conformación por soldadura

Procesos de conformación por soldadura

Soldadura: proceso de unión de materiales mediante la aplicación conveniente de calor,

presión, o combinación de ambos.

La unión se realiza siempre elevando la temperatura de las superficies, con o sin

material de aporte o relleno. Puede realizarse de forma manual, automática o robótica.


- Proporciona una unión permanente. Las partes soldadas se vuelven una sola unidad.

- La unión puede ser más fuerte que los materiales originales, usando metal de relleno con

propiedades de resistencia superiores a la de los materiales originales y empleando

técnicas de soldadura adecuadas.

- En general, es la forma más económica de unir

Ventajas:

- La unión soldada por lo general es más ligera

que la unión mecánica.

- Puede realizarse de forma autónoma en campo.

- En general, es la forma más económica de unir

componentes, en términos de uso de materiales y costos de

fabricación. Los métodos alternativos de ensamble requieren

alteraciones más complejas de las formas (taladrado de

orificios) y adición de elementos (remaches o tuercas).


- Elevado costo de la mano de obra; la mayoría de las operaciones se realizan en forma

manual y además es mano de obra especializada.

- Implican el uso de mucha energía.

- Son procesos peligrosos. Implican riesgos altos para la salud (humos y vapores,

salpicaduras, chispas, luz ultravioleta, riesgos de incendio y explosión)

Desventajas:

- La unión permanente entre los componentes, no permite

un desensamble adecuados. En caso de error implica

normalmente el desecho de las piezas.

- La unión soldada puede presentar ciertos

defectos típicos de calidad que son difíciles de

detectar. Los defectos pueden reducir la resistencia

de la unión.

- Produce alteraciones importantes debido a las altas temperaturas alcanzadas en zonas muy

localizadas del material.


-Soldadura Heterogénea: se realizan entre materiales de distinta naturaleza, con o sin

material de aporte, o bien materiales de la misma naturaleza pero material de aporte

distinto

-Soldadura Homogénea: tanto los materiales a unir como el metal de aportación son de la

misma naturaleza.

(Soldadura autógena: se realiza sin aporte de material)

Tipos de soldadura (según composición):

Heterogéneas

- Soldadura blanda

- Soldadura fuerteAmarilla

A la plata

- Por forja

- Aluminotérmica

- Ultrasonidos

- Láser

- Por fricción

- Oxiacetilénica

- Eléctrica

- Por arcoHomogéneas

- En atmósfera normal

- En atmósfera inerte

- Con hidrogeno atómico

- Por resistencia

- Por puntos

- Por costura

- A topeA bordón

Por ignición

- Manual

- Automática


- Soldadura por fusión: Se utiliza calor para fundir los metales base. Se puede realizar con

o sin aporte de material (soldadura autógena).

- Soldadura de estado sólido: La fusión proviene de la aplicación de presión o combinación

de presión y calor (por debajo del punto de fusión de los metales a unir).

No se utiliza material de aporte.

Tipos de soldadura (según procesos):

- Soldadura por fusión

- Arco eléctrico

- Oxiacetilénica

- Láser

- Por resistencia

- Por difusión

- Por fricción

- Ultrasónica- Soldadura en estado sólido

- Soldadura blanda

- Soldadura fuerte

Procesos conformación por soldadura

Tipos de uniones:

Hay cinco tipos básicos de uniones:

(a) Unión empalme: las partes se encuentran en el mismo plano y se unen en sus bordes.

(b) Unión de esquina: las partes forman un ángulo recto y se unen en la esquina del ángulo.

(c) Unión superpuesta: consiste en dos partes que se sobreponen.

(d) Unión en T.: una parte es perpendicular a la otra.

(e) Unión de bordes: Las partes están paralelas con al menos uno de sus bordes en común

y la unión se hace en el borde común.

-Se usa un metal de relleno para proporcionar una sección en forma de triángulo.

-Es la más común en la soldadura por arco y en la oxígeno y gas combustible

-Requiere mínima preparación de los bordes.

Tipos de soldaduras

- Soldadura de filete: para rellenar los bordes de las placas creadas mediante uniones de

esquina, sobrepuestas y en T.

- Pueden ser sencillas o dobles (soldarse en uno o ambos lados) y continuas o

intermitentes (soldadas a lo largo de toda la longitud de la unión o con espacio sin

soldar).

Tipos de soldaduras

- Soldadura con surco o ranura: se mecanizan las orillas para facilitar la

penetración de la soldadura (cuadrado, bisel, V, U y J, en lados sencillos o dobles).

