Clasificacin de los procesos de soldadura

Clasificacin de los procesos de soldaduraS

Soldadura Se entiende por soldadura la unin de dos o mas materiales entre si, en tal forma que queden como una sola pieza. En nuestro caso los materiales sern metlicos.En trminos de la American Welding Society (AWS) una soldadura es una unin de sustancias metlicas o no metlicas que se produce al calentarlas a temperaturas especificadas, con o sin la aplicacin de presin y con o sin el uso de metal de relleno ( aporte). El metal aporte puede tener un punto de fusin igual o menor al del metal base.Hay dos mecanismos bsicos para producir la unin de dos metales: unin en estado solido y unin en estado liquidoUnin en estado solido(por presin) Requiere de la aplicacin de fuerzas externas hasta producir la coalescencia.Se entiende por coalescencia, la accin en virtud de la cual se logra la unin de dos o mas materiales.Unin en estado liquido(por fusin)Se llevan al estado liquido los materiales que se van a unir y no requieren presin. Con o sin el uso de metal de aporte .

Procesos de soldadura de fase solida(por presin)Estos procesos son usados para obtener una junta soldada a temperatura por debajo del punto de fusin de las dos partes o metales que se sueldan. Son procesos llamados comnmente como soldadura a presin o unin por difusin. La presin es esencial para lograr un contacto intimo entre superficies, producir deformacin plstica en la interface y romper y dispersar xidos superficiales

Soldaduras de fase solida en frioCold Welding (CW). Durante los ltimos aos, se emplea cada vez mas la soldadura en frio de ciertos metales no ferrosos como el aluminio y el cobre, o en aceros con cobre, latn o aleaciones a base de titanio, lo mismo que aluminio revestido de acero inoxidable. Esta soldadura se efecta presionando las piezas sin ninguna clase de calentamiento previo. La soldadura en frio puede hacerse por explosin, por laminado, por identacion y por ultrasonido. Para la realizacin de la soldadura en frio juega un papel muy importante el grado de deformacin plstica. Si esta deformacin es insuficiente, no se consigue la soldadura.Soldadura por explosin(de recubrimiento)Explosion Welding (EW). Cuando dos piezas de metal son unidas por impacto y presin, tiene lugar una soldadura si se cumple con ciertas condiciones. La velocidad de impacto requerida y la presin son alcanzadas utilizando explosivos sobre una de las partes a unir, ya sea en contacto o prximo a los metales.

Soldadura por laminado en frioRoll Welding (ROW). Es un proceso en forma continua de flejes de metales o aleaciones metlicas, formado por materiales diferentes que se ligan metalrgicamente entre si. Tambin se denominan metales enchapados o revestidos. Se pueden obtener estructuras laminadas con mezcla de propiedades mecnicas y fsicas como buena conductividad elctrica y alta resistencia. Este proceso de soldadura permite al producto final reducir de peso, simplificar las operaciones de fabricacin, prolongar la duracin o mejorar el funcionamiento.

Soldadura por indentacionIndentation Welding (INW). Se emplea para unir los metales de bajo punto de fusin como el cobre, nquel, aluminio, cinc, cadnio. Una vez limpias y desengrasadas las superficies de empalme, se comprimen a una presin que supere el limite de fluencia del material. El xito de este proceso de soldadura depende del diseo de matrices y herramientas de indentacion.

Soldadura por ultrasonidoUltrasonic Welding (USW). En este proceso la corriente alterna es convertida en vibraciones mecnicas de alta frecuencia de 20 a 30 kHz. Esta vibracin es aplicada a las partes que se van a unir en tal forma que se crean esfuerzos dinmicos en un rea limitada. Las altas vibraciones son convertidas en vibraciones mecnicas por un transductor que generalmente es de nquel. Estos procesos junto con la presin que se ejerce, conducen a que se forme una unin suficientemente solida.Ventajas de la soldadura por ultrasonidoNo requiere calentamiento externoNo deja evidencia de cambios estructurales por calentamiento en materiales livianosProduce muy poca deformacinLos requerimientos de potencia son bajosNo es necesaria una limpieza estrictaLa resistencia a la fatiga por este proceso es mejor que la del proceso por resistencia elctricaSe sueldan con facilidad materiales disimiles

