TIPOS DE SOLDADURA

SOLDADURA

La soldadura es la unión entre dos metales por la acción del calor, con o sin aportación de nuevo material, generando la perfecta unión de los mismos.

Es necesario suministrar calor hasta que el material de aportación funda y ambas superficies hagan el propio material de las piezas, para que el metal de aportación pueda generar correctamente la soldadura es necesario que moje a los metales que se van a unir, lo cual se verificará siempre que las fuerzas de adherencia entre el metal de aportación y las piezas que se van a soldar sean mayores que las fuerzas de cohesión entre los átomos del material añadido.

El metal de aportación y las consecuencias derivadas del suministro de calor pueden afectar a las propiedades de la pieza soldada, deben evitarse porosidades y grietas añadiendo elementos de aleación al metal de aportación, y sujetando firmemente las piezas que se quieren soldar para evitar deformaciones, también puede suceder que la zona afectada por el calor quede dura y quebradiza. Para evitarlo se realizan precalentamientos anteriores a la soldadura y también posteriores.

CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE SOLDADURA

Heterogénea.

Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin material de aportación, o entre metales iguales con diferente metal de aportación.

Homogénea.

Se efectúa entre materiales de la misma naturaleza, y el material de aportación debe de ser el mismo.

Autogena.

Se efectúa sin material de aportación, y se unen o se fusiona mediante el mismo material.

SOLDADURA BLANDA (ESTAÑO)

Esta soldadura es de tipo heterogénea se realiza a temperaturas por debajo de 400ºC, el material de aportación es una aleación de estaño y plomo que se mas o menos se funden a 230ºC.

SOLDADURA FUERTE

También conocida como, dura o amarilla, similar a la blanda, pero alcanza temperaturas de hasta 800ºC, como metal de aportación se suelen usar aleaciones de plata y de estaño, como material fundamental para cubrir las superficie se emplea el bórax. Un soplete de gas aporta el calor necesario para la unión.

Este tipo de soldadura se utiliza cuando necesitamos una gran resistencia entre los dos materiales.

SOLDADURA POR PRESIÓN

Es la unión de dos materiales sin la necesidad de aportar calor, puede resultar útil en ocasiones enlas que necesitamos mantener las condiciones estructurales de cada material.

Por presión en frío o en caliente: Consiste en limpiar cuidadosamente la superficies que hay que unir y tras ponerlas en contacto aplicar una presión hasta que se produzca la unión.

Por fricción: Se hace girar el extremo de una de las piezas a unir y después se pone en contacto con la otra, el calor producido por la fricción une las piezas por deformación plástica.

VIDEO: Soldadura por friccion

SOLDADURA OXIACETILÉNICA

Proceso de soldadura que utiliza el calor producido por una llama, obtenida por la combustión del gas acetileno con el oxígeno, para fundir bien sea el metal base y el de aportación si se emplea.

El calor aportado en este tipo de soldadura se debe a la reacción de combustión del acetileno que resulta ser fuertemente exotérmica pues alcanzan temperaturas de 3500ºC .

La soldadura oxiacetilénica es un proceso de soldadura por fusión que utiliza el calor producido por una llama, obtenida por la combustión del gas acetileno con el oxígeno, para fundir bien sea el metal base y el de aportación si se emplea.

Para conseguir la combustión es necesario el empleo de dos gases. Uno de ellos tiene la calidad de consumirse durante la combustión. Gases combustibles son el propano, metano, butano y otros, aunque en el proceso del que estamos tratando empleamos el acetileno. El otro es un gas comburente, que es un gas que aviva o acelera la combustión. Uno de los principales comburentes es el aire formado por una mezcla de gases (Nitrógeno 78%, Oxígeno 21% y el restante 1% de gases nobles). El gas comburente que se emplea en este procedimiento de soldadura es el oxígeno puro.

SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO.

Resulta indispensable para un gran número de industrias, es económica, fácil y de rápida utilización. Resultados perfectos y aplicable en toda clase de metales.

El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la fusión de los bordes que queremos soldar, mediante el calor provocado por un arco eléctrico.

Al ponerse en contacto los polos opuestos de un generador se establece una corriente eléctrica de gran intensidad, antes de iniciar el trabajo de soldadura se deben fijar las piezas sobre una mesa de manera que permanezcan inmóviles a lo largo de todo el proceso.

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO

La soldadura por arco sumergido es un procedimiento de soldadura con arco eléctrico en el que no se ve el arco de soldadura quemándose entre el electrodo sin fin y la pieza. El arco eléctrico y el baño de fusión están cubiertos por un polvo granulado. La escoria formada por el polvo sirve para proteger la zona de soldadura frente a la influencia de la atmósfera.

El gran rendimiento térmico causado por el recubrimiento de polvo sobre la pieza mejora la fusión de las mismas.

