleado?? esms costoso que el alambre slido estndar y puede generar humos y/o escoria, pero permite incluso una velocidadms alta de soldadura y mayor penetracin del metal.[19]

La soldadura de arco de gas de tungsteno (GTAW), o la soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG) (tambin a vecesdesignada errneamente como soldadura heliarc), es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo detungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte, y un material de relleno separado. Especialmentetil para soldar materiales finos, este mtodo es caracterizado por un arco estable y una soldadura de alta calidad,pero requiere una significativa habilidad del operador y solamente puede ser lograda en velocidades relativamentebajas.La GTAW pueden ser usada en casi todos los metales soldables, aunque es aplicada ms a menudo a metales deacero inoxidable y livianos. Con frecuencia es usada cuando son extremadamente importantes las soldaduras decalidad, por ejemplo en bicicletas, aviones y aplicaciones navales.[20] Un proceso relacionado, la soldadura de arcode plasma, tambin usa un electrodo de tungsteno pero utiliza un gas de plasma para hacer el arco. El arco es msconcentrado que el arco de la GTAW, haciendo el control transversal ms crtico y as generalmente restringiendo latcnica a un proceso mecanizado. Debido a su corriente estable, el mtodo puede ser usado en una gama ms ampliade materiales gruesos que el proceso GTAW, y adems, es mucho ms rpido. Puede ser aplicado a los mismosmateriales que la GTAW excepto al magnesio, y la soldadura automatizada del acero inoxidable es una aplicacinimportante del proceso. Una variacin del proceso es el corte por plasma, un eficiente proceso de corte de acero.[21]

La soldadura de arco sumergido (SAW) es un mtodo de soldadura de alta productividad en el cual el arco se pulsabajo una capa de cubierta de flujo. Esto aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes en la atmsferason bloqueados por el flujo. La escoria que forma la soldadura generalmente sale por s misma, y combinada con eluso de una alimentacin de alambre continua, la velocidad de deposicin de la soldadura es alta. Las condiciones detrabajo estn muy mejoradas sobre otros procesos de soldadura de arco, puesto que el flujo oculta el arco y casi no seproduce ningn humo. El proceso es usado comnmente en la industria, especialmente para productos grandes y enla fabricacin de los recipientes de presin soldados.[22] Otros procesos de soldadura de arco incluyen la soldadurade hidrgeno atmico, la soldadura de arco de carbono, la soldadura de electroescoria, la soldadura por electrogas, yla soldadura de arco de perno.Soldadura por resistencia La soldadura por puntos es un popular mtodo de soldadura por resistencia usado parajuntar hojas de metal solapadas de hasta 3 Mm de grueso. Dos electrodos son usados simultneamente para sujetarlas hojas de metal juntas y para pasar corriente a travs de las hojas. Las ventajas del mtodo incluyen el usoeficiente de la energa, limitada deformacin de la pieza de trabajo, altas velocidades de produccin, fcilautomatizacin, y el no requerimiento de materiales de relleno. La fuerza de la soldadura es perceptiblemente msbaja que con otros mtodos de soldadura, haciendo el proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Esusada extensivamente en la industria de automviles -- Los carros ordinarios puede tener varios miles de puntossoldados hechos por robots industriales. Un proceso especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usadapara los puntos de soldadura del acero inoxidable.Los mtodos de soldadura por rayo de energa, llamados soldadura por rayo lser y soldadura con rayo de electrones,son procesos relativamente nuevos que han llegado a ser absolutamente populares en aplicaciones de altaproduccin. Los dos procesos son muy similares, diferencindose ms notablemente en su fuente de energa. Lasoldadura de rayo lser emplea un rayo lser altamente enfocado, mientras que la soldadura de rayo de electrones eshecha en un vaco y usa un haz de electrones. Ambas tienen una muy alta densidad de energa, haciendo posible la

Soldadura 6

penetracin de soldadura profunda y minimizando el tamao del rea de la soldadura. Ambos procesos sonextremadamente rpidos, y son fciles de automatizar, hacindolos altamente productivos. Las desventajas primariasson sus muy altos costos de equipo (aunque stos estn disminuyendo) y una susceptibilidad al agrietamiento. Losdesarrollos en esta rea incluyen la soldadura de lser hbrido, que usa los principios de la soldadura de rayo lser yde la soldadura de arco para incluso mejores propiedades de soldadura.

Soldadura a gas

Soldadura a gas de una armadura de acero usando elproceso de oxiacetileno.

El proceso ms comn de soldadura a gas es la soldaduraoxiacetilnica, tambin conocida como soldadura autgena osoldadura oxi-combustible. Es uno de los ms viejos y msverstiles procesos de soldadura, pero en aos recientes ha llegadoa ser menos popular en aplicaciones industriales. Todava es usadaextensamente para soldar tuberas y tubos, como tambin paratrabajo de reparacin. El equipo es relativamente barato y simple,generalmente empleando la combustin del acetileno en oxgenopara producir una temperatura de la llama de soldadura de cerca de3100C. Puesto que la llama es menos concentrada que un arcoelctrico, causa un enfriamiento ms lento de la soldadura, quepuede conducir a mayores tensiones residuales y distorsin desoldadura, aunque facilita la soldadura de aceros de alta aleacin.Un proceso similar, generalmente llamado corte deoxicombustible, es usado para cortar los metales.[6] Otros mtodos de la soldadura a gas, tales como soldadura deacetileno y aire, soldadura de hidrgeno y oxgeno, y soldadura de gas a presin son muy similares, generalmentediferencindose solamente en el tipo de gases usados. Una antorcha de agua a veces es usada para la soldadura deprecisin de artculos como joyera. La soldadura a gas tambin es usada en la soldadura de plstico, aunque lasustancia calentada es el aire, y las temperaturas son mucho ms bajas.

Soldadura por resistenciaLa soldadura por resistencia implica la generacin de calor pasando corriente a travs de la resistencia causada por elcontacto entre dos o ms superficies de metal. Se forman pequeos charcos de metal fundido en el rea de soldaduraa medida que la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) pasa a travs del metal. En general, los mtodos de lasoldadura por resistencia son eficientes y causan poca contaminacin, pero sus aplicaciones son algo limitadas y elcosto del equipo puede ser alto.

Soldador de punto.

La soldadura por puntos es un popular mtodo desoldadura por resistencia usado para juntar hojas demetal solapadas de hasta 3 mm de grueso. Doselectrodos son usados simultneamente para sujetar lashojas de metal juntas y para pasar corriente a travs delas hojas. Las ventajas del mtodo incluyen el usoeficiente de la energa, limitada deformacin de la piezade trabajo, altas velocidades de produccin, fcilautomatizacin, y el no requerimiento de materiales derelleno. La fuerza de la soldadura es perceptiblementems baja que con otros mtodos de soldadura, haciendo

Soldadura 7

el proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Es usada extensivamente en la industria de automviles-- Los carros ordinarios puede tener varios miles de puntos soldados hechos por robots industriales. Un procesoespecializado, llamado soldadura de choque, puede ser usada para los puntos de soldadura del acero inoxidable.Como la soldadura de punto, la soldadura de costura confa en dos electrodos para aplicar la presin y la corrientepara juntar hojas de metal. Sin embargo, en vez de electrodos de punto, los electrodos con forma de rueda, ruedan alo largo y a menudo alimentan la pieza de trabajo, haciendo posible las soldaduras continuas largas. En el pasado,este proceso fue usado en la fabricacin de latas de bebidas, pero ahora sus usos son ms limitados. Otros mtodosde soldadura por resistencia incluyen la soldadura de destello, la soldadura de proyeccin, y la soldadura devolcado.[23]

Soldadura por rayo de energaLos mtodos de soldadura por rayo de energa, llamados soldadura por rayo lser y soldadura con rayo de electrones,son procesos relativamente nuevos que han llegado a ser absolutamente populares en aplicaciones de altaproduccin. Los dos procesos son muy similares, diferencindose ms notablemente en su fuente de energa. Lasoldadura de rayo lser emplea un rayo lser altamente enfocado, mientras que la soldadura de rayo de electrones eshecha en un vaco y usa un haz de electrones. Ambas tienen una muy alta densidad de energa, haciendo posible lapenetracin de soldadura profunda y minimizando el tamao del rea de la soldadura. Ambos procesos sonextremadamente rpidos, y son fciles de automatizar, hacindolos altamente productivos. Las desventajas primariasson sus muy altos costos de equipo (aunque stos estn disminuyendo) y una susceptibilidad al agrietamiento. Losdesarrollos en esta rea incluyen la soldadura de lser hbrido, que usa los principios de la soldadura de rayo lser yde la soldadura de arco para incluso mejores propiedades de soldadura.[24]

