SOLDADURA BLANDA (Soldering)

PROCESOS DE SOLDADURA SOLDADURA BLANDA

SOLDADURA BLANDA (Soldering)PROCESOS DE SOLDADURAMiguel ngel Jaimes Pinto Yireth Tatiana Corredor Garca Stefanny Maritza Fragozo VsquezUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

PROCESOS DE SOLDADURA

SOLDADURA BLANDA(Soldering)

Presentado por:MIGUEL NGEL JAIMES PINTOYIRETH TATIANA CORREDOR GARCASTEFANNY MARITZA FRAGOZO VSQUEZ

Grupo: D2

Presentado a:Dr. ORLANDO JOS GMEZ MORENO

ESCUELA DE INGENIERA METALURGICA Y CIENCIA DE MATERIALESUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERBUCARAMANGA, 2013

INTRODUCCIN

La soldadura es un proceso de unin entre metales por la accin del calor, con o sin aportacin de material metlico nuevo, dando continuidad a los elementos unidos. Es necesario suministrar calor hasta que el material de aportacin funda y una ambas superficies, o bien lo haga el propio metal de las piezas. Para que el metal de aportacin pueda realizar correctamente la soldadura es necesario que moje a los metales que se van a unir, lo cual se verificar siempre que las fuerzas de adherencia entre el metal de aportacin y las piezas que se van a soldar sean mayores que las fuerzas de cohesin entre los tomos del material aadido.

Los efectos de la soldadura resultan determinantes para la utilidad del material soldado. El metal de aportacin y las consecuencias derivadas del suministro de calor pueden afectar a las propiedades de la pieza soldada. Deben evitarse porosidades y grietas aadiendo elementos de aleacin al metal de aportacin, y sujetando firmemente las piezas que se quieren soldar para evitar deformaciones. Tambin puede suceder que la zona afectada por el calor quede dura y quebradiza. Para evitar estos efectos indeseables, algunas veces se realizan precalentamientos o tratamientos trmicos posteriores. Por otra parte, el calor de la soldadura causa distorsiones que pueden reducirse al mnimo eligiendo de modo adecuado los elementos de sujecin y estudiando previamente la secuencia de la soldadura.

Los procesos de soldadura, desde un punto de vista generalizado pueden ser homogneos o heterogneos. En los homogneos, tanto el metal base como el metal de aporte (en caso de que sea necesario) son de la misma naturaleza, mientras que en la soldadura heterognea la naturaleza de ambos vara, siendo indispensable el anlisis de la modificacin de las propiedades finales de la estructura soldada.

Por medio de este trabajo, nos referiremos a uno de los procesos de soldadura heterognea denominado Soldadura Blanda o Soldering, definiendo sus aplicaciones, ventajas, limitaciones y el efecto final sobre las caractersticas fsicas y mecnicas de la junta.

SOLDADURA BLANDASoldering

Generalidades

La soldadura heterognea consiste en realizar uniones en las que el material de aportacin tiene menor punto de fusin (y distintas caractersticas qumico-fsicas) que el material base, realizndose la unin soldada sin fusin del material base y mediante la fusin del material de aportacin que se distribuye entre las superficies de la unin, muy prximas entre s por accin capilar.

La soldadura blanda o soldering es un proceso de soldadura heterognea que aprovecha los bajos puntos de fusin del metal de aporte para lograr la unin de dos o ms partes del metal base sin que se logre la fusin de este ltimo. La soldadura blanda se distingue de la soldadura fuerte por la temperatura de fusin del material de aporte. La soldadura blanda utiliza aportaciones con punto de fusin por debajo de los 450 C y la soldadura fuerte por encima de los 450 C.

Propiedades

La resistencia de estas uniones a esfuerzos cortantes o de cizalla, a temperatura ambiente, dependen de: La distancia entre los metales que se han de unir. La temperatura de soldadura. El tiempo de calefaccin. La composicin de los metales que se desea soldar.