Soldadura por laminado en calienteRoll Welding (ROW). Tiene la misma aplicacin que la soldadura por laminado en frio con la diferencia que debido al calentamiento se puede obtener una deformacin plstica mas fcilmente y con lamina de mayor espesor. Por este mtodo se puede soldar acero inoxidable a un acero comn. En este caso es conveniente emplear un pequeo calentamiento de las piezas a soldar de 200 a 250 C aproximadamente, que sin disminuir la resistencia, aumenta la plasticidad hasta el nivel necesario para la soldadura.

Soldadura por friccinFriction Welding (FRW). En la soldadura por friccin, el calor para la unin se produce por la conversin directa de energa mecnica en energa trmica en el punto de la unin. La energa mecnica se genera por el deslizamiento entre dos superficies en rotacin o que tienen frotamiento. Hay dos mtodos bsicos para soldar por friccin: la convencional por friccin y la de friccin por inercia.En el proceso convencional las piezas se unen, al girar se aprietan entre si con una fuerza de 2 a 4 kg/mm y en el proceso de friccin se destruyen y expulsan de la zona de soldadura las partculas de oxido, las capas perjudiciales por la absorcin y dems impurezas.

Soldadura por presin en calienteHigh Powered Welding (HPW). Las partes a soldar son calentadas a su temperatura de soldadura de 1200 C utilizando boquillas con llama oxiacetilnica o por corrientes de alta frecuencia, y la unin se obtiene por medio de dados o rodillos. Se aplican dos procedimientos:De bordes unidos: en el que las partes a unir son puestas juntas y calentadas hasta la temperatura apropiada y luego presionadas.De bordes separados: en el que las partes a unir son calentadas en sus bordes individualmente y luego, unidas y presionadas hasta obtener la soldadura.

SOLDADURA POR FORJALa soldadura por forja fue la primera forma de soldadura y la nica de uso general por muchos siglos .Brevemente el proceso consiste en el calentamiento del material en una fragua hasta el estado plstico y luego se une por presin . El calentamiento se efecta usualmente en una fragua que quema carbn o coque .La soldadura por forja es as bien lenta y hay peligro considerable de la formacin d una costra de oxido en la superficie

PROCESOS DE SOLDADURA DE FASE LIQUIDA(POR FUSION)Estos procesos son calificados de acuerdo a los medios por los cuales el bao de metal fundido es protegido de la contaminacin atmosfrica por esta razn se conocen tres calces de proteccin :La qumica a travs de fundentes que producen gases protectores ; con gases inerte y al vacio.SOLDADURA OXIACETILENICAEn una soldadura oxiacetilnica se produce calentamiento con llama que se obtiene de la combustin del oxigeno (C2H2) alrededor de los 3.300 a 3.500 C con o si el uso del metal de aporte . En la mayora de los casos, la junta se calienta hasta un estado de fusin y por regla general no requiere de presin

ESQUEMA DE UN SOPLETE PARA SOLDADURA OXIACETILENICA

SOLDADURA AIREACTILENICAEl soplete que se usa en este proceso es similar en construccin a un mechero bunsen en el que se sopla aire segn se requiera para una combustin correcta puesto que la temperatura que se obtiene es mas baja que la que se obtiene por medio de otros posesos de gas , este tipo de soldadura tiene un uso limitado ; por ejemplo para la soldadura de plomo y para operaciones de soldadura fuerte o blanda a baja temperatura.SOLDADURA OXIPROPANOEste gas propano es un proceso en soldadura autgena y se emplea con preferencia en el corte y en la falsa soldadura. El gas propano(C2H4) ,es venenoso ,pobre en carbono y rico en combinaciones de azufre y vapor de agua.la llama es parecida ala del hidrogeno y alcanza una temperatura de 2.000C SOLDADURA OXIMAPPEl gas MAPP, marca registrada para metilacetileno propadieno estabilizado, es superior al acetileno para aplicar mayores cantidades d calor con rapidez y se presta para soldadura fuerte o soldadura con bronce lo mismo que es muy buena para corte con llama TEMPERATURA DE LLAMA Y CALOR TOTAL DE LOS PRINCIPALES GASES INDUSTRIALES GAS COMBUSTIBLE TEMPERATURA DE LLAMA NEUTRA (C) CALOR TOTAL Kcal/m3 ACETILENO

