Revista Ingeniería automotriz

ISSN 1900-3102

Página 1 de 10

FICHA DE AUTORES Estimado autor: con el fin de mantener actualizada nuestra base de datos, le agradecemos rellenar los siguientes campos con su información personal. Este formato debe ser diligenciado por cada uno de los autores que participan en el manuscrito y enviado, al tiempo, junto con el artículo y la Carta de compromiso y cesión de derechos. De lo contrario, el artículo no será procesado.

Nombres y apellidos Miguel Ángel Quishpe Soria

Títulos académicos Estudiante de ingeniería automotriz

Institución de vinculación (Facultad, Escuela, Universidad) y país

Universidad internacional del ecuador

Líneas principales de investigación Línea técnica

Teléfonos de contacto (oficina, personal o móvil, si lo desea) y usuario de Skype (si tiene)

3-806-731 / 0984049604

Correos-e (institucional y personal) Mquishpe21@gmail.com

Dirección física de correspondencia

¿Ha publicado recientemente? Si su respuesta es positiva, por favor, relacione sus últimas publicaciones (dos años anteriores y principalmente en revistas) o adjunte CV actualizado.

La metrología y sus instrumentos de medición

¿Le gustaría participar como evaluador en Ingeniería Solidaria?

Si

¿Puede sugerir evaluadores expertos en el tema de su artículo? (Recuerde que el proceso de arbitraje es “doble ciego” y que no se deben sugerir evaluadores que puedan manifestar un conflicto de intereses, que tengan una relación directa con los autores o algún otro tipo de impedimento ético).

Nombre: CRISTIAN DAVID OÑA RODRIGUEZ Institución: UIDE País: ECUADOR Correo electrónico: CRONARO@INTERNACIONAL.ED.EC Nombre: Institución: País: Correo electrónico: Nombre: Institución: País: Correo electrónico:

1

1 Nota: estos datos son de uso interno y no se suministrarán en ningún momento a los evaluadores

Página 2 de 10

REVISTA INGENIERÍA

AUTOMOTRIZ

1. TÍTULO DEL ARTÍCULO

Técnicas de Soldadura

2. NOMBRES DE AUTOR E INFORMACIÓN DE PERFIL

Francisco León Gallardo Rodríguez1 1 Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, registro núm.

43, Colonia San Juan Tlihuaca, México

Correo electrónico: info@editorialpatria.com.mx 3. RESUMEN

En este artículo se hace referencia en la importancia del proceso de fabricación

que consiste en la unión de dos piezas de material mediante las fuerzas atractivas

fundamentales que mantienen a los átomos en su posición La soldadura es la

unión de dos piezas de metal por medio del calenta miento o la presión sobre

ellas. Se diferencia la soldadura con fusión de la sin fusión. En la soldadura

blanda, los materiales utilizados so el estaño y el plomo. Normalmente, se utiliza

en piezas de pequeño tamaño o de diferente material. La soldadura oxiacetilénica

es un tipo de soldadura por fusión en la que la temperatura necesaria para

realizar la fusión de las dos piezas es producida por la combustión de oxígeno

y acetileno. Por este método, pueden soldarse la mayoría de los metales y

aleaciones férreas o no férreas. Antes de realizar la soldadura de dos piezas. Es

necesario cortar las partes a unir y preparar sus bordes. Para ello, se utiliza el

procedimiento de corte llamado oxicorte. Las partes fundamentales de que está

constituido un equipo de soldadura eléctrica por arco son la fuente de energía,

la fuente de alimentación, la pistola y el circuito de gas de protección. El

electrodo es una varilla metálica preparada para servir Como material de aporte en

los procesos de soldadura por arco.

Página 3 de 10

4. PALABRAS CLAVE

Plana: La soldadura se ejecuta en un plano horizontal.

Horizontal: La ejecución de la soldadura se efectúa sobre un plano vertical y se

ejecuta en dirección horizontal.

Vertical: La ejecución de la soldadura se efectúa en dirección vertical sobre un

plano vertical. Puede realizarse en sentido descendente o ascendente.

Sobre la cabeza: La ejecución de la soldadura se efectúa por encima del

operario. El aporte se opone completamente a la gravedad.

Ensayos no destructivos: Incluye diversos métodos de inspección que no dañan

la parte a evaluar.

