1-procesos de soldadura

8/8/2019 1-PROCESOS DE SOLDADURA

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SOLDADURA



La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dosmateriales, generalmente metales o termoplásticos, usualmente logrado a través

de la fusión, en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y agregando unmaterial de relleno fundido (metal o plástico), el cual tiene un punto de fusiónmenor al de la pieza a soldar, para conseguir un baño de material fundido (el bañode soldadura), que al enfriarse se convierte en una unión fija.

El objetivo fundamental en cualquier operación de soldadura es el de conseguir una junta con la misma característica del metal base. Este resultado sólo puedeobtenerse si el baño de fusión está completamente aislado de la atmósferadurante toda la operación de soldeo. De no ser así, tanto el oxígeno como elnitrógeno del aire serán absorbidos por el metal en estado de fusión y lasoldadura quedará porosa y frágil.

Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para la soldadura,incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones,procesos de fricción o ultrasonidos.

La energía necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente

proviene de un arco eléctrico.



Procesos de soldadura

SOLDADURA HETEROGÉNEA

Se basa en el fenómeno de la adherencia superficial.

Tiene un punto de fusión inferior al de las piezas metálicas a soldar.

El proceso consiste en el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas

de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.

Por

CAPILARIDAD

Soldadura blandaSe llama a la unión entre piezas por medio de un fundente

compuesto de estaño y plomo, cuyo punto de fusión es < 450ºC.

Se usa en electrónica.

Soldadura f uerte

o amarilla

Es un proceso sin fusión, en el que el metal base no se funde

durante su unión. Consiste en unir metales con iguales o

parecidas características, empleando una aleación

generalmente bronce y plata, la temperatura de fusión del

metal de aportación es > 450º (700º a 900ºC).

Utilizada en la industria del automóvil y electrodomésticos y

fontanería (tuberías de cobre).



Por PRESIÓN o de ESTADO SÓLIDO

Se usa la presión y normalmente ayudada con calor para obtener

la coalescencia, pero los metales base no se funden y no se

agrega un metal de relleno.

Soldadura a la f ragua

Soldadura ultrasónica

Soldadura explosiva o EXW (Explosión Welding)

Por FUSIÓN

Se logra la coalescencia (fusión), al fundirse

las dos superficies que se van a unir, en

algunos casos añadiendo un metal de

relleno a la unión.

En este proceso las piezas son soldadas

fundiendo ambas y agregando un material

de relleno fundido (metal o plástico), el cual

tiene un punto de fusión menor al de la

pieza a soldar, para conseguir un baño de

material fundido (el baño de soldadura)

que, al enfriarse, se convierte en una unión

fija.

Soldadura por rayo de

energía

Por rayo láser

Por rayo de electrones

Soldadura por resistencia Por puntos

Soldadura a gas Oxiacetilénica o autógena

Soldadura por arco

SMAW o con electrodo revestido

GMAW o de gas de metal inerte (MIG/MAG)

GTAW o de gas inerte de tungsteno (TIG)

SAWo de arco sumergido

SOLDADURA HOMOGÉNEA



Soldadura por PRESIÓN o de ESTADO SÓLIDO

Soldadura a la fraguaLos herreros han usado este proceso de soldeo por siglos, para juntar metales

calentándolos y golpeándolos.

Soldadura ultrasónica

Consiste en una máquina con punta de base plana, se colocan los materiales uno

encima de otro y después se baja la punta de la máquina, ésta emite una onda

ultrasónica que mueve las moléculas de ambos materiales provocando que estas se

fundan.

Es usada para conectar hojas o alambres finos hechos de metal o termoplásticos,

haciéndolos vibrar en alta frecuencia y bajo alta presión.

Un ejemplo de su uso en la industria es la de soldar cables a terminales.

Soldadura explosiva

o EXW

(Explosión Welding)

Basándose en la detonación de una carga explosiva colocada adecuadamente y que

obliga a uno de los metales que se desean soldar a precipitarse aceleradamente

sobre otro.Implica juntar materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente

alta.

Entre las reducidas aplicaciones de esta soldadura están :

- la calderería, para la fabricación de recipientes a presión.

- la industria eléctrica, para la fabricación de juntas de transición donde entran en

juego materiales difícilmente soldables entre sí como el aluminio y el cobre.



Soldadura por FUSIÓN

Soldadura por

rayo de energía

Por rayo láser: utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el material o los

materiales a unir, obteniéndose la correspondiente unión entre los elementos involucrados.Comúnmente no existe aportación de ningún material externo y la soldadura se realiza por el

calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre estos puntos.