- Se utiliza material de relleno para saturar la unión.

- Se usa con arco eléctrico o con oxígeno y gas combustible.

- Se utiliza para todo tipo de uniones excepto la sobrepuesta.

Tipos de soldaduras

- Soldadura con insertos o soldadura ranurada: se usan para unir placas planas,

usando uno o más huecos o ranuras en la parte superior, que después se rellenan.

- Soldadura en superficie: se utiliza para depositar material de relleno. El propósito

es aumentar el grosor, reparar defecto o grieta o proporcionar recubrimiento protector

sobre la superficie.

SOLDADURA BLANDA Y FUERTE

En el abanico de procesos de unión, se encuentran entre la soldadura por

fusión y la soldadura de estado sólido:

Se añade un metal de aporte = la mayoría de las operaciones de

soldadura por fusión

No ocurre la fusión de los metales base = a la soldadura de estado sólido.

La soldadura fuerte y la soldadura blanda son adecuadas cuando:

- Los metales a unir son poco soldables.

- Se unen metales distintos.

- El intenso calor de la soldadura por fusión puede dañar los componentes que se

van a unir.

- La geometría de la unión no se presta para ninguno de los métodos de soldadura

por fusión

- No se requiere de una gran resistencia para la unión.

SOLDADURA BLANDA

- Se emplea para soldar piezas de cinc, estaño, hojalata, cobre, aluminio, así

como en reparación de grietas, poros y defectos en piezas fundidas de hierro.

- Se utilizan fundentes para conservar la limpieza, eliminar óxidos y favorecer la

acción capilar (resina natural, alcoholes, sales halogenadas).

Proceso de unión en el cual se funde un metal de aporte de bajo punto de

fusión (<450 °C) y se distribuye mediante acción capilar entre las superficies de los

metales que se van a unir.

acción capilar (resina natural, alcoholes, sales halogenadas).

- Las superficies deben estar libres de óxidos y grasas. (decapante: Cl2 Zn)

- El metal de aporte se emplea normalmente en forma de barras (aleaciones de Sn

y Pb)

- Como proceso industrial, se asocia más estrechamente con el ensamble electrónico

- Su utilización en uniones mecánicas, queda restringido a aquellas que no estén

sujetas a tensiones o temperaturas elevadas

SOLDADURA BLANDA

� Ventajas:

- Menor cantidad de energía necesaria comparado

con la soldadura fuerte y por fusión

- Buena conductividad eléctrica y térmica en la unión.

- Fácil de manipular y re trabajar.

- Diversidad de métodos de calentamiento (soplete, horno, inducción, resistencia,

infrarrojos)

- Capacidad de sellado en engargolados de envases herméticos para gases y

líquidos así como aumento de la resistencia de la unión (ver figura).

SOLDADURA BLANDA

� Desventajas:

- Su resistencia mecánica es generalmente

menor a la de los metales soldados

- Posible debilitamiento o fusión de la unión bajo

solicitaciones a temperatura elevada.

- La presencia de distinto potencial galvánico,

junto con la humedad, puede dar lugar a pilas dejunto con la humedad, puede dar lugar a pilas de

corrosión.

Composiciones de

aleaciones para soldadura

blanda, Tª de fusión y

aplicaciones.

Metal de Metal de aporteaporte

Composición Composición aprox.aprox.

Tª de fusión Tª de fusión ºCºC

AplicacionesAplicaciones

PlomoPlomo-- plataplata 96% Pb, 4% Ag96% Pb, 4% Ag 350350Uniones a temperatura Uniones a temperatura

elevadaelevada

EstañoEstaño--antimonioantimonio 95% Sn, 5% Sb95% Sn, 5% Sb 238238 Plomería y calefacciónPlomería y calefacción

EstañoEstaño--plomoplomo 60% Sn, 40% Pb60% Sn, 40% Pb 183183 ElectrónicaElectrónica

40% Sn, 60% Pb40% Sn, 60% Pb 207207 Radiadores de automóvilesRadiadores de automóviles

EstañoEstaño-- plataplata 96% Sn, 4% Ag96% Sn, 4% Ag 221221 Envases de alimentosEnvases de alimentos

EstañoEstaño--zinczinc 91% Sn, 9 % Zn91% Sn, 9 % Zn 199199 Uniones de aluminioUniones de aluminio

SOLDADURA FUERTE

Proceso de unión en el cual se funde un metal de aporte de punto de fusión

>450 °C pero menor que el punto de fusión de los metales base. Se distribuye mediante

acción capilar entre las superficies de los metales que se van a unir.

