soldadura teoria
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7/14/2019 Soldadura teoria
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Soldadura
Es un procedimiento de unión de dos piezas metálicas. Métodos antiguos:
Calentar piezas hasta que se fundan y
unan
Soldadura por relleno
Soldadura por presión
Actualmente pueden ser “Por Fusion” o “Sin
Fusion”.
Proceso de soldadura:
Se calientan las piezas de metal hasta que se funden y se unen entre sí o que se calientan a una temperatura
inferior a su punto de fusión y se unen con un metal fundido como relleno.
Otros consisten en calentar las piezas hasta que se ablanden lo suficiente para poder unirlas por martilleo;
algunos procesos requieren sólo presión para la unión.
Otros requieren de un metal de aporte y energía térmica que derrita a dicho metal.
Los métodos de soldadura son:
Manual: operada con la mano
Semiautomática: operada parcialmente automática y parcialmente manual
De Maquina
Automático: mecanismos automáticos
Factores de diseño de la soldadura
Para que una soldadura satisfaga las prestaciones para el cual fue diseñado la pieza se debe considerar a la hora
de soldar:
Análisis del tipo de material de la pieza
Información sobre el tipo de esfuerzos que debe soportar la soldadura
Factores de seguridad
Tipos de soldadura
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Soldadura eléctrica
La soldadura se puede realizar:
Aplicando presión exclusivamente
Calentando los materiales a una temperatura predeterminada, con o sin presión de aplicación.
La soldadura adecuada para cada situación depende de:
Las propiedades físicas de los metales
De la utilización a la que está destinada la pieza
De las instalaciones disponibles
Actualmente existen una infinidad de métodos de soldadura, los más utilizados son:
Soldadura blanda: la unión entre los metales se realiza con metal de aporte el cual se aplica en estado líquido.
El punto de fusión del material de aporte no supera los 430ºC. Se utilizan en uniones que no están sometidas a
grandes solicitaciones/cargas. Por ej aleaciones de estaño y plomo
Soldadura fuerte: se aplica material de aporte (gralmente no ferroso) en estado líquido pero con un punto de
fusión mayor a 430ºC. Se utiliza aleaciones de cobre, aluminio o plata. El material de aporte se puede aplicar
por Inmersión (se vierte el material fundido entre las piezas a unir y se solidifica), por horno (se pone el material
de aporte en estado sólido en las piezas a unir y son calentadas en un horno para que se derrita el material), por
soplete (el calor se aplica con un soplete y el material de aporte en forma de alambre se derrite en la junta) y
por electricidad (se logra la temperatura a través de la resistencia que opone al paso de la corriente, o por
inducción o arco)
Soldadura por forja: Consiste en el calentamiento de las piezas a unir en una fragua hasta su estado plástico.
Posteriormente por presion o martilleo se unen las piezas. Solo aplicable a piezas en forma de lámina.
Soldadura con gas: Se usa el gas para calentar el material de aporte. Lo más utilizados son el acetileno y el
hidrogeno que se combinan con el oxígeno. Con el hidrogeno (oxhidrica) se generan temperaturas entre
1500ºC y 200ºC.
Oxiacetilénica
En la oxiacetilénica se usa el gas proveniente de la reacción de la mezcla de carburo de calcio con agua.
En la autógena se pueden tener 3 tipos de llamas: Neutral, reductora y oxidante
Neutral: es la de mayor aplicación. Esta balanceada en la cantidad de oxígeno y acetileno que utiliza. La
temperatura en el cono luminoso alcanza los 3500ºC. Correcta para soldar aceros.
Reductora: hay exceso de acetileno. Genera un cono con llama
blanca por el exceso. Se usa para la soldadura de niquel, algunas
aleaciones de acero y muchos de los materiales no ferrosos.
Oxidante: El cono luminoso es más corto. Tiene exceso de
oxígeno. Esta llama se utiliza para la soldadura por fusión del
latón y bronce. Es la más caliente de todas.
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El aire tambien puede ser usado como comburente. Como una alternativa la llama oxidante se utiliza para los
sopletes de corte donde la oxidacion subita genera el corte de los metales. Se realiza con un flujo considerable
de oxigeno.
Soldadura por Resistencia
Consiste en hacer pasar una corriente electrica de gran intensidad a traves de los metales que se van a unir. En
la union la resistencia es mayor, alli se generara un aumento de temperatura en la junta (por efecto joule). Esto
junto a la presion ejercida se realiza la union. Se aplica en casi todos los metales, menos estaño zinc y plomo.
En este metodo se incluyen los procesos de :
Soldadura por puntos: la corriente pasa por 2 electrodos con punta, debido a la resistencia del material
a unir se logra el calentamiento y junto a la presion ejercidad se el punto de soldadura
Soldadura por resaltes: similar al anterior, solo que en esta se producen varios puntos a la vez. Para
fabricacion de mallas.
Soldadura por costura: enlace continuo de dos piezas de
lamina traslapadas. La union se produce por elcalentamiento obtenido en la resistencia cuando pasa la
corriente por los electrodos circulares. Proceso continuo.