Es relativamente económica, el valor aumenta en función del espesor de la chapa. Se utiliza para fabricación naval, puentes, depósitos, etc…

Los procedimientos de soldadura de alto rendimiento como la soldadura por arco sumergido se aplican, sobre todo, mecanizados o automatizados. Unos tiempos de soldadura inferiores en combinación con un tiempo de funcionamiento superior provocan que sea posible soldar cordones largos sin interrupción. De éste se derivan unos tiempos secundarios inferiores con el efecto positivo de tener unos costes de soldadura más reducidos.

SOLDADURA POR ARCO EN ATMÓSFERA INERTE

Se basa en aislar el arco y el metal fundido de la atmósfera mediante un gas inerte (helio,argón,hidrógeno,anhídrido,carbónico...)

Existen varios procedimientos: electrodo refractario (método TIG)

El arco salta entre el electrodo wolframio o tungsteno (que no se consume) y la pieza, metal de aportación es una varilla sin revestimiento de composición similar o la del metal base.

SOLDADURA ALUMINOTÉRMICA

Utiliza como fuente de calor para fundir los bordes de las piezas a soldar y metal de aportación el hierro líquido y sobrecalentado que se obtiene de la reacción química que se produce entre el óxido de hierro y el aluminio con el cual se obtiene aluminio(oxido de aluminio), hierro y una alta temperatura.

PROCEDIMIENTO DE ENERGÍA RADIANTE

Un reducido número de procesos utilizan para la soldadura energía radiante. Su importancia, dentro del volumen total de producto industrial es todavía muy reducida pero, pero merecen ser destacados por lo que aportan de perspectiva de futuro.

Lo que caracteriza a estos procedimientos es su extraordinario poder para aportar la energía en la zona exacta donde se necesita, mediante el enfoque de la fuente radiante sobre el objeto que se va a soldar. Como consecuencia se reduce al mínimo la zona afectada por la unión, no produciendo deformaciones apreciables.

SOLDADURA POR RESISTENCIA ELÉCTRICA

Este tipo de soldadura se basa en el efecto joule: el calentamiento se hace al pasar una corriente eléctrica a través de la unión de las piezas. La soldadura se puede realizar de las siguientes maneras: por puntos, por costura y a tope.

ELECTRODO CONSUMIBLE (MIG/MAG)

Aquí se sustituye el electrodo refractario, por un hilo de alambre continuo y sin revestimiento que llega a la pistola junto con el gas. Según sea el gas así recibe el nombre, (MIG =Metal inerte gas),o MAG se utiliza anhídrido carbónico que es más barato.

La soldadura por arco eléctrico puede realizarse empleando corriente continua o alterna.     La tensión más ventajosa en la corriente continua es de 25 a 30 voltios, pero para cebar el arco al comenzar la tensión debe de ser de 70 a 100 voltios, por ese motivo es necesario intercalar una resistencia en serie que haga de regulador. La intensidad de corriente está comprendida entre 30 y 300 amperios, según la amplitud y profundidad de la soldadura. Las máquinas de corriente alterna llevan un transformador que reduce la tensión de la red, generalmente de 220 voltios. Se utilizan en pequeños talleres debido a que son los más sencillos y económicos.

Es el proceso de soldadura por arco, bajo gas protector con un electrodo combustible, es una soldadura semiautomática.

Mediante la soldadura MIG/MAG se establece un arco eléctrico entre el electrodo, que tiene forma de hilo continuo, y la pieza a soldar. En esta ocasión la protección tanto del arco como

del baño de soldadura se lleva a cabo mediante un gas, que puede ser activo (MAG) o inerte (MIG), es decir, que el arco se produce mediante un electrodo formado por un hilo continuo y las piezas a unir, quedando este protegido de la atmósfera por gas inerte.

Es un proceso versátil, pudiendo trabajar el metal a una gran velocidad y en todas direcciones este procedimiento es utilizado en espesores pequeños y medios en estructuras de acero y aleaciones de aluminio. El grosor mínimo a soldar con este tipo de soldadura, es de 0’5 mm, y consta de dos gases diferentes que mencionaremos a continuación.

El hilo sale de la antorcha continuamente, arrastrado por dos rodillos situado contiguos a la bobina de alambre dentro de la máquina.

Existen diferentes tipos de rodillos de arrastre, dependiendo del material utilizado y el diámetro del hilo empleado en cada momento.

1- CAUDALÍMETRO:

Es un instrumento que mide el caudal de gas.

2- ANTORCHA O PISTOLA DE SOLDADURA:

Dirige la corriente, el gas protector y el hilo hacia la zona a soldar, consta de un mango y un gatillo, en su extremo tiene una boquilla intercambiable dependiendo el grosor del hilo.

3- REGULADOR DE PRESIÓN:

Este elemento nos permite trabajar a una determinada presión, regulando la presión de salida (estos reguladores no nos permiten aumentar la presión sino que siempre servirán para disminuir la entrada de presión hacia la válvula).

4- CILINDRO DE GAS PROTECTOR:

Contiene el gas a alta presión y tiene un regulador que permite medir el flujo gaseoso Dependiendo del método (MIG o MAG) y del metal a soldar, el gas más económico y usado es el dióxido de carbono (MAG) y luego le siguen argón (MIG), helio (MIG). También son comunes las mezclas de CO2 con gases inertes para soldaduras MAG.