Es un proceso de amplio uso en diversos campos e industrias:

� Automóvil (unión de tubos y conductos refrigeración)

� Equipos eléctricos (unión de alambres y cables)

� Fabricación de joyería,

� Soldadura de materiales que no pueden soldarse por fusión como el acero galvanizado,

- Separación: debe ser suficientemente grande para no limitar el flujo del metal y

suficientemente pequeña para no limitar la acción capilar: 0.025 y 0.25 mm.

- Limpieza de las superficies. Se utilizan fundentes para conservar la limpieza, eliminar óxidos y

favorecer la acción capilar (bórax, fluoruros y cloruros).

- Diseño de la unión: correcta y ejecución adecuada, consigue una unión más resistente que el

metal de aporte del que se formó.

Aspectos importantes:

� Herramientas de corte (unión de insertos de carburo reforzado),

� Industria química y calefacción (unión de conductos y tubos metálicos)

Soldadura de materiales que no pueden soldarse por fusión como el acero galvanizado,

fundición maleable, bronces y latones.

SOLDADURA FUERTE

� Ventajas:

- Menor cantidad de energía necesaria comparado con la soldadura por fusión

- Diversidad de métodos de calentamiento (soplete, horno, inducción,

resistencia, infrarrojos)

- Es posible soldar áreas de unión inaccesibles para muchos procesos de

- Se reducen los problemas en la zona afectada por el calor en el metal base.

- Permite unir partes de paredes delgadas que

no pueden soldarse con arco eléctrico

- Es posible soldar áreas de unión inaccesibles para muchos procesos de

soldadura por fusión, dado que la acción capilar atrae el metal de aporte

fundido dentro de la unión.

- Ciertos métodos permiten altas

velocidades de los ciclos y la producción

automatizada.

SOLDADURA FUERTE

� Desventajas:

- La resistencia de la unión es menor que una

unión por fusión.

- Las altas temperaturas de servicio pueden

debilitar la unión.

- El color del metal en una unión puede no

- La resistencia de la unión por lo general es

menor que la de los metales base.

- El color del metal en una unión puede no

coincidir con el de las partes metálicas base

(desventaja estética).

Metales de aporte para

soldadura fuerte, Tª de

fusión y metales base

sobre los que se utilizan.

Metal de aporteMetal de aporte Composición aprox.Composición aprox. Tª de fusión ºCTª de fusión ºC Metales baseMetales base

Aluminio y silicioAluminio y silicio 90% Al, 10% Si90% Al, 10% Si 600600 AluminioAluminio

CobreCobre 99.9% Cu99.9% Cu 11201120 Níquel cobreNíquel cobre

Cobre y fósforoCobre y fósforo 95% Cu, 5% P95% Cu, 5% P 850850 CobreCobre

Cobre y ZincCobre y Zinc 60% Cu, 40% Zn60% Cu, 40% Zn 926926 Aceros colados, níquelAceros colados, níquel

Oro y PlataOro y Plata 80% Au, 20%Cu 80% Au, 20%Cu 950950Acero inox., aleaciones de Acero inox., aleaciones de

níquelníquel

Aleaciones de níquelAleaciones de níquel Ni, Cr, otrosNi, Cr, otros 11201120Acero inox., aleaciones de Acero inox., aleaciones de

níquelníquel

Aleaciones de plataAleaciones de plata Ag, Cu, Zn, CdAg, Cu, Zn, Cd 730730 Titanio, acero de herramientasTitanio, acero de herramientas

SOLDADURA CON ARCO ELÉCTRICO

Es un proceso de soldadura por fusión en el cual la unión de los metales

se obtiene mediante el calor producido al saltar un arco eléctrico entre un

electrodo y el metal de trabajo.

Un arco eléctrico es una descarga de corriente eléctrica a través de una separación en un circuito.

Cuando se ponen en contacto los polos opuestos de una fuente de energía eléctrica se establece

una corriente eléctrica de gran intensidad. Si la fuente de energía suministra la intensidad necesaria, y como

las secciones de contacto de ambos polos son las de más resistencia, se llega a poner incandescente. Esa

incandescencia ioniza el aire volviéndose conductor, así al separar los dos polos se mantiene el paso de la

corriente eléctrica a través del aire, conservándose el arco perfectamente siempre que la separación esté de

acuerdo con la tensión, intensidad y sección de los conductores.

La tensión necesaria para mantener el arco es de 40 V/cm separación. La energía del arco

eléctrico así formado produce temperaturas de (5500 °C) o mayores.