Ensayos destructivos: Son aquellos ensayos aplicados a la junta soldada, la cual

tiene que ser de alguna forma seccionada o cortada con el fin de proporcionar

probetas para su posterior ensayo.

Falta de penetración: Ocurre cuando no se funde completamente la raíz de la

soldadura (según las especificaciones señaladas en las normas al respecto).

5. CUERPO DEL TEXTO

5.1 Aspectos de contenido

En esta fuente de información se hablará de la soldadura como la unión de dos

piezas de metal llevada a cabo por el calentamiento, el rozamiento o la presión

de ellas, con la aportación o no de metal.

25.1.1 Introducción

El sistema de soladura es muy fundamental para el desarrollo en cualquier

industria y como medio de fabricación y reparación de todo tipo de

materiales metálicos. En la actualidad, la soldadura está incorporando

importantes avances tecnológicos, haciéndose hueco en ramas como la

informática, metalurgia, química, electrónica, etcétera Se estudiarán, por tanto, los

2 Citado del libro Técnicas de mecanizado y metrología pág.137

Página 4 de 10

principales métodos de soldadura, los materia­ les dé aporte más habituales, la

composición de los equipos empleados y una serie de recomendaciones para

llevar a cabo esta técnica con éxito.

5.1.2 Desarrollo de los temas

Soldadura blanda: Es la unión de dos piezas de metal por medio de otro metal

llamado de aporte, éste se aplica entre ellas en estado líquido. La temperatura de

fusión de estos metales no es superior a los 430ºC. En este proceso se produce

una aleación entre los metales y con ello se logra una adherencia que genera la

unión. En los metales de aporte por lo regular se utilizan aleaciones de plomo y

estaño los que funden entre los 180 y 370ºC. Este tipo de soldadura es utilizado

para la unión de piezas que no estarán sometidas a grandes cargas o fuerzas.

Una de sus principales aplicaciones es la unión de elementos a circuitos

eléctricos. Por lo regular el metal de aporte se funde por medio de un cautín y

fluye por capilaridad.

1. Cobre. Su punto de fusión es de 1083ºC. 2. Bronces y latones con punto de fusión entre los 870 y 1100ºC. 3. Aleaciones de plata con temperaturas de fusión entre 630 y 845ºC. 4. Aleaciones de aluminio con temperatura de fusión entre 570 y 640ºC

La soldadura dura se puede clasificar por la forma en la que se aplica el metal de

aporte. A continuación se describen algunos de estos métodos:

Inmersión. El metal de aporte previamente fundido se introduce entre las dos

piezas que se van a unir, cuando este se solidifica las piezas quedan unidas.

Horno. El metal de aporte en estado sólido, se pone entre las piezas a unir, estas

son calentadas en un horno de gas o eléctrico, para que con la temperatura se

derrita al metal de aporte y se genere la unión al enfriarse.

Soplete. El calor se aplica con un soplete de manera local en las partes del metal

a unir, el metal de aporte en forma de alambre se derrite en la junta. Los sopletes

pueden funcionar con los siguientes comburentes: aire inyectado a presión

Página 5 de 10

(soplete de plomero), aire de la atmósfera (mechero Bunsen), oxígeno o aire

almacenado a presión en un tanque. Los combustibles pueden ser: alcohol,

gasolina blanca, metano, propano-butano, hidrógeno o acetileno.

Electricidad. La temperatura de las partes a unir y del metal de aporte se puede

lograr por medio de resistencia a la corriente, por inducción o por arco, en los tres

métodos el calentamiento se da por el paso de la corriente entre las piezas

metálicas a unir.

Soldadura por forja Es el proceso de soldadura más antiguo. El proceso

consiste en el calentamiento de las piezas a unir en una fragua hasta su estado

plástico y posteriormente por medio de presión o golpeteo se logra la unión de las

piezas. En este procedimiento no se utiliza metal de aporte y la limitación del

proceso es que sólo se puede aplicar en piezas pequeñas y en forma de lámina.

La unión se hace del centro de las piezas hacia afuera y debe evitarse a como de

lugar la oxidación, para esto se utilizan aceites gruesos con un fundente, por lo

regular se utiliza bórax combinado con sal de amonio.