Soldadura a tope: consiste en la unión de dos piezas que se
colocan extremo con extremo con la misma sección, éstas
se presionan cuando está pasando por ellas la corriente
eléctrica, con lo que se genera calor en la superficie de
contacto.
Soldadura por induccion
Se produce aprovechando el calor generado por el flujo de corriente electrica inducida en la resistencia de
union entre las piezas. La corriente inducida es generada por una bobina que rodea a los metales a union y
debido a que en la union de los metales se da mas resistencia al paso de la corriente, aquí se genera mas calor y
junto a la presion se logra la union. El equipo de alta frecuencia utiliza corrientes 200 a 500 khz, mientras que
los normales de 400 a 450 hz.
Soldadura aluminiotermica
el calor necesario se obtiene a partir de una reaccion quimica en una mezcla de oxido de hierro con particulas
de aluminio muy finas. El material liquido que resulta de la reaccion es el material de aporte. Usado para soldar
por ej rieles de trenes.
Soldadura por vaciado o fundicion por vaciado
Algunos metales no aceptan material de aporte. Por eso en estas situaciones se funde el mismo metal y se lo
vacia en la parte a unir dejandolo enfriar con lentitud. Se utiliza para reparar piezas fundidas.
Soldadura por arco (comun)
Se utiliza corriente continua (energia mas constante por lo tanto arco mas estable) o alterna. La corriente
alterna permite efectuar operaciones de soldadura de forma horizontal y en materiales ferrosos; en cambio la
continua no tiene esas limitaciones.
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La energia se obtiene por medio del calor producido en un arco electrico conformado entre la pieza a soldar y
el ecetrodo que actua a su vez como material de aporte. El material se funde y se deposita en la seccion a unir.
Temperaturas superiores a los 5500ºC.
Tipo de electrodos
Electrodo de carbón: el electrodo se utiliza sólo como conductor para generar calor, el metal de aporte
se agrega por separado.
Electrodo metálico: El propio electrodo sirve de metal de aporte al derretirse sobre los materiales a
unir.
Electrodo recubierto: Los electrodos metálicos con recubrimientos que mejoran las características de la
soldadura.
Deformaciones: Hay tres tipos principales de deformaciones
Deformación lateral: a través de la soldadura
Deformación longitudinal: a lo largo de la soldadura
Deformación angular: desvíos de las piezas metálicas
fuera de los planos horizontal y vertical
Funcion de los recubrimientos
Proveen una atmósfera protectora
Proporcionan escoria de características adecuadas para proteger al metal fundido
Estabilizan el arco
Añaden elementos de aleación al metal de la soldadura
Desarrollan operaciones de enfriamiento metalúrgico
Reducen las salpicaduras del metal Aumentan la eficiencia de deposición
Eliminan impurezas y óxidos
Influyen en la profundidad del arco
Disminuyen la velocidad de enfriamiento de la soldadura
Los recubrimientos pueden ser organicas o inorganicas, y a la vez se pueden dividir en las que forman la escoria
y las que son fundentes
Para la formación de escoria se utilizan SiO2, MnO2 y FeO
Para mejorar el arco se utilizan Na2O, CaO, MgO y TiO2 Desoxidantes: grafito, aluminio, aserrín
Para mejorar el enlace: silicato de sodio, silicato de potasio y
asbestos
Para mejorar la aleación y la resistencia de la soldadura:
vanadio, cesio, cobalto, molibdeno, aluminio, circonio,
cromo, níquel, manganeso y tungsteno
El nucleo del electrodo siendo el material de aporte, se va fundiendo
(debido al arco electrico) en la punta en forma de pequeñas gotas
depositandose en el cordon de soldadura.
Medidas estandares: 14”, 10”, 9” etc
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Soldadura por arco con gas protector
El proceso se logra por el calor generado por un arco electrico entre el electrodo y las pieza; el electrodo es
protegido por una copa por la que se inyecta un gas inerte (argon, helio y CO2). El gas protege de la oxidacion y
controla el arco. Los tipos mas conocidos por arco protegidos son la TIG y la MIG.
La soldadura TIG (tungstein inert gas) es aquella en la que el electrodo de la máquina es de un material
refractario como el tungsteno, por lo que el metal de aporte se debe añadir por separado.
La soldadura MIG (metal inert gas) es la que el electrodo es de un metal consumible que va siendo utilizado
como metal de aporte. Un método derivado es el MAG (metal active gas) en el cual se usa como protector el
anhídrido carbónico, que oxida algunos elementos aleantes como el Si o el Mn.
Aspectos generales de la soldadura por arco
Los equipos de soldadura manual tienen una caracteristica tension-corriente con una gran pendiente
negativa de manera que al cambiar el arco “Va” por efecto de las variacion de la longitud del mismo, no
se modifique apreciablemente la corriente de soldadura y por consecuente la fusion del electrodo.
La tension de vacio debe ser superior a la del arco para facilitar el encendido.