El arco eléctrico


� Electrodos:

No consumibles: resisten la fusión del arco eléctrico

- Se utiliza de Tungsteno y algunas veces de Carbono

- No se consume pero se desgasta gradualmente en forma similar al desgaste

gradual de una herramienta de corte en una operación de mecanizado.

- En caso necesario el metal de aporte se proporciona por separado.- En caso necesario el metal de aporte se proporciona por separado.


� Electrodos:

Consumibles: el arco eléctrico lo consume durante el proceso de soldadura

y éste se añade a la unión fundida como metal de relleno.

- Contienen el metal de aporte para la soldadura.

- Están disponibles en dos formas principales: varillas (l:225 a 450 mm. y Ø:1.5 a 9.5

mm.) y alambres (bobinas, alimentación continua).


� Electrodos:

Los electrodos consumibles de varilla están formados por una varilla

calibrada recubierta de sustancias minerales y orgánicas adecuadas al tipo

de soldadura. El recubrimiento tiene las siguientes finalidades:

� Favorece el encendido del arco y su estabilidad debido a las sustancias

ionizantes que lo componenionizantes que lo componen

� Mejora las características mecánicas del metal depositado debido a las

sustancias desoxidantes y protectoras contra la acción del aire.

� Protege físicamente la soldadura, con la formación de una escoria que

sobrenada la zona fundida, que además de protegerla contra la oxidación

retrasa su enfriamiento, haciéndolo más lento y favorable que al aire.


� Protección del arco eléctrico:

Las altas temperaturas provocan que los

metales que se unen reaccionen intensamente al

oxígeno, nitrógeno e hidrógeno del aire.

Las propiedades mecánicas de la unión

soldada pueden degradarse seriamente por estas

reacciones, para proteger la operación se utilizan

mantos de gas, fundentes o ambos.

� Evitan la formación de óxidos y otros contaminantes no deseados o para

disolverlos y facilitar su eliminación.

� Proporcionan una atmósfera protectora para la soldadura.

� Estabilizan el arco eléctrico.

� Reducen las salpicaduras durante la soldadura.

Gases de protección: Argón, Helio (ambos inertes), oxígeno y dióxido de carbono

en combinación con argón o helio en la soldadura de metales ferrosos.

Fundentes, en forma granular, como recubrimiento o como núcleo de los

electrodos:


� Fuentes de energía:

Se usan tanto las máquinas de AC como las DC, incluso combinación

de ambas.

El equipo para DC permite una amplia selección de electrodos, gama de

amperaje, y cambio de polaridad, con una mayor facilidad de cebado y estabilidad

del arco. Se suele utilizar en posiciones incómodas de soldadura (cordón a techo

o vertical)

La soldadura con AC produce menos salpicaduras, consume menos

corriente, requiere menos mantenimiento y es ideal para soldadura hacia abajo de

placas gruesas con electrodos grandes.


� Procesos de soldadura con arco eléctrico que usan electrodos consumibles

� Soldadura metálica con arco protegido (SMAW).

Utiliza un electrodo consumible que consiste en una varilla de metal de

aporte recubierta con materiales químicos que proporcionan un fundente y

protección.

El calor del proceso de

soldadura funde el recubrimiento soldadura funde el recubrimiento

y proporciona una atmósfera

protectora y escoria para la

operación de soldadura. También

ayuda a estabilizar el arco

eléctrico y regula la velocidad a

la que se funde el electrodo..

Se usan regularmente corrientes que varían entre 30 y 300 A.

Por lo general se ejecuta en forma manual


� Soldadura metálica con arco protegido.

El metal de aporte usado en la varilla debe ser compatible con el metal

que se va a soldar y, por tanto, la composición debe ser muy parecida a la del

metal base.

Sus aplicaciones incluyen las

estructuras metálicas para construcción,

instalación de tuberías, estructuras de

maquinaria, construcción de embarcaciones y maquinaria, construcción de embarcaciones y

trabajos de reparación.

Los metales base incluyen los aceros al

carbono, aceros inoxidables y ciertas aleaciones

no ferrosas. No se usa o se emplea rara vez en

aluminio y sus aleaciones, al igual que en las

aleaciones de cobre y titanio.

La desventaja como operación de producción proviene del uso de varillas

de electrodos consumibles, lo que reduce el tiempo de arco eléctrico, longitud

limitada del cordón, lentitud de operación, etc.


� Soldadura metálica con arco eléctrico hilo continuo y gas (MIG- MAG)

Proceso en el cual el electrodo es un alambre metálico desnudo

consumible y la protección se proporciona inundando el arco eléctrico con un gas.