Soldadura de estado slidoComo el primer proceso de soldadura, la soldadura de fragua, algunos mtodos modernos de soldadura no implicanderretimiento de los materiales que son juntados. Uno de los ms populares, la soldadura ultrasnica, es usada paraconectar hojas o alambres finos hechos de metal o termoplsticos, hacindolos vibrar en alta frecuencia y bajo altapresin. El equipo y los mtodos implicados son similares a los de la soldadura por resistencia, pero en vez decorriente elctrica, la vibracin proporciona la fuente de energa. Soldar metales con este proceso no implica elderretimiento de los materiales; en su lugar, la soldadura se forma introduciendo vibraciones mecnicashorizontalmente bajo presin. Cuando se estn soldando plsticos, los materiales deben tener similares temperaturasde fusin, y las vibraciones son introducidas verticalmente. La soldadura ultrasnica se usa comnmente para hacerconexiones elctricas de aluminio o cobre, y tambin es un muy comn proceso de soldadura de polmeros.Otro proceso comn, la soldadura explosiva, implica juntar materiales empujndolos juntos bajo una presinextremadamente alta. La energa del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solamenteuna limitada cantidad de calor sea generada. El proceso es usado comnmente para materiales dismiles desoldadura, tales como la soldadura del aluminio con acero en cascos de naves o placas compuestas. Otros procesosde soldadura de estado slido incluyen la soldadura de coextrusin, la soldadura en fro, la soldadura de difusin, lasoldadura por friccin (incluyendo la soldadura por agitacin???), la soldadura por alta frecuencia, la soldadura porpresin caliente, la soldadura por induccin, y la soldadura de rodillo.[25]

Soldadura 8

Geometra

Tipos comunes de juntas de soldadura(1) La junta de extremo cuadrado(2) Junta de preparacin solo-V(3) Junta de regazo o traslape

(4) Junta-T.

Las soldaduras pueden ser preparadas geomtricamente de muchasmaneras diferentes. Los cinco tipos bsicos de juntas de soldadurason la junta de extremo, la junta de regazo, la junta de esquina, lajunta de borde, y la junta-T. Existen otras variaciones, como porejemplo la preparacin de juntas doble-V, caracterizadas por lasdos piezas de material cada una que afilndose a un solo puntocentral en la mitad de su altura. La preparacin de juntas solo-U ydoble-U son tambin bastante comunes en lugar de tener bordesrectos como la preparacin de juntas solo-V y doble-V, ellas soncurvadas, teniendo la forma de una U. Las juntas de regazotambin son comnmente ms que dos piezas gruesasdependiendo del proceso usado y del grosor del material,muchas piezas pueden ser soldadas juntas en una geometra dejunta de regazo.[26]

A menudo, ciertos procesos de soldadura usan exclusivamente ocasi exclusivamente diseos de junta particulares. Por ejemplo, lasoldadura de punto de resistencia, la soldadura de rayo lser, y lasoldadura de rayo de electrones son realizadas ms frecuentemente

con juntas de regazo. Sin embargo, algunos mtodos de soldadura, como la soldadura por arco de metal blindado,son extremadamente verstiles y pueden soldar virtualmente cualquier tipo de junta. Adicionalmente, algunosprocesos pueden ser usados para hacer soldaduras multipasos, en las que se permite enfriar una soldadura, y entoncesotra soldadura es realizada encima de la primera. Esto permite, por ejemplo, la soldadura de secciones gruesasdispuestas en una preparacin de junta solo-V.[27]

La seccin cruzada de una junta de extremo soldado, con el gris msoscuro representando la zona de la soldadura o la fusin, el grismedio la zona afectada por el calor ZAT, y el gris ms claro el

material base.

Despus de soldar, un nmero de distintas regionespueden ser identificadas en el rea de la soldadura. Lasoldadura en s misma es llamada la zona de fusinms especficamente, sta es donde el metal derelleno fue puesto durante el proceso de la soldadura.Las propiedades de la zona de fusin dependenprimariamente del metal de relleno usado, y sucompatibilidad con los materiales base. Es rodeada porla zona afectada de calor, el rea que tuvo su microestructura y propiedades alteradas por la soldadura. Estaspropiedades dependen del comportamiento del material base cuando est sujeto al calor. El metal en esta rea es confrecuencia ms dbil que el material base y la zona de fusin, y es tambin donde son encontradas las tensionesresiduales.[28]

CalidadMuy 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 mtodo de soldadura, la cantidad y la concentracin de la entrada de calor, el material base, el material de relleno, el material fundente, el diseo 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 estn libres de defectos, tienen niveles aceptables de tensiones y distorsin residuales, y tienen propiedades aceptables de zona afectada por el calor (HAZ). Existen cdigos y especificaciones de soldadura para guiar a los soldadores en tcnicas apropiadas de

Soldadura 9

soldadura y en cmo juzgar la calidad stas.

Zona afectada trmicamente

El rea azul resulta de la oxidacin en una temperaturacorrespondiente a 316C. Esto es una manera precisa

de identificar la temperatura, pero no representa elancho de la zona afectada trmicamente (ZAT). La

ZAT es el rea estrecha que inmediatamente rodea elmetal base soldado.

Los efectos de soldar pueden ser perjudiciales en el materialrodeando la soldadura. Dependiendo de los materiales usados y laentrada de calor del proceso de soldadura usado, la zona afectadatrmicamente (ZAT) puede variar en tamao y fortaleza. Ladifusividad trmica del material base es muy importante - si ladifusividad es alta, la velocidad de enfriamiento del material esalta y la ZAT es relativamente pequea. Inversamente, unadifusividad baja conduce a un enfriamiento ms lento y a una ZATms grande. La cantidad de calor inyectada por el proceso desoldadura tambin desempea un papel importante, pues losprocesos como la soldadura oxiacetilnica tienen una entrada decalor no concentrado y aumentan el tamao de la zona afectada.Los procesos como la soldadura por rayo lser tienen una cantidadaltamente concentrada y limitada de calor, resultando una ZATpequea. La soldadura de arco cae entre estos dos extremos, conlos procesos individuales variando algo en entrada de calor.[29] [30]

Para calcular el calor para los procedimientos de soldadura dearco, puede ser usada la siguiente frmula:

en donde Q = entrada de calor (kJ/mm), V = voltaje (V), I = corriente (A), y S = velocidad de la soldadura (mm/min)El rendimiento depende del proceso de soldadura usado, con la soldadura de arco de metal revestido teniendo unvalor de 0,75, la soldadura por arco metlico con gas y la soldadura de arco sumergido, 0,9, y la soldadura de arco degas tungsteno, 0,8.[31]

Soldadura 10

Distorsin y agrietamientoLos mtodos de soldadura que implican derretir el metal en el sitio del empalme son necesariamente propensos a lacontraccin a medida que el metal calentado se enfra. A su vez, la contraccin puede introducir tensiones residualesy tanto distorsin longitudinal como rotatoria. La distorsin puede plantear un problema importante, puesto que elproducto final no tiene la forma deseada. Para aliviar la distorsin rotatoria, las piezas de trabajo pueden sercompensadas, de modo que la soldadura d lugar a una pieza correctamente formada.[32] Otros mtodos de limitar ladistorsin, como afianzar en el lugar las piezas de trabajo con abrazaderas, causa la acumulacin de la tensinresidual en la zona afectada trmicamente del material base. Estas tensiones pueden reducir la fuerza del materialbase, y pueden conducir a la falla catastrfica por agrietamiento fro, como en el caso de varias de las naves Liberty.El agrietamiento en fro est limitado a los aceros, y est asociado a la formacin del martensita mientras que lasoldadura se enfra. El agrietamiento ocurre en la zona afectada trmicamente del material base. Para reducir lacantidad de distorsin y estrs residual, la cantidad de entrada de calor debe ser limitada, y la secuencia de soldadurausada no debe ser de un extremo directamente al otro, sino algo en segmentos. El otro tipo de agrietamiento, elagrietamiento en caliente o agrietamiento de solidificacin, puede ocurrir en todos los metales, y sucede en la zonade fusin de la soldadura. Para disminuir la probabilidad de este tipo de agrietamiento, debe ser evitado el exceso dematerial restringido, y debe ser usado un material de relleno apropiado.[33]

SoldabilidadLa calidad de una soldadura tambin es dependiente de la combinacin de los materiales usados para el material basey el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de rellenotrabajan bien con materiales base aceptables.