GAS MAPP

GAS NATURAL

PROMAPANO 3.087

2.297

2.538

2.526 13.090

21.420

8.900

22.240SOLDADURA POR TERMITA OALUMINOTERMICASe efecta a base del calor de una reaccin qumica exotrmica basada en el hecho en el que el aluminio tiene una gran afinidad con el oxigeno y puede usarc como agente reductor para muchos xidos.El aluminio finalmente viene molidos y el oxido fe hierro(Fe2O3) en costras de laminacin . La mescla no es explosiva y solo se puede inflamar a una temperatura cerca de los 1.500C . Para iniciar la reaccin se usa polvo de ignicin especial. La reaccin qumica requiere de solo 30 seg para alcanzar una temperatura de 2.500CLa mezcla apropiada se coloca e un crisol de fuerte revestimiento refractario .Despus se pone en un punto de ignicin y as se produce la combustin del aluminio que se convierte en Al2 O3 en forma de escoria que flota y no tiene uso; hierro altamente purificado y calor que se eleva ala temperatura de mezcla hasta 3.000C

SOLDADURA POR HIDORGENO ATOMICOEs un proceso de soldadura de electrodo no consumible . Se pasa por hidrogeno a travs de un arco elctrico de corriente alterna formado entre dos electrodos de tungsteno . La elevada temperatura del arco 6.000C rompe las molculas de hidrogeno dejndolo en una forma atmica .La recombinacin de los tomos de hidrogeno en molculas cerca de la superficie a soldar resulta en una liberacin de calor que produce temperaturas hasta de 3.750C dando como resultado una soldadura mucho mas limpia y de mayor calidad

SOLDADURA POR ELECTRODO DE CARBON Es un proceso de soldadura de electrodo consumible. El calor obtenido de un arco elctrico formado entre un electrodo de carbn y la pieza que se va a soldar. Si se necesita metal de aporte este se aade en forma independiente como en la soladura oxiacetilnica.

ESPESOR DEL METAL BASE ,INTENSIDAD DE CORRIENTE Y DIAMETRO DE LOS ELECTRODOS DE CARBONESPESOR DEL METAL BASEEN (mm)CORRIENTE APROXIMADA(AMPERIOS)DIAMETRO DEL ELECTRODO(mm)0.8

1.6

3.2

6.4 30 a 50

50 a 60

70 a 80

90 a 1006.4

6.4

8.0

9.5SOLDADURA CON ELECTRODO DE TUNGSTENO Y GAS PROTECTOR ,TIGEs un proceso ene se usa un electrodo de tungsteno no consumible creando un arco con la pieza de trabajo y protegido con un chorro de gas inerte que sale por la misma boquilla que sostiene el electrodoFue desarrollado para la soldadura de aluminio y sos alaeaciones con el fin de obviar el problema de residuos de fuentes corrosivos que quedaban despues de la soldadura por arco manual

SOLDADURA POR PLASMAEs un proceso de soldadura por arco entre un electrodo no consumible de tungsteno y la pieza de trabajo a travs de una columna gaseosa a presin orienta por un orificio que oscila entre 0.7 a 2.2 mmEsta columna a presin de gas inerte como argn ,argn e hidrogeno(5%)o argn y helio se ioniza y se le llama plasma. Este plasma as, consiste en electrones libres , iones pasivos y tomos elctricamente neutros . Este plasma se caliente por efecto de la resistencia al paso de la corriente y forma un chorro de altsima temperatura y movimiento rapido por la ionizacin concentrada en el arco