El alambre desnudo se

alimenta en forma continua y

automática desde una bobina a

través de la pistola de soldadura.

Se usan diámetros de Se usan diámetros de

alambre 0.8 a 6.4 mm., dependiendo

del grosor de las partes que se van a

unir y la velocidad de deposición.

Para protección se usan gases inertes como el argón y el helio (MIG

welding, metal inert gas welding), y también gases activos como el CO2. (MAG

welding, metal active gas welding)

La elección del tipo de gas o mezcla de gases dependen del metal que se

va a soldar, así se usan gases inertes para soldar aleaciones de aluminio y aceros

inoxidables, en tanto que normalmente se usa CO2 para soldar aceros al bajo y

mediano carbono.


� Soldadura metálica con arco eléctrico y gas (hilo continuo)- (MIG- MAG)

La combinación del alambre de

electrodo desnudo y los gases protectores

eliminan el recubrimiento de escoria en la

gota de soldadura y, por tanto, evitan la

necesidad del esmerilado y limpieza manual

de la misma. Por tanto es ideal para hacer

múltiples pasadas de soldadura en la misma

unión.unión.

Ventajas importantes:

• Mayor tiempo de arco eléctrico.

• Se presta a la automatización del proceso.

• Mayor aprovechamiento del material al no desperdiciar metal de aporte.

• No es necesario eliminar escoria dado que no se usa un fundente

• Velocidades de deposición más altas y una buena versatilidad.

• Flexibilidad ya que permite soldar aceros de baja aleación, aceros inoxidables,

aluminio y cobre, con espesores desde 0,5 mm y en todas las posiciones.


�Soldadura con núcleo de fundente (FCAW)

Es un proceso en el cual el electrodo es un tubo consumible continuo que

contiene fundente y otros ingredientes en su núcleo, incluidos los desoxidantes y

los elementos de aleaciones.

El alambre tubular con

núcleo de fundente es flexible y se

proporciona en forma de rollos que

se alimenta continuamente a través

Hay dos versiones:

Autoprotegida: la protección se proporcionaba por medio de un núcleo de

fundente e ingredientes que generan gases protectores para el arco eléctrico.

Protegida con gas: desarrollada principalmente para soldar aceros, obtiene la

protección del arco eléctrico mediante gases que se incorporan en forma

externa, igual que en la soldadura mig-mag.

se alimenta continuamente a través

de la pistola para soldadura.


�Soldadura con arco sumergido (SAW)

Es un proceso que usa

un electrodo de alambre

continuo, el arco eléctrico se

protege mediante una cobertura

de fundente granular. El fundente

se introduce a la unión

ligeramente adelante del arco de

soldadura, mediante gravedad, soldadura, mediante gravedad,

desde un tanque alimentador.

Debido a la alimentación mediante gravedad del fundente, las partes

siempre deben estar en una orientación horizontal y con frecuencia se requiere

una placa de respaldo bajo la unión durante la operación de soldadura.

El manto de fundente granular cubre por completo la operación de

soldadura con arco eléctrico, evitando chispas, salpicaduras y radiaciones que

son muy peligrosas en otros procesos de soldadura. El operador no necesita usar

la máscara protectora que se requiere en otras operaciones (pero los anteojos de

seguridad y guantes protectores sí son necesarios).


� Procesos de soldadura con arco eléctrico que usan electrodos no consumibles

� Soldadura de tungsteno con arco eléctrico y gas inerte (TIG).

Es un proceso que usa un electrodo de tungsteno no consumible y un gas inerte

para proteger el arco eléctrico. (tungsten inert gas welding).

Cuando se usa un metal de aporte, éste se agrega

desde una varilla separada, la cual se funde mediante el

calor del arco eléctrico.

El tungsteno (W) es un buen material para electrodo

debido a su alto punto de fusión (3410 °C). De color gris

acerado, muy duro y denso, tiene el punto de fusión más

elevado de todos los metales y el punto de ebullición (5930ºC)

más alto de todos los elementos conocidos

Los gases protectores que se usan normalmente

incluyen el argón, el helio o una mezcla de ellos.

Es aplicable a casi todos los metales en un amplio rango de

espesores, incluso combinaciones de metales distintos. Sus aplicaciones

más comunes incluyen el aluminio y el acero inoxidable.


� Soldadura con electrodo de carbono

Proceso de soldadura con arco eléctrico que utiliza un electrodo de

carbono (grafito) no consumible.

Fue el primer proceso de soldadura con arco eléctrico en desarrollarse,

pero su importancia comercial actual es prácticamente nula. Se usa como una

fuente de calor para soldadura fuerte y algunas veces para depositar materiales

resistentes al desgaste sobre superficies.