Aceros

La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero,que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabildad delacero depende de su composicin qumica, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleacinresultando en mayor templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleacionescompuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbonopara comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero alcarbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tangrande como la del carbono, es por ejemplo ms significativa que la del cobre y el nquel. A medida que se eleva elcontenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleacin decrece.[34] La desventaja de usar simple carbono ylos aceros de baja aleacin es su menor resistencia - hay una compensacin entre la resistencia del material y lasoldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleacin fueron desarrollados especialmente para los usos en lasoldadura durante los aos 1970, y estos materiales, generalmente fciles de soldar tienen buena resistencia,hacindolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.[35]

Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otrosaceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austenticos de los aceros inoxidables tienden a ser ms soldables,pero son especialmente susceptibles a la distorsin debido a su alto coeficiente de expansin trmica. Algunasaleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y tambin a tener una reducida resistencia a la corrosin. Si no estcontrolada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usaun electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequea de ferrita. Otros tipos de acerosinoxidables, tales como los aceros inoxidables ferrticos y martensticos, no son fcilmente soldables, y a menudodeben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.[36]

Soldadura 11

Aluminio

La soldabilidad de las aleaciones de aluminio vara significativamente dependiendo de la composicin qumica de laaleacin usada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para combatir el problemalos soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce elgradiente de temperatura a travs de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el agrietamiento caliente,pero puede reducir las caractersticas mecnicas del material base y no debe ser usado cuando el material base estrestringido. El diseo del empalme tambin puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleacin de relleno mscompatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento caliente. Las aleaciones de aluminio tambin deben serlimpiadas antes de la soldadura, con el objeto de quitar todos los xidos, aceites, y partculas sueltas de la superficiea ser soldada. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a laporosidad debido al hidrgeno y a la escoria debido al oxgeno.[37]

Condiciones inusuales

Soldadura subacutica.

Aunque muchas aplicaciones de la soldadura se llevan a cabo enambientes controlados como fbricas y talleres de reparaciones,algunos procesos de soldadura se usan con frecuencia en unaamplia variedad de condiciones, como al aire abierto, bajo el aguay en vacos (como en el espacio). En usos al aire libre, tales comola construccin y la reparacin en exteriores, la soldadura de arcode metal blindado es el proceso ms comn. Los procesos queemplean gases inertes para proteger la soldadura no pueden usarsefcilmente en tales situaciones, porque los movimientosatmosfricos impredecibles pueden dar lugar a una soldadurafallida. La soldadura de arco de metal blindado a menudo tambines usada en la soldadura subacutica en la construccin y la

reparacin de naves, plataformas costa afuera, y tuberas, pero tambin otras son comunes, tales como la soldadurade arco con ncleo de fundente y soldadura de arco de gas wolframio. Es tambin posible soldar en el espacio, fueintentado por primera vez en 1969 por cosmonautas rusos, cuando realizaron experimentos para probar la soldadurade arco de metal blindado, la soldadura de arco de plasma, y la soldadura de haz de electrones en un ambientedespresurizado. Se hicieron pruebas adicionales de estos mtodos en las siguientes dcadas, y hoy en da losinvestigadores continan desarrollando mtodos para usar otros procesos de soldadura en el espacio, como lasoldadura de rayo lser, soldadura por resistencia, y soldadura por friccin. Los avances en estas reas podranprobar ser indispensables para proyectos como la construccin de la Estacin Espacial Internacional, queprobablemente utilizar profusamente la soldadura para unir en el espacio las partes manufacturadas en la Tierra.[38]

SeguridadLa soldadura sin las precauciones apropiadas puede ser una prctica peligrosa y daina para la salud. Sin embargo, con el uso de la nueva tecnologa y la proteccin apropiada, los riesgos de lesin o muerte asociados a la soldadura pueden ser prcticamente eliminados. El riesgo de quemaduras o electrocucin es significativo debido a que muchos procedimientos comunes de soldadura implican un arco elctrico o flama abiertos. Para prevenirlas, las personas que sueldan deben utilizar ropa de proteccin, como calzado homologado, guantes de cuero gruesos y chaquetas protectoras de mangas largas para evitar la exposicin a las chispas, el calor y las posibles llamas. Adems, la exposicin al brillo del rea de la soldadura produce una lesin llamada ojo de arco (queratitis) por efecto de la luz ultravioleta que inflama la crnea y puede quemar las retinas. Las gafas protectoras y los cascos y caretas de soldar con filtros de cristal oscuro se usan para prevenir esta exposicin, y en aos recientes se han comercializado nuevos

Soldadura 12

modelos de cascos en los que el filtro de cristal es transparente y permite ver el rea de trabajo cuando no hayradiacin UV, pero se auto oscurece en cuanto esta se produce al iniciarse la soldadura. Para proteger a losespectadores, la ley de seguridad en el trabajo exige que se utilicen mamparas o cortinas translcidas que rodeen elrea de soldadura. Estas cortinas, hechas de una pelcula plstica de cloruro de polivinilo, protegen a los trabajadorescercanos de la exposicin a la luz UV del arco elctrico, pero no deben ser usadas para reemplazar el filtro de cristalusado en los cascos y caretas del soldador.[39]

A menudo, los soldadores tambin se exponen a gases peligrosos y a partculas finas suspendidas en el aire. Losprocesos como la soldadura por arco de ncleo fundente y la soldadura por arco metlico blindado producen humoque contiene partculas de varios tipos de xidos, que en algunos casos pueden producir cuadros mdicos como elllamado fiebre del vapor metlico. El tamao de las partculas en cuestin influye en la toxicidad de los vapores,pues las partculas ms pequeas presentan un peligro mayor. Adems, muchos procesos producen vapores y variosgases, comnmente dixido de carbono, ozono y metales pesados, que pueden ser peligrosos sin la ventilacin y laproteccin apropiados. Para este tipo de trabajos, se suele llevar mascarilla para partculas de clasificacin FFP3, obien mascarilla para soldadura. Debido al uso de gases comprimidos y llamas, en muchos procesos de soldadura seplantea un riesgo de explosin y fuego. Algunas precauciones comunes incluyen la limitacin de la cantidad deoxgeno en el aire y mantener los materiales combustibles lejos del lugar de trabajo.[39]

Costos y tendenciasComo un proceso industrial, el coste de la soldadura juega un papel crucial en las decisiones de la produccin.Muchas variables diferentes afectan el costo total, incluyendo el costo del equipo, el costo de la mano de obra, elcosto del material, y el costo de la energa elctrica. Dependiendo del proceso, el costo del equipo puede variar,desde barato para mtodos como la soldadura de arco de metal blindado y la soldadura de oxicombustible, aextremadamente costoso para mtodos como la soldadura de rayo lser y la soldadura de haz de electrones. Debido asu alto costo, stas son solamente usadas en operaciones de alta produccin. Similarmente, debido a que laautomatizacin y los robots aumentan los costos del equipo, solamente son implementados cuando es necesaria laalta produccin. El costo de la mano de obra depende de la velocidad de deposicin (la velocidad de soldadura), delsalario por hora y del tiempo total de operacin, incluyendo el tiempo de soldar y del manejo de la pieza. El costo delos materiales incluye el costo del material base y de relleno y el costo de los gases de proteccin. Finalmente, elcosto de la energa depende del tiempo del arco y la consumo de energa de la soldadura.Para los mtodos manuales de soldadura, los costos de trabajo generalmente son la vasta mayora del costo total.Como resultado, muchas medidas de ahorro de costo se enfocan en la reduccin al mnimo del tiempo de operacin.Para hacer esto, pueden seleccionarse procedimientos de soldadura con altas velocidades de deposicin y losparmetros de soldadura pueden ajustarse para aumentar la velocidad de la soldadura. La mecanizacin y laautomatizacin son frecuentemente implementadas para reducir los costos de trabajo, pero con a menudo staaumenta el costo de equipo y crea tiempo adicional de disposicin. Los costos de los materiales tienden aincrementarse cuando son necesarias propiedades especiales y los costos de la energa normalmente no suman msque un porcentaje del costo total de la soldadura.[40]