Soldadura con gas Este proceso incluye a todas las soldaduras que emplean un

gas combustible para generar la energía que es necesaria para fundir el material

de aporte. Los combustibles más utilizados son el metano, acetileno y el

hidrógeno, los que al combinarse con el oxígeno como comburente generan las

soldaduras autógena y oxhídrica.

La soldadura oxhídrica es producto de la combinación del oxígeno y el hidrógeno

en un soplete. El hidrógeno se obtiene de la electrólisis del agua y la temperatura

que se genera en este proceso es entre 1500 y 2000°C.

La soldadura autógena se logra al combinar al acetileno y al oxígeno en un

soplete. Se conoce como autógena porque con la combinación del combustible y

el comburente se tiene autonomía para ser manejada en diferentes medios. El

acetileno se produce al dejar caer terrones de carburo de calcio en agua, en

donde el precipitado es cal apagada y los gases acetileno.

Página 6 de 10

3

En los sopletes de la soldadura autógena se pueden obtener tres tipos de flama

las que son reductora, neutral y oxidante. De las tres la neutral es la de mayor

aplicación. Esta flama, está balanceada en la cantidad de acetileno y oxígeno que

utiliza. La temperatura en su cono luminoso es de 3500°C, en el cono envolvente

alcanza 2100°C y en la punta extrema llega a 1275°C.

En la flama reductora o carburizante hay exceso de acetileno lo que genera que

entre el cono luminoso y el envolvente exista un cono color blanco cuya longitud

esta definida por el exceso de acetileno. Esta flama se utiliza para la soldadura de

monel, níquel, ciertas aleaciones de acero y muchos de los materiales no ferrosos.

La flama oxidante tiene la misma apariencia que la neutral excepto que el cono

luminoso es más corto y el cono envolvente tiene más color, Esta flama se utiliza

para la soldadura por fusión del latón y bronce. Una de las derivaciones de este

tipo de flama es la que se utiliza en los sopletes de corte en los que la oxidación

súbita genera el corte de los metales. En los sopletes de corte se tiene una serie

de flamas pequeñas alrededor de un orificio central, por el que sale un flujo

considerable de oxígeno puro que es el que corta el metal.

3 Figura 1: Cilindros y reguladores para soldadura oxiacetilénica Principios básicos de la soldadura eléctrica

Boletín W-53-2SP Harnischfeger Corporation

Página 7 de 10

En algunas ocasiones en la soldadura autógena se utiliza aire como comburente,

lo que genera que la temperatura de esta flama sea menor en un 20% que la que

usa oxígeno, por lo que su uso es limitado a la unión sólo de algunos metales

como el plomo. En este tipo de soldadura el soplete es conocido como mechero

Bunsen.

Soldadura por resistencia El principio del funcionamiento de este proceso

consiste en hacer pasar una corriente eléctrica de gran intensidad a través de los

metales que se van a unir, como en la unión de los mismos la resistencia es mayor

que en sus cuerpos se generará el aumento de temperatura, aprovechando esta

energía y con un poco de presión se logra la unión. La corriente eléctrica pasa por

un transformador en el que se reduce el voltaje de 120 o 240 a 4 o 12 V, y se

eleva el amperaje considerablemente para aumentar la temperatura. La soldadura

por resistencia es aplicable a casi todos los metales, excepto el estaño, zinc y

plomo.

En los procesos de soldadura por resistencia se incluyen los de:

a. soldadura por puntos b. soldadura por resaltes c. soldadura por costura d. soldadura a tope

En la soldadura por puntos la corriente eléctrica pasa por dos electrodos con

punta, debido a la resistencia del material a unir se logra el calentamiento y con la

aplica de presión sobre las piezas se genera un punto de soldadura. La máquinas

soldadoras de puntos pueden ser fijas o móviles o bién estar acopladas a un robot

o brazo mecánico

. 4

4 Figura 2: Diagrama de una máquina soldadora por puntos

Página 8 de 10

La soldadura por resaltes es un proceso similar al de puntos, sólo que en esta se

producen varios puntos a la vez en cada ocasión que se genera el proceso. Los

puntos están determinados por la posición de un conjunto de puntas que hacen

contacto al mismo tiempo.

La soldadura por costura consiste en el enlace continuo de dos piezas de lámina

traslapadas. La unión se produce por el calentamiento obtenido por la resistencia

al paso de la corriente y la presión constante que se ejerce por dos electrodos

circulares. Este proceso de soldadura es continuo.