� Soldadura de pernos

La pistola de soldadura sujeta el elemento a unir y controla

automáticamente los parámetros de tiempo y potencia.

Proceso especializado para unir pernos, aletas de refrigeración, tuercas,

manijas en utensilios de cocina, etc.

� Soldadura de pernos

SOLDADURA POR RESISTENCIA

Es un grupo de procesos de soldadura por fusión que utiliza una combinación

de calor y presión.

El calor se genera mediante una resistencia eléctrica dirigida hacia el flujo

de corriente en la unión.

Componentes del sistema:

Q = I2 R t

No se usan fundentes, gases protectores, ni metal de aporte.

� Electrodos opuestos no consumibles (Cu)

� Medio para aplicar presión

� Transformador de corriente alterna.

Componentes del sistema:

Intensidades de corriente entre 5000 y 20000 A

Voltajes bajos (10 V ) y tiempos cortos (0.1 a 0.4 sg)

La sección que más se calienta es la de mayor resistencia = la de contacto entre

las piezas. (calor muy localizado).


� Soldadura de puntos por resistencia

Es un proceso en el cual se obtiene la fusión de una unión superpuesta,

por pequeñas zonas aisladas y espaciadas

Se usa ampliamente en la

producción masiva de automóviles,

aparatos domésticos, muebles metálicos y

otros productos hechos a partir de láminas

metálicas. (la carrocería de un automóvil

tiene aproximadamente 10 000 soldaduras

Los materiales usados para

los electrodos son aleaciones de

cobre o combinaciones de cobre y

tungsteno.

tiene aproximadamente 10 000 soldaduras

de puntos individuales)


� Soldadura eléctrica por costura.

Se sustituye los electrodos de punta por dos discos, entre los

cuales y presionadas por el borde de estos, pasan las piezas a soldar.

El proceso produce uniones

herméticas y sus aplicaciones industriales

incluyen la producción de tanques de

gasolina, silenciadores de automóviles y

otros recipientes fabricados con láminas otros recipientes fabricados con láminas

de metal.


� Soldadura eléctrica por costura.


� Soldadura eléctrica a tope.

Se realiza colocando las piezas a

soldar en ligero contacto y haciendo pasar

por ellas la corriente eléctrica, hasta

acumular en la junta el suficiente calor

para que se produzca la soldadura.

SOLDADURA POR OXIGENO Y GAS COMBUSTIBLE

Se usa para describir el grupo de operaciones de fusión durante las

cuales se queman diferentes combustibles mezclados con oxígeno para

ejecutar la soldadura. Se emplean varios tipos de gases, siendo el más

importante el de soldadura con oxiacetileno.

� Soldadura con acetileno.

Es un proceso de soldadura por fusión realizado mediante una llama de

alta temperatura a partir de la combustión del acetileno y el oxígeno. La llama se

dirige mediante un soplete de soldadura. En ocasiones se agrega un metal de dirige mediante un soplete de soldadura. En ocasiones se agrega un metal de

aporte y se llega a aplicar presión entre las superficies de las partes que hacen

contacto.


� El acetileno:

Es el combustible más popular porque soporta las temperaturas

más altas que cualquiera de los otros (hasta 3480 °C).

La llama en la soldadura con oxiacetileno se produce mediante

la reacción química del acetileno y el oxígeno en dos etapas.

La primera etapa se define mediante la reacción:

C2 H2 + O2 —> 2CO + H2 + calor

Sus dos productos son combustibles, lo que conduce a la reacción de la

segunda etapa:

2CO + H2 + 1/2 O2 —> 2CO2 + H2O + calor


Cuando la mezcla de acetileno y oxígeno está en la razón 1:1, la llama

resultante es similar a la de la figura se denomina una llama neutral.

La reacción de la primera etapa se aprecia como el cono interno (color

blanco brillante).

La reacción de la segunda etapa se

exhibe en la cubierta externa (casi no tiene

color, pero posee matices que van del azul al

naranja).


La combinación entre oxígeno y acetileno es muy

inflamable y, por tanto el ambiente en que se realiza es muy

peligroso.

El acetileno puro es inodoro e incoloro, por razones

de seguridad se procesa para que tenga olor de ajo.