En aos recientes, para reducir al mnimo los costos de trabajo en la manufactura de alta produccin, la soldadura industrial se ha vuelto cada vez ms automatizada, sobre todo con el uso de robots en la soldadura de punto de resistencia (especialmente en la industria del automvil) y en la soldadura de arco. En la soldadura robotizada, unos dispositivos mecnicos sostienen el material y realizan la soldadura,[41] y al principio, la soldadura de punto fue su uso ms comn. Pero la soldadura de arco robtica ha incrementado su popularidad a medida que la tecnologa ha avanzado. Otras reas clave de investigacin y desarrollo incluyen la soldadura de materiales distinitos (como por ejemplo, acero y aluminio) y los nuevos procesos de soldadura. Adems, se desea progresar en que mtodos especializados como la soldadura de rayo lsers sean prcticos para ms aplicaciones, por ejemplo en las industrias aeroespaciales y del automvil. Los investigadores tambin tienen la esperanza de entender mejor las frecuentes

Soldadura 13

propiedades impredecibles de las soldaduras, especialmente la microestructura, las tensiones residuales y latendencia de una soldadura a agrietarse o deformarse.[42]

Tipos de soldadura Soldadura TIG Soldadura MAG Soldadura MIG Soldadura por arco Soldadura en fro Soldadura explosiva Soldadura por friccin Soldadura por fusin Soldadura a gas Soldadura por induccin Soldadura mixta Soldadura por plasma Soldadura por puntos Soldadura a tope Soldadura de choque Soldadura con rayo de electrones Soldadura por rayo lser Soldadura ultrasnica Soldadura aluminotrmica Soldadura GMAW Soldadura sin plomo Soldadura oxiacetilnica Soldadura blanda

Especificaciones de soldadura American Society of Mechanical Engineers - Boiler and Pressure Vessel Code - Section IX American Welding Society Structural Welding Code American Welding Society Bridge Welding Code

Certificacin de soldadores en EEUU Soldadura de estructuras - American welding Society (AWS) D1.1 Cdigo de soldadura estructural Soldadura de tuberas - American Petroleum Institute (API) Codigo del libro 1104 Soldadura de recipientes a presin y calderas - ASME Section IX Soldadura en la industria aeroespacial AWS D17.

Soldadura 14

Vase tambin Inspeccin por lquidos penetrantes Electrodo Tratamiento trmico Tensin mecnica Otras tcnica de unin: adhesivo, atornillado, remachado

Referencias ASM International (2003). Trends in Welding Research. Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN

0-87170-780-2 Blunt, Jane and Nigel C. Balchin (2002). Health and Safety in Welding and Allied Processes. Cambridge:

Woodhead. ISBN 1-85573-538-5. Cary, Howard B. and Scott C. Helzer (2005). Modern Welding Technology. Upper Saddle River, Nueva Jersey:

Pearson Education. ISBN 0-13-113029-3. Hicks, John (1999). Welded Joint Design. New York: Industrial Press. ISBN 0-8311-3130-6. Kalpakjian, Serope and Steven R. Schmid (2001). Manufacturing Engineering and Technology. Prentice Hall.

ISBN 0-201-36131-0. Lincoln Electric (1994). The Procedure Handbook of Arc Welding. Cleveland: Lincoln Electric. ISBN

99949-25-82-2. Weman, Klas (2003). Welding processes handbook. New York: CRC Press LLC. ISBN 0-8493-1773-8.

Enlaces externos Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre soldadura. Commons Soldadura espaol online training [43]

Tipos de soldadura en Construpedia [44]

GYS - SMI Technology [45]

Soldaduras para joyera [46]

Tipos de soldaduras e industrias caseras [47]

Mtodos de Soldadura - Ciencia y Tecnologa en Espaol [48]

Procesos de soldadura - Solter [49]

MMA - TIG - MIG INVERTER - SOLDAMARKET.COM [50]

Referencias[1] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ :Soldadura[2] Cary and Helzer, p 4[3] Lincoln Electric, p 1.1-1[4] Cary and Helzer, p 56[5] Cary and Helzer, p 6[6] Weman, p 26[7] Lincoln Electric, p 1.1-5[8] Cary and Helzer, p 7[9] Lincoln Electric, p 1.1-6[10] Cary and Helzer, p 9[11] Lincoln Electric, 1.1-10[12] Cary and Helzer, p 24649[13] Kalpakjian and Schmid, p 780[14] Lincoln Electric, p 5.4-5[15] Weman, p 16

Soldadura 15

[16] Cary and Helzer, p 103[17] Weman, p 63[18] Lincoln Electric, p 5.4-3[19] Weman, p 53[20] Weman, p 31[21] Weman, p 3738[22] Weman, p 68[23] Weman, p 8084[24] Weman, p 95101[25] Weman, p 8990[26] Hicks, p 5255[27] Cary and Helzer, p 19, 103, 206[28] Cary and Helzer, p 40104[29] Lincoln Electric, p 6.1-56.1-6[30] Kalpakjian and Schmid, p 82122[31] Weman, p 5[32] Weman, p 78[33] Cary and Helzer, p 40405[34] Lincoln Electric, p 6.1-1[35] Lincoln Electric, p 6.1-146.1-19[36] Lincoln Electric, p 7.1-97.1-13[37] Lincoln Electric, p 9.1-19.1-6[38] Cary and Helzer, p 67783[39] Cary and Helzer, p 42, 4951[40] Weman, p 18489[41] Lincoln Electric, p 4.5-1[42] ASM International, "Welding Research Trends in the United States", p 9951005[43] http:/ / www. toolingu. com/ dept-651-soldadura-espanol-training. html[44] http:/ / www. construmatica. com/ construpedia/ Tipos_de_Soldaduras[45] http:/ / www. gys-soldadura. com/ spip. php?page=technologie& lang=es& id_rubrique=56[46] http:/ / www. martinvaresio. com. ar/ soldaduras_para_joyeria. html[47] http:/ / www. revolucionesindustriales. com/ industrias-caseras/ soldaduras/[48] http:/ / www. ciencia-tecnologia. com. ar/ info_en_castellano/ metodos_de_soldadura. htm[49] http:/ / www. solter. com/ index. php?menu=proces& op=5[50] http:/ / www. soldamarket. com/

Soldadura TIG 16

Soldadura TIG

Accesorios para soldadura TIG.

Esquema de la soldadura TIG.

La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleode un electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con torio ozirconio en porcentajes no superiores a un 2%. Dada la elevadaresistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 C),acompaada de la proteccin del gas, la punta del electrodo apenas sedesgasta tras un uso prolongado. Los gases ms utilizados para laproteccin del arco en esta soldadura son el argn y el helio, o mezclasde ambos.

Ventajas e inconvenientes

La gran ventaja de este mtodo de soldadura es, bsicamente, laobtencin de cordones ms resistentes, ms dctiles y menos sensiblesa la corrosin que en el resto de procedimientos, ya que el gasprotector impide el contacto entre el oxigeno de la atmsfera y el baode fusin. Adems, dicho gas simplifica notablemente el soldeo demetales ferrosos y no ferrosos, por no requerir el empleo dedesoxidantes, con las deformaciones o inclusiones de escoria quepueden implicar. Otra ventaja de la soldadura por arco en atmsferainerte es la que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debidoa la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador verclaramente lo que est haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura. Elcordn obtenido es por tanto de un buen acabado superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones deacabado, lo que incide favorablemente en los costes de produccin. Adems, la deformacin que se produce en lasinmediaciones del cordn de soldadura es menor.

Como inconvenientes est la necesidad de proporcionar un flujo continuo de gas, con la subsiguiente instalacin detuberas, bombonas, etc., y el encarecimiento que supone. Adems, este mtodo de soldadura requiere una mano deobra muy especializada, lo que tambin aumenta los costes. Por tanto, no es uno de los mtodos ms utilizados sinoque se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisin.Hoy en da se est generalizando el uso de la soldadura TIG sobre todo en aceros inoxidables y especiales ya que apesar del mayor coste de esta soldadura, el acabado obtenido es muy bueno y posee buen estilo.

Enlaces externos Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre soldadura. Commons

Soldadura MAG 17

Soldadura MAG

Mquina para soldadura MIG, MAG y TIG. A laderecha se puede apreciar la bobina que contiene

el electrodo.

La soldadura MAG (Metal Active Gaswelding) es un tipo desoldadura que utiliza un gas protector qumicamente activo (dixido decarbono, argn ms dixido de carbono o argn ms oxgeno). Elmaterial de aporte tiene forma de varilla muy larga y es suministradocontinuamente y de manera automtica por el equipo de soldadura.

Se utiliza bsicamente para aceros no aleados o de baja aleacin. No sepuede usar para soldar aceros inoxidables ni aluminio o aleaciones dealuminio.Es similar a la soldadura MIG, se distinguen en el gas protector queemplean.

