UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

CARRERA:INGENIERIA INDUSTRIAL

ASIGNATURA:DISEÑO INDUSTRIAL II

PROFESOR:ING. CHICA

TEMA:SOLDADURA

INTEGRANTES:CEBALLOS HIDALGO CARLOSLOOR FIGUEROA JEISON

MENDOZA ALVARADO JOSELINEMERA VILLACIS HECTORSOLIS ARELLANO RONNIE

GRUPO N°:1SEMESTRE: 8VO

FECHA: 14/12/2016

Historia De La Soldadura Y Su Importancia En La Evolución De La Humanidad

El origen de la soldadura como tecnología para la unión de materiales metálicos se remonta hasta la Edad de Bronce, donde se encuentran los primeros vestigios de procesos de soldadura utilizado para fines ornamentales.

En la Edad de Hierro se han encontrado piezas de hierro forjado que habrían sido unidas calentándolas y martillándolas juntas, desarrollándose así la soldadura por forjado.

Permitiendo el desarrollo de herramientas metálicas fundamentales para la agricultura, movilidad y armas para la protección de ser humano en la edad de bronce y hierro.

Los artesanos de la edad media y del renacimiento hicieron grandes progresos en la soldaduras a la fraguas, con estos avances la industria siguió creciendo durante siglos

Sin embargo, los métodos de soldadura tal como los conocemos hoy, datan de principios de los siglos XX.

En 1801 el inglés Sir H Davy descubrió que se podía generar y mantener un arco eléctrico entre dos terminales y en 1880 Auguste De Meritens fabrico la primera soldadora por arco eléctrico

En 1835 E. Davey en Inglaterra descubrió el gas acetileno, pero para dicha época su fabricación resultaba muy costosa. En 1892 T. Wilson descubrió un método económico para fabricación.

En 1865 Henry Chatelier descubrió la combustión del oxígeno con el acetileno y en 1900 Fouch y Picard desarrollaron el primer soplete de oxiacetilénico

En 1890 el profesor Elihu Thompson quien es considerado como el padre de la soldadura por resistencia eléctrica por su aporte en la utilización de la descarga de corriente a través de finos alambres del secundario con seguridad fundiría los terminales del circuito primario experimento producido a partir de la bobina de joule

El desarrollo cronológico en la historia de la soldadura fue: Soldadura por forja, por gas, por arco eléctrico y por resistencia

En la actualidad la soldadura se utiliza para realizar el 50% de todo los productos existente en el planeta su evolución y su utilización es fundamental para el desarrollo de la humanidad, ya que donde observemos encontramos soldadura, fue importante para volver seguro y comerciales los vuelos en avión, en el mantenimiento y elaboración de automóviles y su destacada participación para el primer viaje espacial realizado por el hombre, cambió radicalmente el desarrollo industrial, tecnológico, económico de las empresa permitiendo mejorar procesos, minimizando desperdicio y utilización de materiales extra en el proceso de fijación o agarres en el producto.

La soldadura como método de unión de dos piezas metálicas ha resultado ser un proceso vital en el desarrollo de las estructuras, fácil de emplear y con gran efectividad, implicando variables que deben ser consideradas detalladamente si se quiere un resultado óptimo. Hoy día la ciencia ha avanzado mucho en materia de soldadura, permitiendo la utilización de tecnologías vanguardistas como robots y procesos automáticos de gran velocidad, pero que en su mayor parte se realiza en taller. Este boletín describe los principales aspectos a tener en cuenta para una excelente unión de dos piezas soldadas, los procesos más comunes (Arco eléctrico, por llamas, por puntos y por presión) y recomendaciones generales para conseguir la cohesión idónea de las partes a unir.