Por rayo de electrones: es hecha en vacío y usa un haz de electrones. La energía requerida para

derretir el material es suministrada por un rayo de electrones.

Para evitar la dispersión del rayo de electrones, la pieza de trabajo es generalmente ubicada en una

cámara de vacío, aunque se ha intentado también realizar soldadura por rayo de electrones bajo

presión atmosférica. La región afectada por el calor es muy pequeña. En este tipo de soldadura no hay

material de aporte.

Soldadura por

resistencia

Implica la generación de calor pasando corriente a través de la resistencia causada por el contacto

entre dos o más superficies de metal. Se forman pequeños charcos de metal fundido en el área de

soldadura a medida que la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) pasa a través del metal. En general,

los métodos de la soldadura por resistencia son eficientes y causan poca contaminación, pero sus

aplicaciones son algo limitadas y el costo del equipo puede ser alto.Por puntos: implica la generación de calor pasando corriente a través de la resistencia causada por el

contacto entre dos o más superficies de metal. Es un popular método de soldadura por resistencia

usado para juntar hojas de metal solapadas de hasta 3 mm de grosor.

Soldadura a gas

Oxiacetilénica o autógena: Es uno de los más viejos y más versátiles procesos de soldadura, pero en

años recientes ha llegado a ser menos popular en aplicaciones industriales.

Todavía es usada extensamente para soldar tuberías, tubos y para trabajos de reparación.



Soldadura

por arco

SMAW o con electrodo revestido: La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material

base y la varilla de electrodo consumible, (es de acero y está cubierto con un fundente que protege el

área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación por medio de la producción del gas CO2

durante el proceso de la soldadura). El núcleo en sí mismo del electrodo actúa como material de

aporte o relleno, haciendo innecesario un material de relleno adicional.

GMAW o de gas de metal inerte (MIG/MAG): Es un proceso semiautomático o automático que usa

una alimentación continua de alambre como electrodo y una mezcla de gas inerte o semi-inerte para

proteger la soldadura contra la contaminación.

GTAW o de gas inerte de tungsteno (TIG): Es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo

de tungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte y un material de aporte o relleno

separado. Especialmente útil para soldar materiales finos, este método 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 relativamente bajas.

SAWo de arco sumergido: Es un método de soldadura de alta productividad en el cual el arco se pulsa

bajo una capa de cubierta de flujo. Esto aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes en

la atmósfera son bloqueados por el flujo. La escoria que forma la soldadura generalmente sale por sí

misma, y combinada con el uso de una alimentación de alambre continua, la velocidad de deposición

de la soldadura es alta. Las condiciones de trabajo están muy mejoradas sobre otros procesos de

soldadura de arco, puesto que el flujo oculta el arco y casi no se produce ningún humo.



Características

Operaciones de fusión en las que se queman distintos combustibles mezclados con oxígeno para ejecutar lasoldadura.

Este tipo de soldadura puede realizarse con material de aportación de la misma naturaleza que la del material base(soldadura homogénea), con diferente material (heterogénea) y sin aporte de material (autógena).

La soldadura oxiacetilénica es la forma más difundida de soldadura autógena. Para lograr una fusión rápida (yevitar que el calor se propague), se utiliza un soplete que combina oxígeno (comburente) y acetileno

(combustible). Ambos gases se combinan en una caverna antes de salir al pico, por donde se produce unallama de color celeste muy delgada. Esta llama alcanza una temperatura de 3050ºC.

Se usa normalmente para soldar tuberías y tubos.

A veces se utiliza un metal de relleno en forma de varillas (1,6 a 9,5mm de diámetro) recubiertas con fundente.

Ventajas

El equipo es relativamente barato y portátil.

En la punta del cono interno se alcanza la máxima temperatura. Durante la soldadura, la cubierta externa de la

flama se extiende y protege de la atmósfera a las superficies que se unen.Se pueden soldar distintos materiales: acero, cobre, latón, aluminio, magnesio, fundiciones y sus respectivas

aleaciones.

Se utiliza para soldar placas o láminas metálicas delgadas de no más de 6,4 mm.

Desventajas

En caso de incendio, hay que apagar con polvo químico o CO2, dado que el agua aviva el fuego al generaracetileno.

Soldadura por fusión: soldadura a gas

Soldadura oxiacetilénica, soldadura autógena o soldadura oxi-combustible.



Soldadura por fusión:

Soldadura por arco

Factores del procedimiento

Consumibles [Electrodo revestido, MIG/MAG].