Es ms barata que la soldadura MIG debido al menor precio de gas queutiliza.

Soldadura GMAW

GMAW area de soldado. (1) Direccin de avance, (2) Tubo de contacto, (3)Electrodo, (4) Gas (5) Metal derretido de soldadura, (6) Metal de soldadura

solidificado, (7) Pieza a soldar.

La soldadura GMAW (Gas Metal ArcWelding) es un proceso semiautomtico,automtico o robotizado de soldadura queutiliza un electrodo consumible y continuoque es alimentado a la pistola junto con elgas inerte en soldadura MIG o gas activo ensoldadura MAG que crea la atmsferaprotectora. Hace que no sea necesario estarcambiando de electrodo constantemente.

Este proceso se utiliza mucho en industriasdonde el tiempo y la calidad de la soldadurason cruciales. El principio es similar a lasoldadura por arco, con la diferencia en elelectrodo continuo y la proteccin del gasinerte lo que le dan a este mtodo lacapacidad de producir cordones ms limpios(no forma escoria, por lo que se puedenformar varias capas sin necesidad delimpieza intermedia).

El mtodo MIG (Metal Inerte Gas) utiliza un gas inerte (Argn, Helio o una mezcla de ambos). Se emplea sobre todopara soldar aceros inoxidables, cobre, aluminio, chapas galvanizadas y aleaciones ligeras. A veces es mejor utilizarhelio ya que este gas posee mayor ionizacin y por lo tanto mayor rapidez de generacin de calor.

Soldadura por arco 18

Soldadura por arco

Soldadura.

La idea de la soldadura por arco elctrico fuepropuesta a principios del siglo XIX por elcientfico ingls Humphrey Davy pero ya en 1885dos investigadores rusos consiguieron soldar conelectrodos de carbono.

Cuatro aos ms tarde fue patentado un procesode soldadura con varilla metlica. Sin embargo,este procedimiento no tom importancia en elmbito industrial hasta que el sueco OscarKjellberg descubri, en 1904, el electrodorecubierto. Su uso masivo comenz alrededor delos aos 1950.

Fundamentos

El sistema de soldadura elctrica con electrodorecubierto se caracteriza, por la creacin ymantenimiento de un arco elctrico entre unavarilla metlica llamada electrodo, y la pieza asoldar. El electrodo recubierto est constituidopor una varilla metlica a la que se le da elnombre de alma o ncleo, generalmente de forma cilndrica, recubierta de un revestimiento de sustancias nometlicas, cuya composicin qumica puede ser muy variada, segn las caractersticas que se requieran en el uso. Elrevestimiento puede ser bsico, rutlico y celulsico. Para realizar una soldadura por arco elctrico se induce unadiferencia de potencial entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire entre ellos y pasa a serconductor, de modo que se cierra el circuito. El calor del arco funde parcialmente el material de base y funde elmaterial de aporte, el cual se deposita y crea el cordn de soldadura.

La soldadura por arco elctrico es utilizada comnmente debido a la facilidad de transportacin y a la economa dedicho proceso.


Elementos

Esquema.

Plasma: Est compuesto porelectrones que transportan lacorriente y que van del polonegativo al positivo, de ionesmetlicos que van del polo positivoal negativo, de tomos gaseosos quese van ionizando y estabilizndoseconforme pierden o gananelectrones, y de productos de lafusin tales como vapores queayudarn a la formacin de unaatmsfera protectora. Esta zonaalcanza la mayor temperatura delproceso.

Llama: Es la zona que envuelve alplasma y presenta menortemperatura que ste, formada por tomos que se disocian y recombinan desprendiendo calor por la combustindel revestimiento del electrodo. Otorga al arco elctrico su forma cnica.

Bao de fusin: La accin calorfica del arco provoca la fusin del material, donde parte de ste se mezcla con elmaterial de aportacin del electrodo, provocando la soldadura de las piezas una vez solidificado.

Crter: Surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y profundidad vendrn dadas por el poder depenetracin del electrodo.

Cordn de soldadura: Est constituido por el metal base y el material de aportacin del electrodo y se puedendiferenciar dos partes: la escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la solidificacin y queposteriormente son eliminadas, y el sobre espesor, formado por la parte til del material de aportacin y parte delmetal base, que es lo que compone la soldadura en s.

Electrodo: Son varillas metlicas preparadas para servir como polo del circuito; en su extremo se genera el arcoelctrico. En algunos casos, sirven tambin como material fundente. La varilla metlica a menudo va recubiertapor una combinacin de materiales que varan de un electrodo a otro. El recubrimiento en los electrodos tienediversa funciones, stas pueden resumirse en las siguientes: Funcin elctrica del recubrimiento Funcin fsica de la escoria Funcin metalrgica del recubrimiento

Funciones de los recubrimientos

Funcin elctrica del recubrimientoLa estabilidad del arco para la soldadura depende de una amplia serie de factores como es la ionizacin del aire paraque fluya adecuadamente la electricidad. Para lograr una buena ionizacin se aaden al revestimiento del electrodoproductos qumicos denominados sales de sodio, potasio y bario los cuales tienen una tensin de ionizacin baja y unpoder termoinico elevado. El recubrimiento, tambin contiene en su composicin productos como los silicatos, loscarbonatos, los xidos de hierro y xidos de titanio que favorecen la funcin fsica de los electrodos, que facilitan lasoldadura en las diversas posiciones de ejecucin del soldeo.


Funcin metalrgica de los recubrimientosAdems de las funciones de estabilizar y facilitar el funcionamiento elctrico del arco y de contribuir fsicamente a lamejor formacin del cordn, el recubrimiento tiene una importancia decisiva en la calidad de la soldadura. Una delas principales funciones metalrgicas de los recubrimientos de los electrodos es proteger el metal de la oxidacin,primero aislndolo de la atmsfera oxidante que rodea al arco y despus recubrindolo con una capa de escoriamientras se enfra y solidifica.

Tipos de soldaduraSe distinguen los siguientes procesos de soldadura basados en el principio del arco elctrico:

Soldadura por arco manual con electrodos revestidos

Electrodos revestidos.

La caracterstica ms importante de la soldadura con electrodosrevestidos, en ingls Shield Metal Arc Welding (SMAW) o ManualMetal Arc Welding (MMAW), es que el arco elctrico se produce entrela pieza y un electrodo metlico recubierto. El recubrimiento protege elinterior del electrodo hasta el momento de la fusin. Con el calor delarco, el extremo del electrodo funde y se quema el recubrimiento, demodo que se obtiene la atmsfera adecuada para que se produzca latransferencia de metal fundido desde el ncleo del electrodo hasta elbao de fusin en el material base.

Estas gotas de metal fundido caen recubiertas de escoria fundidaprocedente de la fusin del recubrimiento del arco. La escoria flota en la superficie y forma, por encima del cordnde soldadura, una capa protectora del metal fundido.Como son los propios electrodos los que aportan el flujo de metal fundido, ser necesario reponerlos cuando sedesgasten. Los electrodos estn compuestos de dos piezas: el alma y el revestimiento.El alma o varilla es alambre (de dimetro original 5.5 mm) que se comercializa en rollos continuos. Tras obtener elmaterial, el fabricante lo decapa mecnicamente (a fin de eliminar el xido y aumentar la pureza) y posteriormente lotrefila para reducir su dimetro.El revestimiento se produce mediante la combinacin de una gran variedad de elementos (minerales varios, celulosa,mrmol, aleaciones, etc.) convenientemente seleccionados y probados por los fabricantes, que mantienen el proceso,cantidades y dosificaciones en riguroso secreto. La composicin y clasificacin de cada tipo de electrodo estregulada por AWS (American Welding Society), organismo de referencia mundial en el mbito de la soldadura.Este tipo de soldaduras pueden ser efectuados bajo corriente tanto continua como alterna. En corriente continua elarco es ms estable y fcil de encender y las salpicaduras son poco frecuentes; en cambio, el mtodo es poco eficazcon soldaduras de piezas gruesas. La corriente alterna posibilita el uso de electrodos de mayor dimetro, con lo queel rendimiento a mayor escala tambin aumenta. En cualquier caso, las intensidades de corriente oscilan entre 10 y500 amperios.El factor principal que hace de este proceso de soldadura un mtodo tan til es su simplicidad y, por tanto, su bajoprecio. A pesar de la gran variedad de procesos de soldadura disponibles, la soldadura con electrodo revestido no hasido desplazada del mercado. La sencillez hace de ella un procedimiento prctico; todo lo que necesita un soldadorpara trabajar es una fuente de alimentacin, cables, un portaelectrodo y electrodos. El soldador no tiene que estarjunto a la fuente y no hay necesidad de utilizar gases comprimidos como proteccin. El procedimiento es excelentepara trabajos, reparacin, fabricacin y construccin. Adems, la soldadura SMAW es muy verstil. Su campo deaplicaciones es enorme: casi todos los trabajos de pequea y mediana soldadura de taller se efectan con electrodorevestido; se puede soldar metal de casi cualquier espesor y se pueden hacer uniones de cualquier tipo. Sin embargo,


el procedimiento de soldadura con electrodo revestido no se presta para su automatizacin o semiautomatizacin; suaplicacin es esencialmente manual. La longitud de los electrodos es relativamente corta: de 230 a 700 mm. Portanto, es un proceso principalmente para soldadura a pequea escala. El soldador tiene que interrumpir el trabajo aintervalos regulares para cambiar el electrodo y debe limpiar el punto de inicio antes de empezar a usar electrodonuevo. Sin embargo, aun con todo este tiempo muerto y de preparacin, un soldador eficiente puede ser muyproductivo.