Las propiedades de la unin varan si la aleacin de aportacin se alea o no con los metales base. La distancia entre los metales que se desea unir puede variar bastante.

Normalmente no se recomienda la soldadura blanda para unir aluminio, pues para ello ya se utilizan otros mtodos. Para soldar cinc o hierro galvanizado no debe estar presente el antimonio en el metal de aportacin, ya que forman una combinacin difcilmente fusible.Equipo

Dispositivo de soldadura:

Son los elementos encargados de proporcionar el calor necesario para alcanzar la temperatura de fusin del material de aportacin para realizar la soldadura entre los dos materiales. Los dispositivos de soldadura ms comunes son los denominados soldadores de estao, se especifican segn su potencia en vatios dependiendo del tipo de trabajo. Asimismo, la forma y tamao de la punta tambin depender del trabajo a realizar. Los tipos ms comunes de soldadores son: soldador de lpiz, soldador industrial, pistola de soldar y soldador de gas.

Fundente o pasta limpiadora:

El fundente juega un papel primordial para realizar la soldadura blanda, donde sus principales funciones son: Aislar del contacto del aire. Disolver y eliminar los xidos que pueden formarse. Favorecer el mojado del material base por el metal de aportacin fundido, consiguiendo que el metal de aportacin pueda fluir y se distribuya en la unin.Los fundentes son mezclas de muchos componentes qumicos. Entre los que se pueden citar estn los boratos, fluoruros, brax, cido brico y agentes mojantes.

Se suelen suministrar en forma de polvo, pasta o lquido. El fundente en polvo puede aplicarse en seco, o disolverse en agua o alcohol con lo que se mejora su adherencia. El tipo de fundente ms conocido es el fundente en pasta; el fundente lquido es el menos utilizado. El fundente debe aplicarse despus de la limpieza de las piezas mediante brocha, espolvoreando en el caso de polvo, o disolvindolo con agua o alcohol con lo que mejora su adherencia. El fundente indica cundo el material base ha alcanzado la temperatura de soldadura y se debe aplicar el material de aportacin, en muchos casos el fundente, cuando se funde, se vuelve transparente, indicando que ha llegado el momento de aplicar el metal de aportacin.

Una vez realizado el proceso de soldado, los residuos deben limpiarse para evitar la corrosin. Tras retirarlo es necesario aplicar un tratamiento de decapado, para eliminar los xidos que se hayan podido formar durante la soldadura en las zonas no protegidas por el fundente. Cuando se utiliza poca cantidad de fundente, o se han sobrecalentado las piezas, el fundente queda sobresaturado con xidos, volvindose generalmente de color verde o negro, siendo difcil retirarlo, para este caso ser necesario sumergir la pieza en un cido que actuar como decapante.

Metal de aporte:

Es el metal que se aade cuando se realiza la soldadura. Las caractersticas que debe cumplir el metal de aportacin son: Capacidad de mojar al metal base. Apropiada temperatura de fusin y buena fluidez para permitir su distribucin, por atraccin capilar en las uniones. Capacidad de producir una unin soldada que cumpla los requisitos de resistencia mecnica y a la corrosin en estado normal de servicio.

Se utiliza cada material de aportacin para un rango de temperaturas determinado, el metal de aportacin debe interaccionar con el metal base con el que se va a utilizar. Sin embargo no debe formar ningn compuesto que disminuya la resistencia de la unin. El material de aportacin se comercializa en forma de barras, pastas o carretes de hilo. Los materiales de aportacin utilizados en la soldadura blanda son los siguientes: Sn-Pb: Es el metal de aportacin ms comn y es el utilizado en casos generales. Sn-Sb-Pb: Se aade antimonio porque mejora las propiedades mecnicas del material de aportacin. Sn-Ag: Se utiliza en instrumentos de trabajo delicados. Sn-Zn: Se utiliza para soldar aluminio. Sn-Bi: Tiene una gran aplicacin en el campo de la electrnica. Pb-Ag: Mejora la capacidad de mojado del plomo cuando ste es empleado en la soldadura blanda de acero, fundicin o cobre. Cd-Ag: Se emplea en la unin de cobre y tambin, aunque menos, en la soldadura aluminio-aluminio teniendo una gran resistencia a grandes temperaturas. Cd-Zn: Se emplea en la unin de aluminio. Zn-Cd: Tambin se hace uso en las uniones de aluminio. Zn-Al: Se utiliza para la soldadura de aluminio obteniendo una gran resistencia a la corrosin.