Para regular la corriente en funcion del tipo de electrodo existen varios metodos como derivacion
intermedias en transformadores, desplazamiento de bobinas del trafo, tiristores, reostatos,
impedancias variables, desplazamiento del nucleo, derivador magnetico, etc
Los gases empujan el metal fundido del electrodo hacia fuera, en dirección de la pieza de trabajo.
Los electrodos están diseñados para trabajar con una determinada cantidad de corriente y polaridad. Si
se emplea la corriente equivocada, el arco puede resultar inestable e imposible de manejar.
Cuando hay poca corriente, el arco pierde fuerza y disminuye la penetración. El cordón se adelgaza y el
metal se empieza a acumular.
Cuando hay demasiada corriente, el arco tiene mucha fuerza; penetra demasiado en el objeto y
produce demasiada salpicadura.
Un exceso de corriente produce adelgazamientos a lo largo de la orilla de la soldadura y puede llegar a
perforar el objeto.
Cuando el arco es demasiado corto, excava en el objeto. Un arco corto puede hacer que la transferencia
de metal sea dispareja y que las ondulaciones del cordón sean grandes. Hay una tendencia a que se
formen agujeros de escoria y porosidad.
Si el arco es largo, las fuerzas de penetración disminuyen. Puede ser que el arco se aparte de su
trayectoria normal y que los bordes del cordón resulten irregulares y disparejos.
El ángulo que forma el electrodo con la pieza también afecta la transferencia de metal, pues este ángulodirige la fuerza del arco.
Al acercar el ángulo hacia la vertical, aumenta la penetración.
Cuando se inclina el electrodo hacia la izquierda o hacia la derecha, que es lo que se conoce como
ángulo de trabajo, el cordón se desplaza del centro.
Soldadura TIG
Es una soldadura en una atmosfera con gas inerte y electrodo de tugsteno (no consumible).
El procedimiento TIG puede ser utilizado en uniones que requieran alta calidad de soldadura y en soldaduras de
metales altamente sensibles a la oxidación (ej titanio y el aluminio). Su uso más frecuente está dado en aceros
resistentes al calor, aceros inoxidables y aluminio.
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Las mayores ventajas del proceso TIG provienen de la estabilidad y la concentración del arco; además del hecho
de que sea factible de utilizar en todas las posiciones y tipos de juntas y del buen aspecto del cordón.
Este método de soldadura se caracteriza también por laausencia de salpicaduras y escorias y por su
aplicabilidad a espesores finos (desde 0,3 mm).
Soldadura MIG
Es una soldadura semiautomatico, considerado como una mejora del proceso TIG. Sueldan todo tipo de metales
que se sueldan con sistema TIG, mas los aceros en gral. Espesores mayores y mejor rendimiento en aporte de
metal
Multi-TIG 300
Este equipo permite la soldadura con los procesos de TIG y electrodos revestidos.La corriente de salida puede
ser continua o alternada lográndose el cambio por medio de una llave conmutadora.
Tiene electroválvula y permite controlar pre y post flujo y caudal de gas argón.Para soldadura con electrodos
revestidos se cambia el modo con el accionar de una llave y permite soldar todas las líneas normales de
electrodos rutílicos, básicos, celulósicos y no ferrosos.
Seguridad en soldadura electrica
soldar sin caretas o máscaras debidos a la gran emisión de radiación ultravioleta que dan lugar a
quemaduras en la piel, queratosis de córneas, etcétera
No usar lente de contacto, se pegan
Verificar si los terminales o enchufes están en buen estado.
Tomar los recaudos necesarios para la conexión del neutro y la tierra.
Revisar los aislamientos de los cables eléctricos al comenzar cada tarea
Evitar que los cables descansen sobre objetos calientes, charcos, bordes afilados
Evitar que pasen vehículos por encima, que sean golpeados o que las chispas de soldadura caigan sobre
los cables.
El cable de masa se conectará sobre la pieza a soldar o lo mas cerca que sea posible.
Antes de realizar cualquier modificación en la maquina de soldar se cortará la corriente
No dejar conectadas las maquinas de soldar en los momentos de suspender momentáneamente las
tareas.
No trabajar en recintos que hayan contenido gases o líquidos inflamables
En caso de utilizar electrodos que generen humos, poner en funcionamiento los aspiradores o emplearequipos de protección respiratoria.
Seguridad en soldadura Oxiacetileno
Los reguladores deben estas libres de aceite y grasa.
Cuando estas sustancias entran en contacto con el oxígeno a alta presión se descomponen y forman
dióxido de carbono y vapor de agua. Esta combinación puede producir una explosión
Los cilindros que tienen acetona siempre deben permanecer en posición vertical. Si se dejan acostado,
la acetona escurrirá hacia la válvula del cilindro y saldrá hacia el lugar donde se suelda. Esto es
perjudicial para la soldadura.
No confundir las mangueras de conexión
La manguera de oxigenos es color verde y tiene rosca derecha
La manguera para acetileno es roja y tiene rosca izquierda
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