Soldadura por inducción Esta soldadura se produce al aprovechar el calor

generado por la resistencia que se tiene al flujo de la corriente eléctrica inducida

en las piezas a unir. Por lo regular esta soldadura se logra también con presión.

Soldadura por arco eléctrico Es el proceso en el que su energía se obtiene por

medio del calor producido por un arco eléctrico que se forma entre la pieza y un

electrodo. Por lo regular el electrodo también sirve de metal de aporte, el que con

el arco eléctrico se funde, para que así pueda ser depositado entre las piezas a

unir. construyen con capacidades hasta de 1,000 A, con corrientes de 40 a 95 V.

Mientras se efectúa la soldadura el voltaje del arco es de 18 a 40 A.

Para la generación del arco existen los siguientes electrodos:

a. Electrodo de carbón. En la actualidad son poco utilizados, el electrodo se

utiliza sólo como conductor para generar calor, el metal de aporte se agrega

por separado.

b. Electrodo metálico. El propio electrodo sirve de metal de aporte al derretirse

sobre los materiales a unir. Se pueden utilizar para estos electrodos

máquinas para soldar de corriente directa o alterna, las segundas constan

de transformadores estáticos, lo que genera bajos mantenimiento e

inversión inicial. Existen máquinas de 150, 200, 300, 500, 750 y 1000 A.

Página 9 de 10

c. Electrodos recubiertos. Los electrodos metálicos con un recubrimiento que

mejora las características de la soldadura son los más utilizados en la

actualidad, las funciones de los recubrimientos son las siguientes:

5.1.3 Resultados

Elemento Significado

E Electrodo para arco eléctrico

XX Resistencia a la tensión en lb/in2

Y

Posición de aplicación:

1 Cualquier posición

2 Vertical

3 Horizontal

Z

Características de la corriente

0 CC invertida

1 CC y CA sólo investida

2 CC (directa) y CA

3 CC y CA (directa)

Letras Depende de la marca de los electrodos establece las

aleaciones y las características de penetración

5

5.1.4 Discusión y conclusiones

La calidad de una soldadura, como producto final, depende de diversos factores, que intervienen durante todo el proceso de soldar. Entre los aspectos que caracterizan a una soldadura de buena calidad, deben considerarse: La firmeza o adhesión de la soldadura en la superficie de unión. El sellado, que debe ser compacto y exento de porosidad. El acabado final, el cual debe ser homogéneo y libre de aglomeraciones. La resistencia a la tensión a la que puedan estar sometidas las piezas unidas

5 Figura 3: Ejemplos de nomenclatura de electrodos Principios básicos de la soldadura eléctrica

Boletín W-53-2SP Harnischfeger Corporation

Página 10 de 10

El electrodo E7018 permite la realización de soldaduras más resistentes que el electrodo E6013, en láminas de 6 y 14 mm de acero A-36. En láminas de 6 mm de acero A-36, el bisel en V permite que la resistencia de la soldadura sea mayor que la de las realizadas sin bisel. En láminas de 14 mm de acero A-36, el bisel en X permite que la resistencia de la soldadura sea mayor que la de las realizadas con bisel en V. En los espesores de 6mm y 14mm de acero A-36, la intensidad de corriente baja (123 Amp) permitió obtener mayor resistencia en las soldaduras. El electrodo E7018 en cuanto a la relación costo beneficio ofrece mejores resultados.

5.2 Nomenclatura

Diámetro del electrodo

(in)

Amperes para

soldadura plana

Amperes para soldadura

vertical y sobre la

cabeza

1/16 25-70 ---

3/32 60-100 ---

1/8 80-150 75-130

5/32 125-225 115-160

3/16 140-240 125-180

1/4 200-350 170-220

5/16 250-500 ---

3/8 325-650 --- 6

6.4 Referencias

6.4.1 Capítulos de libros

[2] Francisco León Gallardo Rodríguez, “Capitulo cuatro,” Técnicas

de mecanizado y metrología, primera edición. España, iceditorial,

2012, pp. 137-149.

6 Figura 4 : idad de corriente aproximada para diferentes diámetros de electrodos Principios básicos de la

soldadura eléctrica Boletín W-53-2SP Harnischfeger Corporation