Soldadura por electrodo no consumible protegidoEl objetivo fundamental en cualquier operacin de soldadura es el de conseguir una junta con la misma caractersticadel metal base. Este resultado slo puede obtenerse si el bao de fusin est completamente aislado de la atmsferadurante toda la operacin de soldeo. De no ser as, tanto el oxgeno como el nitrgeno del aire sern absorbidos porel metal en estado de fusin y la soldadura quedar porosa y frgil. En este tipo de soldadura se utiliza como mediode proteccin un chorro de gas que impide la contaminacin de la junta. Tanto este como el siguiente proceso desoldeo tienen en comn la proteccin del electrodo por medio de dicho gas. La soldadura por electrodo noconsumible, tambin llamada Soldadura TIG (siglas de Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de unelectrodo permanente que normalmente, como indica el nombre, es de tungsteno.Este mtodo de soldadura se patent en 1920 pero no se empez a utilizar de manera generalizada hasta 1940, dadosu coste y complejidad tcnica.A diferencia que en las soldaduras de electrodo consumible, en este caso el metal que formar el cordn de soldaduradebe ser aadido externamente, a no ser que las piezas a soldar sean especficamente delgadas y no sea necesario. Elmetal de aportacin debe ser de la misma composicin o similar que el metal base; incluso, en algunos casos, puedeutilizarse satisfactoriamente como material de aportacin una tira obtenida de las propias chapas a soldar.La inyeccin del gas a la zona de soldeo se consigue mediante una canalizacin que llega directamente a la punta delelectrodo, rodendolo. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410C), acompaada dela proteccin del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Es conveniente, eso s,repasar la terminacin en punta, ya que una geometra poco adecuada perjudicara en gran medida la calidad delsoldado. Respecto al gas, los ms utilizados son el argn, el helio, y mezclas de ambos. El helio, gas noble (inerte, deah el nombre de soldadura por gas inerte) es ms usado en los Estados Unidos, dado que all se obtiene de formaeconmica en yacimientos de gas natural. Este gas deja un cordn de soldadura ms achatado y menos profundo queel argn. Este ltimo, ms utilizado en Europa por su bajo precio en comparacin con el helio, deja un cordn mstriangular y que se infiltra en la soldadura. Una mezcla de ambos gases proporcionar un cordn de soldadura concaractersticas intermedias entre los dos.La soldadura TIG se trabaja con corrientes continua y alterna. En corriente continua y polaridad directa, lasintensidades de corriente son del orden de 50 a 500 amperios. Con esta polarizacin se consigue mayor penetracin yun aumento en la duracin del electrodo. Con polarizacin inversa, el bao de fusin es mayor pero hay menorpenetracin; las intensidades oscilan entre 5 y 60 A. La corriente alterna combina las ventajas de las dos anteriores,pero en contra da un arco poco estable y difcil de cebar.La gran ventaja de este mtodo de soldadura es, bsicamente, la obtencin de cordones ms resistentes, ms dctiles y menos sensibles a la corrosin que en el resto de procedimientos, ya que el gas protector impide el contacto entre la atmsfera y el bao de fusin. Adems, dicho gas simplifica notablemente el soldeo de metales no ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes, con las deformaciones o inclusiones de escoria que pueden implicar. Otra ventaja de la soldadura por arco con proteccin gaseosa es la que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador ver claramente lo que est haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura. El cordn obtenido es por tanto de un buen acabado superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costes de produccin. Adems, la deformacin que se produce en las


inmediaciones del cordn de soldadura es menor.Como inconvenientes est la necesidad de proporcionar un flujo continuo de gas, con la subsiguiente instalacin detuberas, bombonas, etc., y el encarecimiento que supone. Adems, este mtodo de soldadura requiere una mano deobra muy especializada, lo que tambin aumenta los costes. Por tanto, no es uno de los mtodos ms utilizados sinoque se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisin.

Soldadura por electrodo consumible protegidoEste mtodo resulta similar al anterior, con la salvedad de que en los dos tipos de soldadura por electrodoconsumible protegido, MIG (Metal Inert Gas) y MAG (Metal Active Gas), es este electrodo el alimento del cordnde soldadura. El arco elctrico est protegido, como en el caso anterior, por un flujo continuo de gas que garantizauna unin limpia y en buenas condiciones.En la soldadura MIG, como su nombre indica, el gas es inerte; no participa en modo alguno en la reaccin desoldadura. Su funcin es proteger la zona crtica de la soldadura de oxidaciones e impurezas exteriores. Se empleanusualmente los mismos gases que en el caso de electrodo no consumible, argn, menos frecuentemente helio, ymezcla de ambos.En la soldadura MAG, en cambio, el gas utilizado participa de forma activa en la soldadura. Su zona de influenciapuede ser oxidante o reductora, ya se utilicen gases como el dixido de carbono o el argn mezclado con oxgeno. Elproblema de usar CO2 en la soldadura es que la unin resultante, debido al oxgeno liberado, resulta muy porosa.Adems, slo se puede usar para soldar acero, por lo que su uso queda restringido a las ocasiones en las que esnecesario soldar grandes cantidades de material y en las que la porosidad resultante no es un problema a tener encuenta.El uso de los mtodos de soldadura MIG y MAG es cada vez ms frecuente en el sector industrial. En la actualidad,es uno de los mtodos ms utilizados en Europa occidental, Estados Unidos y Japn en soldaduras de fbrica. Ello sedebe, entre otras cosas, a su elevada productividad y a la facilidad de automatizacin, lo que le ha valido abrirse unhueco en la industria automovilstica. La flexibilidad es la caracterstica ms sobresaliente del mtodo MIG / MAG,ya que permite soldar aceros de baja aleacin, aceros inoxidables, aluminio y cobre, en espesores a partir de los 0,5mm y en todas las posiciones. La proteccin por gas garantiza un cordn de soldadura continuo y uniforme, ademsde libre de impurezas y escorias. Adems, la soldadura MIG / MAG es un mtodo limpio y compatible con todas lasmedidas de proteccin para el medio ambiente.En contra, su mayor problema es la necesidad de aporte tanto de gas como de electrodo, lo que multiplica lasposibilidades de fallo del aparato, adems del lgico encarecimiento del proceso. La soldadura MIG/MAG esintrnsecamente ms productiva que la soldadura MMA, donde se pierde productividad cada vez que se produce unaparada para reponer el electrodo consumido. Las prdidas materiales tambin se producen con la soldadura MMA,cuando la parte ltima del electrodo es desechada. Por cada kilogramo de electrodo revestido comprado, alrededordel 65% forma parte del material depositado (el resto es desechado). La utilizacin de hilos slidos e hilos tubularesha aumentado esta eficiencia hasta el 80-95%. La soldadura MIG/MAG es un proceso verstil, pudiendo depositar elmetal a una gran velocidad y en todas las posiciones. El procedimiento es muy utilizado en espesores delgados ymedios, en fabricaciones de acero y estructuras de aleaciones de aluminio, especialmente donde se requiere un granporcentaje de trabajo manual. La introduccin de hilos tubulares est encontrando cada vez ms, su aplicacin en losespesores fuertes que se dan en estructuras de acero pesadas.