SOLDADURA CON GAS Y METAL DE APORTE MIG ,MAGes un proceso de soldadura de arco con gas protector y electrodo consumible, el cual a un mismo tiempo mantiene el arco elctrico y suministra continuamente el material de aporte , mientras que el metal fundido tanto del electrodo como del metal base esta protegido de la atmosfera por accin de un gas inerte como el argn o el helioEl alambre del electrodo es de alta pureza con caractersticas qumicas y fsicas controladas con precisin .

SOLDADURA POR ELECTROESCORIATambin llamada soldadura con electrodo y recubrimiento continuo, es casi una tcnica de colada continua, se realiza en posicin vertical disponiendo las partes a unir verticalmente y con bordes planos y paralelos. En sus separaciones se agrega cobre al ser fundido este alimenta el bao metalico y solidifica formando un costura resistente. La escoria aisla la soldadura de la atmosfera logrendo que tenga la composicion quimica necesaria y altas cualidades mcanicas.

SOLDADURA POR ELECTROGASEs un mtodo automtico de arco elctrico con proteccin gaseosa y electrodo metlico consumible para soldar vertical y circularmente las laminas. Similar al proceso de electroescoria.Se utiliza para construccin de :Bloques , puentees , grandes tanquesTrabaja con rangos de 250 a 750 amperios Voltajes de 28 a 48 voltiosDiametrode alambre de 1,5 a 2,4 mm.SOLDADURA CON ARCO ELECTRICO se realiza poniendo a dos conductores en contacto; y se los somete a una diferencia de potencial, de esta manera se establece entre ellos un flujo de corriente. Luego se los separa y se provoca una chispa para ionizar el gas o el aire que los rodea, consiguiendo de este modo el paso de corriente, aunque los conductores no se hallan en contacto. De hecho, el calor producido por el arco no solo es intenso sino que adems est focalizado, lo cual resulta ideal para efectuar la soldadura. Se alcanzan as temperaturas de 3.500C.

SOLDADURA CON ELECTRODO TUBULARSe introdujo para salvar las primeras limitaciones de los electrodos revestidos como por ejemplo interrumpir la soldadura para cambio de electrodo, perdidas de tiempo y desperdicio del materialEfectos al variar los voltajes:Voltaje excesivo salpicaduras fuertes y soldadura porosaSi se reduce el voltaje se produce un cordn convexo.A una velocidad muy grande cordn convexo con bordes disparejos y penetracin a poca profundidad.

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDOEl sistema de soldadura automtica por Arco Sumergido permite la mxima velocidad de deposicin de metal, entre los sistemas utilizados en la industria, para produccin de piezas de acero de mediano y alto espesor (desde 5 mm. aproximadamente) que puedan ser posicionadas por soldar en posicin plana u horizontal: vigas y perfiles estructurales, estanques, cilindros de gas, bases de mquinas, fabricacin de barcos, etc. Tambin puede ser aplicado con grandes ventajas de relleno de ejes, ruedas de ferrocarriles y polines.El siguiente es el diagrama de los componentes de un equipo de soldadura de arco sumergido.

1- Fuente de poder de CC o CA(100% ciclo de trabajo).2- Sistema de control.3- Porta carrete de alambre.4- Alambre-electrodo.5- Tobera para boquilla.6- Recipiente porta-fundente.7- Metal base.8- Fundente.9- Alimentador de alambre

VENTAJAS:

Rendimiento: 100%.Soldaduras homogneas.Soldaduras 100% radiogrficas.Soldaduras de buen aspecto y penetracin uniforme.No se requieren protecciones especiales.