Atmsferas controladas

Las atmsferas se emplean para prevenir la formacin de xidos durante el proceso de soldado, y en muchos de los casos, reducir la presencia de xidos, para que el metal de aportacin pueda mojar y fluir mejor sobre el metal base limpio. El empleo mayoritario de atmsferas controladas se da en hornos. Cuando sta se utiliza, se suele prescindir de la limpieza post-soldadura, aunque si se utiliza fundente, s ser necesaria la limpieza. En uniones de alta calidad es siempre aconsejable la realizacin de la unin en atmsferas controladas. Las atmsferas que se utilizan son las de dixido de carbono, monxido de carbono, hidrgeno y nitrgeno. Hay que tomar las precauciones necesarias para el empleo de ciertos gases, bien por ser txicos, explosivos o cualquier otra causa que pueda ser daina para la salud.

Procesos de soldadura blanda

Se destacan los siguientes procesos por su importancia: Soldadura blanda con soplete. Soldadura blanda en horno. Soldadura blanda por induccin. Soldadura blanda por resistencia. Soldadura blanda por inmersin. Soldadura blanda por infrarrojos. Soldadura blanda con soldador de cobre. Soldadura blanda por ultrasonido. Soldadura blanda con pasta. Soldadura blanda con olas.

Soldadura blanda con soplete:

El calentamiento del metal de aportacin se consigue mediante la llama de un soplete. La soldadura puede llevarse a cabo con uno o ms sopletes y puede ser manual o no. Es necesario aplicar un fundente para realizar el decapado. En general, el metal de aportacin se va introduciendo manualmente entre las partes a unir.

Se puede utilizar como combustible: acetileno, propano, gas natural o gas ciudad, y como comburente (aire u oxgeno). La llama producida con oxgeno ser de mayor temperatura que si se empleara aire, el gas quemado en el aire produce una llama de baja temperatura, sin embargo el acetileno en oxgeno produce la temperatura ms alta.

Se puede ajustar la llama para conseguir una soldadura satisfactoria, muchas veces se prefiere una llama reductora. Una excepcin es el caso del cobre no desoxidado ya que para su soldadura es necesaria una llama oxidante o neutra. El ajuste de la llama oxiacetilnica es fcil ya que se puede tener diferentes llamas por simple observacin. La llama producida con otros combustibles es ms difcil de distinguir.

La fusin del fundente ser una indicacin de que se est alcanzando la temperatura de soldadura. En el momento en que el fundente est completamente fundido, se aplicar el metal de aportacin. Cuando el metal de aportacin fluya por la unin, cesar el calentamiento.

Proceso de ejecucin

Preparacin y limpieza de las piezas a unir:

Las zonas de las piezas a unir deben permitir un contacto lo ms perfecto posible entre ellas, para ello ser necesario prepararlas. Tambin ser necesario limpiarlas, eliminando la cascarilla, xido o las posibles suciedades. Para la limpieza de la pieza se utiliza el fundente. Los ms utilizados son: cloruro de cinc, la sal de amonaco y las resinas. Un indicio de la buena limpieza y ausencia de xidos de las piezas a unir es que el material de aportacin fluye con normalidad, si estn sucias se formarn gotas.

Preparacin del soldador:

El calentamiento de las partes a unir y la fusin del material de aportacin se realizarn mediante el soldador, para ello se enchufar el soldador a la red elctrica para producir su calentamiento. Deberemos tener en cuenta de que las puntas del soldador se encuentren limpias sin ningn tipo de restos de material de otras operaciones.