Es inestable a presiones superiores a 1 atm. por ello se llenan las

botellas con materia porosa y se disuelve en acetona líquida. Puede comprimirse

hasta los 15 kg/cm2 (1l acetona = 300 l acetileno)

Reductor: reduce la presión alta dentro de las

botellas hasta un valor que permite la producción de una

llama utilizable: 1 bar para el oxígeno, 0,4 bar para el

acetileno.

hasta los 15 kg/cm2 (1l acetona = 300 l acetileno)

El oxígeno se envasa a 150 kg/cm2


Gases alternativos para la soldadura con oxígeno y gas combustible

SOLDADURA POR LÁSER

Proceso de soldadura donde la fusión se logra mediante la energía de un

haz luminoso enfocado a la unión que se va a soldar.

Produce acabados de alta calidad,

profunda penetración, y estrecha zona afectada

Se ejecuta con gases protectores (helio,

argón, nitrógeno, dióxido de carbono) para evitar la

oxidación, y normalmente sin material de aporte.

profunda penetración, y estrecha zona afectada

por el calor.

SOLDADURA CON TERMITA

Es un proceso de fusión en el cual el calor para la unión se produce

mediante la reacción química de la termita.

Es una mezcla de polvo de aluminio y oxido de

hierro que produce una reacción exotérmica cuando se

enciende a temperaturas de 1300ºC.

8Al + 3Fe3 O4 —> 9 Fe+ Al2O3 + calor

Tiene aplicaciones en la unión de raíles, reparación de grietas en moldes

de lingotes, ejes de gran diámetro, timones, bancadas de máquinas.

SOLDADURA EN ESTADO SÓLIDO

� Ventajas:

En la soldadura de estado sólido, la coalescencia de las superficies se

obtiene mediante presión solamente o por calor y presión.

Para unir metalúrgicamente dos metales similares o diferentes, debe

establecerse un contacto íntimo entre los dos metales para que sus fuerzas

atómicas cohesivas se atraigan una a la otra. Para que tenga éxito la unión

atómica, debe eliminarse toda suciedad o contaminación.

� Ventajas:

- No hay una zona afectada por el calor, el metal que rodea la unión

conserva sus propiedades originales.

- Se producen uniones que incluyen toda la interfase de contacto entre las

dos partes, y no sólo puntos o engargolados señalados.

- Son aplicables para unir metales distintos, sin importar las expansiones

térmicas relativas, las conductividades y otros problemas que surgen durante

la fusión y solidificación.


� Soldadura por forja

El proceso data de alrededor del año 1000 a.C., cuando los herreros

aprendieron a unir dos piezas de metal.

Es un proceso en el cual los componentes que se van a unir se

calientan a altas temperaturas de trabajo y después se forjan juntos por medio

de un martillo u otro medio.

� Soldadura en frío

Es un proceso en estado sólido que se realiza aplicando

alta presión entre superficies en contacto limpias a temperatura

ambiente. Las superficies a unir deben estar excepcionalmente

limpias y generalmente esta limpieza se hace mediante un

desengrasado y pulido.

Al menos uno de los metales que se van a soldar, y de

preferencia ambos, deben de ser muy dúctiles y libres de endurecimiento

por trabajo. Los metales como el aluminio suave y el cobre pueden

soldarse en frío con facilidad.

� Soldadura en frío


� Soldadura con rodillos

Es una variación de la soldadura por forja o de la soldadura en frío,

dependiendo de si se obtiene o no el calentamiento externo de las partes de

trabajo antes del proceso. Se aplica una presión suficiente para producir

coalescencia mediante rodillos.

Las aplicaciones de la soldaduras con rodillos incluyen el

revestimiento con acero inoxidable para aleaciones medias o bajas para

conseguir resistencia a la corrosión o la fabricación de tiras bimetálicas

para medir la temperatura


� Soldadura por difusión

Es un proceso en estado sólido resultado de la aplicación de calor y

presión, por lo general en una atmósfera controlada, el tiempo suficiente para

que ocurran la difusión y la coalescencia. El mecanismo implica la migración de

átomos a través de la interfase entre las superficies que hacen contacto.

Las aplicaciones incluyen la unión de metales refractarios y de

alta resistencia en la industria aeronáutica y aeroespacial.alta resistencia en la industria aeronáutica y aeroespacial.

� Soldadura por fricción

Es un proceso en el cual se obtiene la coalescencia mediante una

combinación de calor por fricción y presión. La fricción se induce mediante el

frotamiento mecánico entre las dos superficies, generalmente por rotación.


Con sus ciclos breves, el

proceso se presta para la producción

masiva. Se aplica en la soldadura de

diversos ejes y panes tubulares en las

industrias automotriz, aeronáutica, de

equipo agrícola, de petróleo y del gas

natural.