SOLDADURA DE ESPARRAGOEs un proceso de soldadura de arco en el que hace contacto la superficie de un esparrago con el material de trabajo. Son calentados, fundidos y luego sometidos a presin para formar la soldadura; todo esto es controlado automticamente. La aplicacin puede ser de forma manual o un proceso automtico.El voltaje oscila entre 60 y 100 voltios.Se controlan entre 100 y 1000 amperios.SOLDADURA POR PERCUSIONEs un proceso el cual el calor es obtenido por un arco producido por una descarga elctrica (acumulada) y una fuerza percutiva aplicada inmediatamente despus de la descarga elctrica. Todo esto es sincronizado y controlado automticamente.Este proceso se usa para unir :Finos alambre conductoresTerminales de componentes elctricos y electrnicosFabricacin equipos de telefona.La limpieza no es un factor critico para el proceso.

SOLDADURA POR RESISTENCIAEs un proceso de unin de piezas , el cual se efecta calentndolas con corriente elctrica hasta el estado plstico y comprimindolas despus mecnicamente.Este procedimiento se basa en el efecto joule.El tiempo que se tarda en hacer la soldadura oscila entre centsimas y decimas de segundo.No necesita material de aporte.Pueden aplicarse de distintas formas como:A tope.Por destello (Flash)Por puntosPor resaltes o protuberanciasPor costuraPor induccin.

soldadura a tope

La soldadura a tope consiste en la unin de dos piezas con la misma seccin, stas se presionan cuando est pasando por ellas la corriente elctrica, con lo que se genera calor en la superficie de contacto. Con la temperatura generada y la presin entre las dos piezas se logra la unin.

soldadura por puntos

En la soldadura por puntos la corriente elctrica pasa por dos electrodos con punta, debido a la resistencia del material a unir se logra el calentamiento y con la aplica de presin sobre las piezas se genera un punto de soldadura. La mquinas soldadoras de puntos pueden ser fijas o mviles o bin estar acopladas a un robot o brazo mecnico

soldadura por resaltes

La soldadura por resaltes es un proceso similar al de puntos, slo que en esta se producen varios puntos a la vez en cada ocasin que se genera el proceso. Los puntos estn determinados por la posicin de un conjunto de puntas que hacen contacto al mismo tiempo. Este tipo de soldadura se puede observar en la fabricacin de malla lac.

soldadura por costura

La soldadura por costura consiste en el enlace continuo de dos piezas de lmina traslapadas. La unin se produce por el calentamiento obtenido por la resistencia al paso de la corriente y la presin constante que se ejerce por dos electrodos circulares. Este proceso de soldadura es continuo.

soldadura por induccin

Esta soldadura se produce al aprovechar el calor generado por la resistencia que se tiene al flujo de la corriente elctrica inducida en la piezas a unir. Por lo regular esta soldadura se logra tambin con presin. Consiste en la conexin de una bobina a los metales a unir, y debido a que en la unin de los metales se da ms resistencia al paso de la corriente inducida en esa parte es en la que se genera el calor, lo que con presin genera la unin de las dos piezas. La soldadura por induccin de alta frecuencia utiliza corrientes con el rango de 200,000 a 500,000 Hz de frecuencia, los sistemas de soldadura por induccin normales slo utilizan frecuencias entre los 400 y 450 Hz.

SOLDADURA POR RAYO LASERLa soldadura por rayo lser es un proceso por fusin que utiliza la energa aportada por un haz lser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obtenindose la correspondiente unin entre los elementos involucrados. En la soldadura lser comnmente no existe aportacin de ningn material externo y la soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicacin de presin entre estos puntos.

SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONESLa soldadura mediante haz de electrones es un mtodo fiable y eficiente para unir una amplia variedad de metales, especialmente til para la unin precisa de hojas de 0,05 mm o ms de grosor. El proceso de soldadura tiene lugar en una cmara evacuada y ofrece importantes ventajas para muchas aplicaciones de manufactura. Juntas limpias, reproducibles y de alta resistencia Baja distorsin Sin oxidacin Soldadura de mnima extensin Precisin Reproducibilidad Permite soldar metales poco afines