Ejecucin de la soldadura:

Estando las piezas juntas se aplica una capa de material fundente, se calientan mediante el soldador elctrico y se acerca el material de aportacin, que al fundirse cae sobre la zona de unin. Al pasar un tiempo, al solidificarse el metal (una vez retirado el soldador de la zona de unin), las piezas quedarn unidas.

Soldadura de una junta:Para soldar una junta entre dos piezas metlicas o no metlicas puede seguirse el siguiente proceso:1. Colocar las dos piezas sobre una superficie adecuada.2. Limpiar la zona de soldadura para eliminar los posibles xidos, grasas o pinturas.3. Sujetar convenientemente las piezas de la zona de unin.4. Aplicar una capa de fundente adecuado sobre la zona de unin.5. Calentar el soldador hasta que las piezas a soldar alcancen la temperatura adecuada.6. Aplicar varios puntos de soldadura sobre la costura para que no se separe por efecto de la dilatacin.7. Empezar la costura por un extremo de la misma, desplazando el soldador en una sola direccin y aadiendo el material de aportacin siempre que se requiera.8. Eliminar restos de fundente que se hayan podido quedar de las operaciones anteriores.

Soldadura de cables elctricos:Para conseguir una unin perfecta entre 2 cables, podemos seguir los siguientes pasos:1. Pelar los extremos de los cables en una longitud adecuada a su seccin.2. Cuando los cables no son de hilo rgido, es necesario trenzar los hilos de cobre para evitar que se dispersen al aplicar el estao.3. Aplicar una capa de fundente sobre los extremos pelados de los cables.4. Calentar el soldador hasta que las piezas a soldar alcancen la temperatura adecuada.5. Depositar una pequea cantidad de estao sobre cada uno de los extremos pelados de los cables (en toda su superficie).6. Juntar e inmovilizar ambos extremos y aplicar la punta del soldador sobre los mismos hasta que el material de aportacin vuelva a fluir formando una disolucin homognea, momento en el cual se ha de separar el soldador para conseguir el enfriamiento y solidificacin de la unin (evitando los posibles movimientos de los cables).7. Aislar la unin obtenida con algn tipo de aislante.

Defectologa

Estados de la soldadura blanda:1. Buenas propiedades mecnicas. 2. Malas propiedades mecnicas. 3. Soldadura sin adherencia.

Los defectos y sus posibles causas ms tpicas en la soldadura blanda son los siguientes: Falta de material de aportacin, puede no haberse conseguido una adecuada distribucin por capilaridad. Metal de aportacin no adecuado o defectuoso. Temperatura de soldadura baja por utilizar una mala tcnica. Tiempo de soldadura muy corto. Limpieza de las piezas a unir inadecuada. Poca cantidad de fundente o fundente inadecuado. Oxidacin del metal base. Separacin excesiva entre piezas. Excesiva cantidad de metal de aportacin donde no se desea. Temperatura demasiado elevada debido a la mala tcnica o a un fallo en el horno. Tiempo de soldadura excesivo. Demasiado metal de aportacin o tipo inadecuado. Fundente atrapado. Fundente no adecuado para el material de aportacin. Excesiva cantidad de fundente. Corrosin del metal base por el metal de aportacin que reduce el espesor del metal base. Temperatura o tiempo excesivo debido a una mala tcnica o a un fallo en el control. Excesiva cantidad de metal de aportacin. Utilizacin del metal de aportacin muy cerca del lmite superior de su rango de temperaturas. Metal de aportacin no adecuado. Whiskering: En soldadura electrnica, se dice del crecimiento espontneo de hilos entre soldaduras prximas con el consiguiente riesgo de cortocircuitos. Se observ por vez primera en la electrnica de vlvulas donde se utilizaban soldaduras de estao puro. La adicin de plomo para crear una aleacin de Sn-Pb mitig este problema durante dcadas. Las recientes legislaciones medioambientales relativas a la soldadura sin plomo habran vuelto a plantear el problema y motivado excepciones a la ley en equipamiento de uso mdico y militar.