Soldadura por arco sumergidoEl proceso de soldadura por arco sumergido, tambin llamado proceso SAW (Submerged Arc Welding), tiene comodetalle ms caracterstico el empleo de un flujo continuo de material protector en polvo o granulado, llamado flux.Esta sustancia protege el arco y el bao de fusin de la atmsfera, de tal forma que ambos permanecen invisiblesdurante la soldadura. Parte del flux funde, y con ello protege y estabiliza el arco, genera escoria que asla el cordn, eincluso puede contribuir a la aleacin. El resto del flux, no fundido, se recoge tras el paso del arco para sureutilizacin. Este proceso est totalmente automatizado y permite obtener grandes rendimientos.El electrodo de soldadura SAW es consumible, con lo que no es necesaria aportacin externa de fundente. Secomercializa en forma de hilo, macizo o hueco con el flux dentro (de forma que no se requiere un conducto de aportesino slo uno de recogida), de alrededor de 0,5 mm de espesor.El flux, o mejor dicho, los fluxes, son mezclas de compuestos minerales varios (SIO2, CaO, MnO, etc) condeterminadas caractersticas de escorificacin, viscosidad, etc. Obviamente, cada fabricante mantiene la composiciny el proceso de obtencin del flux en secreto, pero, en general, se clasifican en fundidos (se obtienen por fusin delos elementos), aglomerados (se cohesionan con aglomerantes; cermicos, silicato potsico, etc.) y mezcladosmecnicamente (simples mezclas de otros fluxes). Ya que el flux puede actuar como elemento fundente, la adicinen l de polvo metlico optimiza bastante el proceso, mejora la tenacidad de la unin y evita un indeseable aumentodel tamao de grano en el metal base.Dependiendo del equipo y del dimetro del hilo de electrodo, este proceso se trabaja con intensidades de hasta 1600amperios, con corrientes continuas (electrodo positivo y base negativa) o alternas.Este proceso es bastante verstil; se usa en general para unir metales frreos y aleaciones, y para recubrir materialescontra la corrosin (overlay). Adems, permite la soldadura de piezas con poca separacin entre ellas. El arco actabajo el flux, evitando salpicaduras y contaminacin del cordn, y alimentndose, si es necesario, del propio flux, queadems evita que el arco se desestabilice por corrientes de aire. La soldadura SAW puede aplicarse a gran velocidaden posiciones de sobremesa, para casi cualquier tipo de material y es altamente automatizable. El cordn obtenido enestos soldeos es sano y de buen aspecto visual. Una caracterstica mejora del proceso SAW es la soldadura entndem, mediante la cual se aplican dos electrodos a un mismo bao. As se aumenta la calidad de la soldadura, yaque uno de los electrodos se encarga de la penetracin y el volumen del cordn, mientras que el segundo maneja loparmetros de geometra y tamao.En cambio, la mayor limitacin de este proceso es que solo puede aplicarse en posiciones de sobremesa y cornisa, yaque de otra manera el flux se derramara. Flux que ha de ser continuamente aportado, lo cual encarece elprocedimiento y aumenta sus probabilidades de fallo (hay que alimentar tanto el rollo de electrodo como el flux);adems, si se contamina por agentes externos, la calidad del cordn disminuye bastante. A pesar de que puede unirmateriales poco separados, no es recomendable para unir espesores menores de 5mm.Este proceso tiene su mayor campo de aplicacin en la fabricacin de tuberas de acero en espiral y, en general, en lasoldadura de casi cualquier tipo de aceros (especialmente los inoxidables).

SeguridadSegn la NASD (Nacional Ag Safety Database), las medidas de seguridad necesarias para trabajar con soldadura conarco son las siguientes.

Recomendaciones generales sobre soldadura con arcoAntes de empezar cualquier operacin de soldadura de arco, se debe hacer una inspeccin completa del soldador y dela zona donde se va a usar. Todos los objetos susceptibles de arder deben ser retirados del rea de trabajo, y debehaber un extintor apropiado de PQS o de CO2 a la mano, no sin antes recordar que en ocasiones puede tener maguerade espuma mecnica.


Los interruptores de las mquinas necesarias para el soldeo deben poderse desconectar rpida y fcilmente. Laalimentacin estar desconectada siempre que no se est soldando, y contar con una toma de tierraLos portaelectrodos no deben usarse si tienen los cables sueltos y las tenazas o los aislantes daados.La operacin de soldadura deber llevarse a cabo en un lugar bien ventilado pero sin corrientes de aire queperjudiquen la estabilidad del arco. El techo del lugar donde se suelde tendr que ser alto o disponer de un sistema deventilacin adecuado. Las naves o talleres grandes pueden tener corrientes no detectadas que deben bloquearse.

Equipo de proteccin personalLa radiacin de un arco elctrico es enormemente perjudicial para la retina y puede producir cataratas, prdidaparcial de visin, o incluso ceguera. Los ojos y la cara del soldador deben estar protegidos con un casco de soldarhomologado equipado con un visor filtrante de grado apropiado.La ropa apropiada para trabajar con soldadura por arco debe ser holgada y cmoda, resistente a la temperatura y alfuego. Debe estar en buenas condiciones, sin agujeros ni remiendos y limpia de grasas y aceites. Las camisas debentener mangas largas, y los pantalones deben ser de bota larga, acompaados con zapatos o botas aislantes que cubran.Deben evitarse por encima de todo las descargas elctricas, que pueden ser mortales. Para ello, el equipo deber estarconvenientemente aislado (cables, tenazas, portaelectrodos deben ir recubiertos de aislante), as como seco y libre degrasas y aceite. Los cables de soldadura deben permanecer alejados de los cables elctricos, y el soldador separadodel suelo; bien mediante un tapete de caucho, madera seca o mediante cualquier otro aislante elctrico. Loselectrodos nunca deben ser cambiados con las manos descubiertas o mojadas o con guantes mojado.

Vase tambin Soldadura manual de metal por arco Proceso de fabricacin

Soldadura en fro 25

Soldadura en froLa soldadura en fro o por contacto fue reconocida como un fenmeno de los materiales en la dcada de 1940.Entonces se descubri que dos superficies planas y limpias de metales similares, se adhieren firmemente si se ponenen contacto aplicando el vaco.La soldadura en fro es un proceso de soldadura de estado slido que se lleva a cabo sin unirse "por fusin" de lainterfaz de las dos partes a soldar. A diferencia de la soldadura por fusin, los procesos de soldadura en fro serealizan, sin que una fase lquida (o lquido) est presente en la articulacin de las piezas.

ProcesoEn la soldadura en fro, se aplica presin a las piezas mediante matrices o rollos. Debido a la deformacin plsticaque tiene lugar, es necesario que al menos una de las piezas a ensamblar sea dctil (pero preferiblemente las dos).Antes de la soldadura, la interfaz es desgrasada, con cepillo de alambre, y frotada para sacar las manchas de xido.

AplicacionesLa soldadura en fro puede ser utilizada para unir piezas pequeas hechas de metales blandos y dctiles.Las aplicaciones incluyen cables de almacenaje y conexiones elctricas (como conectores con desplazamiento deaislamiento).

En el espacioLos problemas mecnicos de los primeros satlites se atribua a veces la soldadura en fro. Sin embargo, en 2006,Henry Spencer enunci que el fenmeno de la soldadura en fro espontnea en el espacio ultraterrestre es"bsicamente un mito", sealando que "no hay ningn caso documentado de lo que realmente pasa en rbita, exceptoen los experimentos deliberadamente destinados a provocarlo (con materiales susceptibles, habiendo tenido cuidadopara evitar la contaminacin, y con una deliberada eliminacin mecnica previa de las capas de xido, etc...) "[1]

Vase tambin Atraccin molecular

Referencias[1] http:/ / groups.google.com/group/sci.space.history/msg/9f09b7136c1206f5

Bibliografa Gran parte de este artculo fue importado deAutomatizacin Avanzada para las misiones espaciales: Apndice 4C Kalpakjian, Manufacturing Engineering and Technology 5th Edition. 1981