5- MANGUERA DE SUMINISTRO DE GAS:

Es el lugar por el que circula el gas.

6- ELECTRODO (HILO):

Es el material de aporte que utilizamos a la hora de soldar.

7- FUENTE DE ENERGÍA:

Se encarga de generar la tensión necesaria para fundir el hilo.

8- AMPERÍMETRO:

Nos permite medir la intensidad de la corriente y cambiarla dependiendo el material en el que estemos trabajando.

9- VOLTÍMETRO:

10- CABLE DE POTENCIA:

11- CABLE DE REMOTO:

Es un cable por el que circula la electricidad hacia el interior de la máquina terminando en el electrodo.

12- CABLE DE MASA:

Es la encargada de cerrar el circuito eléctrico.

13:ALIMENTADOR DEL ALAMBRE CONSUMIBLE:

Consta de un motor y rodillos impulsores, y permite el desplazamiento continuo del alambre a través de la pistola para llegar a la zona donde se produce el arco de soldadura. En algunos equipos, el alimentador del alambre viene incorporado directamente en la pistola.

Mango: Que es por donde se sujeta para soldar, a él llegan todas las conexiones y en él se encuentra el gatillo que abre el paso del gas, la corriente y la alimentación del hilo.

La caña y el cuello: Conecta el mango con la cabeza de la antorcha

Porta punta: Es un elemento metálico con doble rosca (macho y hembra) que tiene por misión formar todo un conjunto con el resto de las piezas.

Difusor: Es el responsable de realizar una correcta distribución del gas. Son cerámicos o de materiales resistentes a la temperatura.

Punta de contacto: Es la responsable de comunicar la corriente eléctrica al hilo de soldar (electrodo). Debemos colocar la punta acorde al diámetro del hilo que empleemos. Es importante que no sobresalga de la tobera, ya que un contacto con la pieza, produce la fusión de la punta en la salida del hilo. El tubo de contacto se reemplazará si el taladro se ha ensanchado por desgaste o si se ha atascado por proyecciones.

Tobera: Es responsable de conducir el gas, que previamente ha salido por el difusor, al mismo sitio de la soldadura.

Gases utilizados:

MIG (Metal Inert Gas) Se utiliza argón o helio. El helio es más utilizado en otro países debido a su bajo coste (EEUU). En Europa se utiliza el argón. Se utiliza para soldar metales como aluminio o inox. En ocasiones el argón se mezcla con un 2% de oxígeno.

MAG (Metal Active Gas) Se utiliza (CO2) o la mezcla de argón (80%) + CO2 (20%).

Distinguimos las botellas de gases por las ojivas de diferentes colores:

• Las botellas de oxígeno con el que se mezcla en ocasiones el argón para la soldadura MIG tienen la ojiva de color blanco.

• Las botellas de argón tienen la ojiva de color verde oscuro.

• Las botellas de co2 tienen la ojiva de color verde claro.

Factores a tener en cuenta:

Voltaje: Esta siempre es predeterminada por la red eléctrica a la que esté enchufada la máquina MIG/MAG.

Intensidad: Se regula de una ruleta situada en la maquina MIG/MAG y va en función de la velocidad de salida del hilo.

Velocidad del hilo: Dependiendo del grosor del material que queremos soldar utilizaremos alambre de mayor o menor diámetro, con lo que regulamos la intensidad adecuada

Ventajas de MIG-MAG:

• Es la soldadura más limpia.

• Buena apariencia o acabado (pocas proyecciones).

• Poca formación de gases contaminantes y tóxicos.

• Soldadura de espesores desde 0’7 mm a 6 mm sin preparación de bornes.

• Proceso semiautomatico o automatico (menos dependiente de la habilidad de operador).

• Alta productividad.

• Se puede trabajar en diferentes posiciones aunque se recomienda trabajar en posición plana.

• Sirve para soldar casi todo tipo de metales.

• Se puede depositar grandes cantidades de metal (tres veces más que el proceso de electrodo revestido) con buena calidad.

SOLDADURA MIG BRAZING

Ésta soldadura consiste en una soldadura por arco eléctrico, que utiliza como gas protector el argón y como material de aporte el hilo continuo de cobre-silicio, y es una soldadura fuerte.

La gran ventaja que aporta frente al MIG convencional es la diferencia de calor que aporta a la pieza a soldar, siendo el proceso de MIG Brazing mucho más frío. Por lo tanto la deformación de las chapas soldadas será mucho menos significativa. La razón reside en que el Cobre tiene un punto de fusión inferior al de los metales base, de forma que una vez que se funde el cobre, penetra por capilaridad en las placas a soldar y provoca su unión. En la soldadura MIG convencional, se produce también la fusión del metal base.

No se necesita ningún equipo adicional para pasar de MIG/MAG a MIG Brazing.