Aplicaciones

La soldadura blanda tiene gran cantidad de aplicaciones, desde la fabricacin de juguetes hasta de motores de aviones y vehculos espaciales. En general se utiliza para la unin de piezas de pequeo tamao, piezas de diferentes materiales, donde sera muy difcil utilizar un proceso de soldadura por fusin. La soldadura blanda se suele utilizar en componentes electrnicos, como circuitos impresos o transistores, piezas ornamentales y piezas de intercambiadores de calor.

Medidas de seguridad

En los procesos de soldadura blanda se tendrn en cuenta las siguientes medidas de seguridad: La vista se tiene que proteger con gafas para evitar proyecciones y salpicaduras, siendo las de metacrilato las ms adecuadas para este proceso gracias a su buena visin. Debern quitarse todos los complementos como anillos o pulseras para que no se produzcan accidentes. Las manos se tendrn que proteger con unos guantes adecuados, para evitar quemaduras y el contacto con los decapantes o flux. Se debern revisar los equipos de gas para que no tengan ningn tipo de fuga que pueda provocar incendios o explosiones. En caso de tener el cabello largo, tendr que recogerse y protegerse con una gorra para que no se produzcan quemaduras durante la soldadura. Realizar las soldaduras en reas bien ventiladas para evitar respirar vapores de la misma.

Ventajas

No hay cambios fsicos en el material a soldar. No se presentan tensiones superficiales. Se pueden conservar los recubrimientos y plaqueados de los materiales base. Facilidad para obtener uniones sanas entre materiales diferentes. Se pueden obtener soldaduras en piezas de precisin. Se permiten soldaduras con varias piezas al mismo tiempo, reduciendo costos. Se requieren bajas temperaturas. La apariencia de la soldadura es muy buena. Fcilmente automatizable. No se necesitan medidas de proteccin especiales.

Limitaciones

El diseo de las piezas, y en algunos casos su preparacin, puede resultar ms complicado y costoso. Resulta muy costosa su aplicacin en el caso de piezas grandes.}

Soldering en Colombia

La empresa DISOL S.A.S ofrece los servicios de Soldering:

Soldadura blanda para aluminio:

Son soldaduras que se unen el metal base a muy baja temperatura entre 180C y 370C y una resistencia inferior a 26.000 PSI. Manejamos dos excelentes tipos de soldaduras blandas para aluminio: SILVERING Al 100: De excelente fluidez, capilaridad, bajo punto de derretido 370C y una excelente resistencia 26.000 PSI. Requiere del FLUX Al 100. Presentacin en varilla redonda de 3/32 y 1/8. SILVERING Al-Ag: nica soldadura que funde a la menor temperatura posible 180C (360F) capaz de unir cualquier metal al aluminio, como Cobre/Aluminio, o Acero/Aluminio o a cualquier otro metal: Zinc, Estao, Plomo, bronce, Hierro fundido, alpaca, monel, inoxidable, Zamac, peltre, etc. Con excelente resistencia 21.000 PSI. Requiere del FLUX Al 50. Presentacin en varilla redonda de 1/16", 3/32", 1/8".

BIBLIOGRAFA

LANCASTER John F. The Metallurgy of Welding Brazing and Soldering. Segunda Edicin. American Elsevier Publishing Company Inc. Nueva York, USA. 1965.

GARCA Jos M. Mecanizado Bsico. Paraninfo. Madrid, Espaa. 2009.

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PROCESOS DE SOLDADURA: INDIRECTA, DE ALEACIN O HETEROGENEA, SOLDADURA BLANDA. [En lnea] http://www2.fe.ccoo.es/andalucia/docu/p5sd6-712.pdf. Fecha de investigacin: 20/08/2013.

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