No consumibles [TIG].Electrodos

Estos procesos usan una fuente de alimentación para soldadura para crear ymantener un arco eléctrico entre un electrodo y el material base para derretirlos metales en el punto de la soldadura.

Corriente alterna.

Corriente continua.

Fuentes deenergía

Atmósfera protectora.

Estabiliza el arco.

Reduce las salpicaduras.

Proteccióndel arcoeléctrico



Características

La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material base y la varilla de

electrodo consumible, que es de acero y está recubierto con un fundente que

protege el área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación por

medio de la producción del gas CO2 durante el proceso de la soldadura.

El núcleo del electrodo, actúa como material de relleno, haciendo innecesario un

material de relleno adicional.

Ventajas

El equipo es portátil , muy versátil y de bajo coste.

Es un método muy simple, no se utilizan gases comprimidos como protección.

Se puede soldar metal de casi cualquier espesor y se pueden hacer uniones de

cualquier tipo.

Desventajas

Tiempos de soldadura lentos, puesto que los electrodos deben ser sustituidos con

frecuencia y la escoria (el residuo del fundente) debe ser retirada después de

soldar.

Esta soldadura es limitada a materiales de soldadura ferrosos y no se usa para cobre,

titanio, ni aluminio y sus aleaciones. Aunque electrodos especializados han

hecho posible la soldadura del hierro fundido, níquel, aluminio, cobre y de otros

metales.

Soldadura por fusión: soldadura al arco

SMAW o Soldadura manual con electrodo revestido




GMAW o Soldadura de arco metálico con gas Características

Es un proceso semiautomático o automático que usa como electrodo una alimentación continua de alambre de

metal consumible desnudo , es este electrodo el alimento del cordón de soldadura. El alambre (0,8-6,5 mm

diámetro) se alimenta en forma continua y automática desde un rollo a través de la pistola de soldadura.

En la soldadura MIG (Metal Inert Gas), los gases usados para protección en este tipo de soldadura incluyen gases

inertes como el argón, helio o mezcla de ambos. Los gases no participan en la reacción de soldadura ya que su

función es proteger la zona crítica de la soldadura de oxidaciones e impurezas exteriores. El gas depende del

metal a soldar, en el MIG se utiliza argón para soldar aluminio.

En la soldadura MAG (Metal Active Gas), el gas utilizado participa de forma activa en la soldadura. Se utilizan gases

como el CO2 o el argón mezclado con oxígeno. Al usar CO2, al liberar oxígeno la soldadura resulta muy porosa,

por lo que sólo se usa para soldar grandes cantidades de acero .

Ventajas

Permite soldar aceros de baja aleación, aceros inoxidables, aluminio y cobre. Espesores a partir de los 0,5 mm y en

todas las posiciones.

La protección por gas garantiza un cordón de soldadura continuo y uniforme, además libre de impurezas y escorias ,ya que no existe un fundente.

Es cada vez más frecuente en el sector industrial y en particular en la industria automovilística.

Es un método limpio y compatible con todas las medidas de protección para el medio ambiente.

Desventajas

El equipo de soldadura es más complejo y costoso.




TIG o Soldadura de arco de gas de tungsteno Características

Es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo de tungsteno no consumible (permanente). Dadala elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410ºC), acompañada de la proteccióndel gas, la punta del electrodo apenas de desgasta tras un uso prolongado. Es conveniente repasar laterminación en punta ya que una geometría poco adecuada perjudicaría en gran medida la calidad delsoldeo.

Se utiliza como medio de protección un chorro de gas inerte o semi-inerte, que impide la contaminación dela junta. Los más empleados son el argón, el helio y mezclas de ambos.

El metal que formará el cordón de soldadura debe ser añadido externamente, a no ser que las piezas asoldar sean específicamente delgadas y no sea necesario. El metal de aportación debe ser de la mismacomposición o similar que el metal base. En algunos casos puede utilizarse como material deaportación una tira obtenida de las propias chapas a soldar.

Especialmente útil para soldar materiales finos y cuando es importante una soldadura de calidad (bicicletas,aviones y aplicaciones navales).

Puede ser usada en casi todos los metales soldables, aunque es aplicada normalmente a metales de aceroinoxidable y livianos.

Ventajas

Se caracteriza por un arco estable y una soldadura de alta calidad (cordones másresistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión).

No hay salpicaduras de escoria y casi no necesita limpieza.

Desventajas

Es de mayor costo que los procesos anteriores. Mayor especialización.

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