Soldadura explosiva 26

Soldadura explosivaEl proceso de soldadura por explosin se conoce tcnicamente como EXW (EXplosion Welding), basndose en ladetonacin de una carga explosiva colocada adecuadamente y que obliga a uno de los metales que se desean soldar aprecipitarse aceleradamente sobre otro.Una de las condiciones fundamentales para que se realice esta soldadura es la existencia de un flujo o chorrolimpiador que viaja inmediatamente por delante del punto de colisin en el que la velocidad de la chapa, presin,ngulo y velocidad del punto de colisin se controlan de manera que este flujo sea forzado a salir de entre las chapasa alta velocidad, expulsando xidos y contaminantes, dejando as limpias las superficies de unin.Entre las reducidas aplicaciones de esta soldadura estn la calderera, para la fabricacin de recipientes a presin, y laindustria elctrica, para la fabricacin de juntas de transicin donde entran en juego materiales difcilmente soldablesentre s como el aluminio y el cobre.El proceso de unin de materiales diferentes mediante soldadura por explosin comienza por la limpieza de lassuperficies a unir. Aunque el barrido de la onda explovisa ejerce una limpieza de las superficie es recomendable. Acontinuacin se coloca el material base, chapa n1, sobre el cual se va a explosionar y se le colocan una especie depequeas pletinas de metal en forma de L distribuidas por toda la superficie. Su funcin es nicamente que al colocarla chapa del otro material, chapa n2, quede una separacin conocida y uniforme. Despus se coloca un pequeocerco alrededor de esta "construccin", de forma que al colocar el polvo explosivo sobre la chapa n2 quededistribuido por todos los puntos incluidos los bordes y no se caiga. Por ltimo se coloca el detonador, generalmente amedia distancia de la longitud media de la chapa pero junto a un extremo (depende de las dimensiones de la chapa).Al realizar la detonacin, la onda expansiva aprieta una chapa contra la otra creando una "ola" que recorre toda lachapa. Debido a esta, todas las pletinas as como suciedad son expulsadas y con el calor generado por la explosin,los materiales quedan unidos entre s.Con las este tipo de soldadura le dilucin y las ZAT es mnima.Posteriormente y en uncin de la finalidad del material bi-metlico obtenido se suelen hacer una serie de ensayos nodestructivos como UT (Ultrasonidos).Tambin se usa para la fabricacin de algunas monedas bimetlicas.

Soldadura por friccin 27

Soldadura por friccin

Dos piezas unidas mediante soldadurapor friccin.

La soldadura por friccin es un mtodo de soldadura que aprovecha el calorgenerado por la friccin mecnica entre dos piezas en movimiento.

Es utilizada para unir dos piezas, an cuando una de ellas por lo menos sea deigual o distinta naturaleza, por ejemplo: acero duro y acero suave, aluminio yaleaciones, acero y cobre, etc.

El principio de funcionamiento consiste en que la pieza de revolucin gira enun movimiento de rotacin fijo o variable alrededor de su eje longitudinal yse asienta sobre la otra pieza. Cuando la cantidad de calor producida porrozamiento es suficiente para llevar las piezas a la temperatura de soldadura,se detiene bruscamente el movimiento, y se ejerce un empuje el cual producela soldadura por interpenetracin granular

Soldadura por fusin

Soldadura por fusinEn la soldadura de los metales, la tcnica que consiste en calentar dos piezas de metal hasta que se derriten y sefunden entre s se le llama soldadura por fusin. Puede ser con aporte de material.Dentro de la soldadura por fusin observamos los siguientes tipos: Soldadura TIG Soldadura MAG Soldadura MIG Soldadura por arco Soldadura por plasma Soldadura por puntos Soldadura con rayo de electrones Soldadura por rayo lser Soldadura aluminotrmica Soldadura GMAW

Soldadura por fusin 28

Soldadura sin fusinSi el proceso consiste en calentar los metales hasta una temperatura inferior a su punto de fusin y unirlos con unmetal de aporte fundido, o calentar los metales hasta que estn blandos para martillarlos o unirlos a presin entre s.Se llamara soldadura sin fusin.

Enlaces externosAlberga contenido y foros sobre soldadura. [1]

Referencias[1] http:/ / www. la-soldadura. com

Soldadura a gas

Soldadura a gas.

La soldadura a gas fue unos de los primeros procesos de soldadura defusin desarrollados que demostraron ser aplicables a una extensavariedad de materiales y aleaciones. Durante muchos aos fue elmtodo ms til para soldar metales no ferrosos. Sigue siendo unproceso verstil e importante pero su uso se ha restringidoampliamente a soldadura de chapa metlica, cobre y aluminio. Elequipo de soldadura a gas puede emplearse tambin para la soldadurafuerte, blanda y corte de acero.

Tanto el oxgeno como el gas combustible son alimentados desdecilindros, o algn suministro principal, a travs de reductores depresin y a lo largo de una tubera de goma hacia un soplete. En este, elflujo de los dos gases es regulado por medio de vlvulas de control,pasa a una cmara de mezcla y de ah a una boquilla. El caudalmximo de flujo de gas es controlado por el orificio de la boquilla. Seinicia la combustin de dicha mezcla por medio de un mecanismo deignicin (como un encendedor por friccin) y la llama resultante fundeun material de aporte (generalmente acero o aleaciones de zinc, estao,cobre o bronce) el cual permite un enlace de aleacin con la superficiea soldar y es suministrado por el operador del soplete.

Las caractersticas trmicas de diversos gases combustibles se indican en la siguiente tabla:

Soldadura a gas 29

Gas combustible Temperatura deflama terica C

Intensidad decombustioncal/cm3 /s

Uso

Acetileno 3 270 3 500 Soldadura y corte

Metano 3 100 1 700 Soldadura fuerte y blanda

Propano 3 185 1 500 Soldadura en general

Hidrgeno 2 810 2 100 Uso limitado

El valor de una mezcla de gas combustible para el calentamiento depende de la temperatura de la llama y laintensidad de la combustin.En la prctica, esta soldadura es comnmente usada con acetileno y oxgeno. El aspecto de la llama resultado de estacombustin se muestra a continuacin:en el cono interno el acetileno, al ser oxidado, se transforma en hidrgeno y monxido de carbono segn la siguientereaccin:

En la parte externa de la flama estos gases se combinan con el oxgeno de la atmsfera para formar dixido decarbono y vapor de agua. Para obtener una flama neutra, las escalas del volumen del flujo de acetileno y de oxgenoson ajustadas hasta que el cono interno alcanza su tamao mximo con una frontera claramente definida. Lacomposicin de la envoltura carece entonces de reaccin a acero de bajo contenido de carbono. Si se suministraoxgeno en dosis excesivas, el cono interno se hace ms pequeo y puntiagudo y la flama resultante descarburar elacero. Por otra parte, un exceso de acetileno hace que el cono desarrolle una envoltura exterior en forma de pluma(como la de las aves) y la flama ser carburante.Para acero de alto contenido de carbono y en el tratamiento de superficies duras se utiliza flama carburante, esto conel fin de evitar la descarburizacin y producir un depsito de fundicin de alto contenido de carbono en la superficie,que permitir el enlace de la aleacin de superficie sin dilucin excesiva. Es especialmente importante no soldaraceros austenticos inoxidables con una flama carburante ya que dar lugar a una subida de carbono, enconsecuencia, corrosin integranular.

Soldadura por induccin 30

Soldadura por induccinLa soldadura por induccin es un tipo de soldadura que se produce al aprovechar el calor generado por laresistencia al flujo de la corriente elctrica inducida que se tiene en la piezas a unir. Por lo regular esta soldadura selogra tambin con presin.Consiste en la conexin de una bobina a los metales que se desea unir, y debido a que en la unin de los metales setiene una resistencia mayor al paso de la corriente inducida, es en esa parte donde se genera el calor, lo que conpresin genera la unin de las dos piezas. La soldadura por induccin de alta frecuencia utiliza corrientes con elrango de 200.000 a 500.000 Hz., los sistemas de soldadura por induccin normales slo utilizan frecuencias entre los400 y 450 Hz.

Soldadura por plasmaLa soldadura por arco plasma es conocida tcnicamente como PAW (Plasma Arc Welding), y utiliza los mismosprincipios que la soldadura TIG, por lo que puede considerarse como un desarrollo de este ltimo proceso. Sinembargo, tanto la densidad energtica como las temperaturas son en este proceso mucho ms elevadas ya que elestado plasmtico se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura suficiente para conseguir su ionizacin,separando as el elemento en iones y electrones. La mayor ventaja del proceso PAW es que su zona de impacto esdos o tres veces inferior en comparacin a la soldadura TIG, por lo que se convierte en una tcnica ptima parasoldar metal de espesores pequeos.En la soldadura por plasma la energa necesaria para conseguir la ionizacin la proporciona el arco elctrico que seestablece entre un electrodo de tungsteno y el metal base a soldar. Como soporte del arco se emplea un gas,generalmente argn puro o en ciertos casos helio con pequeas proporciones de hidrgeno, que pasa a estadoplasmtico a travs del orif

varios soldaduras.pdf

Documents

Transcript of varios soldaduras.pdf