� Soldadura ultrasónica

Proceso en estado sólido en el cual se colocan dos componentes bajo

fuerzas de sujeción pequeñas y se aplican intensas presiones oscilatorias de

frecuencia ultrasónica para producir la coalescencia.

Aunque ocurre un

calentamiento de las superficies calentamiento de las superficies

debido a la fricción interfacial y a

la deformación plástica, las

temperaturas están bastante

abajo del punto de fusión.

Las aplicaciones incluyen terminación y empalmado de cables en las

industrias eléctrica y electrónica, ensamble de paneles de lámina metálica de

aluminio, soldadura de tubos para chapas en paneles solares.

CALIDAD DE LA SOLDADURA

� Tensiones residuales y distorsión

El calentamiento y enfriamiento rápidos en regiones localizadas del

trabajo durante la soldadura por fusión, producen expansiones y contracciones

térmicas, que a su vez provocan tensiones residuales en la soldadura y distorsión

del ensamble soldado.

Se emplean varias técnicas para reducir la deformación en una soldadura:

� Soportes o fijadores de soldadura que limitan físicamente el movimiento de las

partes.

� Inmersiones en caliente que reducen rápidamente el calor de las secciones de

las partes soldadas para reducir la distorsión.

� Selección de condiciones para la soldadura (velocidad, cantidad de metal de

aporte usado, cambios de dirección, etc.) para reducir la deformación.

� Tratamiento térmico para disminuir la tensión del ensamble (hornos).


� Defectos en la soldadura

Fisuras: son interrupciones tipo fractura en la

soldadura misma o en el metal base adyacente a

la soldadura, producidos por el enfriamiento o por

las tensiones internas del material. Produce

reducción en la resistencia de la soldadura.

Porosidad: consiste en pequeños defectos formados por gases atrapados Porosidad: consiste en pequeños defectos formados por gases atrapados

durante la solidificación. Pueden tener forma esférica (huecos en forma de

burbuja) o alargada (huecos en forma de gusano).

Contracción: son cavidades formadas por el encogimiento durante la

solidificación.

Inclusiones sólidas: son materiales sólidos no metálicos atrapados en el metal de

la soldadura. La forma más común son las inclusiones de escoria generadas

durante los diferentes procesos de soldadura con arco eléctrico que usan

fundente.


� Defectos en la soldadura

Fusión incompleta: falta de ligazón entre

el material base y el metal de aporte.

Falta de penetración: Se produce por

velocidad excesiva, tamaño del electrodo

inadecuado, separación incorrecta de los inadecuado, separación incorrecta de los

materiales a unir, o baja intensidad.

Defectos diversos: Se debe a la falta de geometría de la superficie externa en

relación con el perfil correcto esperado. golpes de arco (cicatriz), salpicadura

excesiva, descolgadura, raíz cóncava


� Métodos de inspección

Pueden ser visuales, destructivos, no destructivos

� Inspección visual: sólo se detectan los defectos superficiales;

-Pruebas de líquidos penetrantes de contraste y líquidos penetrantes fluorescentes para

detectar pequeños defectos tales como cuarteaduras y cavidades abiertas en la superficie.

� Inspección no destructiva:

- Prueba de partículas magnéticas: está limitada a los materiales ferromagnéticos. Se

establece un campo magnético en la parte y se dispersan partículas magnéticas (por ejemplo,

limadura de hierro) sobre la superficie. Los defectos bajo la superficie tales corno grietas e

inclusiones aparecen por la distorsión del campo magnético, lo que provoca que las partículas

se concentren en ciertas regiones de la superficie.

- Prueba ultrasónica: implica el uso de ondas sónicas de alta frecuencia dirigidas a través de la

parte. Las discontinuidades (por ejemplo, las cuarteaduras, las inclusiones y la porosidad) se

detectan mediante pérdidas en la transmisión del sonido.

- Prueba radiográfica: usa rayos x o radiación gamma para detectar defectos internos en el

metal de la soldadura. Este ensayo proporciona un registro con película fotográfica de los

defectos presentados.


� Métodos de inspección

� Inspección destructiva: se destruye la soldadura durante la prueba. Incluyen

pruebas mecánicas y metalúrgicas.

Las pruebas mecánicas tienen el mismo propósito que los métodos

de prueba convencionales, tales como pruebas de tensión y pruebas de

cizalla.

Las pruebas metalúrgicas implican examinar características como la Las pruebas metalúrgicas implican examinar características como la

estructura metálica, defectos, alcance y condición de la zona afectada por el calor

y fenómenos similares.

conformación por soldadura

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