La Soldadura

La soldadura puede definirse como un proceso de unión de partes, principalmente implicando la cohesión localizada de ellas por fusión y/o presión, generalmente con un elemento o material de aporte. Las piezas a unir se conocen como material base y el proceso conlleva a la formación de cristales comunes por difusión en la frontera de unión. Dentro de las características más importantes que se deben tener en cuenta para obtener excelentes resultados en el proceso de soldadura están: Composición química, tamaño de grano y el espesor de la placa. (Jeffus, 2009)

Composición química: El elemento más importante que afecta la soldabilidad es el carbono, sin embargo, el efecto de otros elementos también se tiene en cuenta mediante una fórmula de carbono equivalente. Se obtienen mejores resultados en la soldadura a medida que el carbono equivalente es menor, debido a que la máxima dureza y la fragilidad, que un acero puede llegar a alcanzar después de un rápido descenso de temperatura con medios enfriadores, es directamente proporcional al carbono equivalente. Esta relación se puede observar en la Figura 1. Aleaciones de Ni, Cr y Mo en el acero permiten el endurecimiento con bajas tasas de enfriamiento, incluso aumentando la dureza a distancias alejadas de la superfi cie; el precalentamiento es la solución más común para la disminución de la tasa de enfriamiento y dureza.

Los electrodos son diseñados usualmente para depositar un material de aporte con un contenido del 0.008% a 0.12% de carbono para evitar agrietamiento.

Tamaño de Grano: Se obtienen buenos resultados en la soldadura para aceros con un tamaño de grano fino 1 ; el tamaño de grano es una de las principales variables que afectan la ductilidad y la resistencia al impacto. Un grano es una porción del material dentro del cual el arreglo de los átomos es casi idéntico. Los materiales de ingeniería normalmente son

policristalinos. La orientación del arreglo de átomos, ó estructura cristalina, es distinta en cada grano vecino. La zona donde se encuentran 2, ó más granos, se denomina límite de grano, y es la zona donde se detienen las dislocaciones producto de las cargas externas. Un método para controlar las propiedades de un material metálico es controlar su tamaño de grano. Al reducir este, se aumenta su cantidad, y en consecuencia se aumenta la cantidad de superfi cies límites aumentando la resistencia del mismo. Se obtienen buenos resultados en la soldadura para aceros con un tamaño de grano fino,

Espesor: En general, si el espesor a ser soldado disminuye, se mejora la soldabilidad del material. Las láminas gruesas absorben el calor con tasas de enfriamiento más rápidas que las láminas delgadas usando el mismo tipo de soldadura. Una solución parcial para ello es precalentar la lámina y mantenerla a una temperatura de unos cientos de grados centígrados para las condiciones de operación de la soldadura.

Los efectos de la soldadura resultan determinantes para la utilidad del material soldado. 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 evitar estos efectos indeseables, a veces se realizan precalentamientos o tratamientos térmicos posteriores. Por otra parte, el calor de la soldadura causa distorsiones que pueden reducirse al mínimo eligiendo de modo adecuado los elementos de sujeción y estudiando previamente la secuencia de la soldadura.

Clasificación de los tipos de soldadura

Se pueden distinguir primeramente los siguientes tipos de soldadura:

Soldadura heterogénea.

Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin metal de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser blanda o fuerte.

Soldadura homogénea.

Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o por resistencia), etc. Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas se denominan autógenas.

Por soldadura autógena se entiende aquélla que se realiza sin metal de aportación, de manera que se unen cuerpos de igual naturaleza por medio de la fusión de los mismos; así, al enfriarse, forman un todo único.

Soldadura blanda

Esta soldadura de tipo heterogéneo se realiza a temperaturas por debajo de los 400°C. El material metálico de aportación más empleado es una aleación de estaño y plomo, que funde a 230°C aproximadamente.

Procedimiento para soldar.

Lo primero que se debe hacer es limpiar las superficies, tanto mecánicamente como desde el punto de vista químico, es decir, desengrasarlas, desoxidarlas y posteriormente recubrirías con una capa de material fundente que evite la posterior oxidación y facilite el mojado de las mismas. A continuación, se calientan las superficies con un soldador y, cuando alcanzan la temperatura de fusión del metal de aportación, se aplica éste; el metal corre

libremente, «moja» las superficies y se endurece cuando enfría. El estaño se une con los metales de las superficies que se van a soldar. Comúnmente se estañan, por el procedimiento antes indicado, ambas caras de las piezas que se van a unir y posteriormente se calientan simultáneamente, quedando así unidas.

En muchas ocasiones, el material de aportación se presenta en forma de hilo enrollado en un carrete. En este caso, el interior del hilo es hueco y va relleno con la resma antioxidante, lo que hace innecesario recubrir la superficie.

Tiene multitud de aplicaciones, entre las que destacan:

Electrónica. Para soldar componentes en placas de circuitos impresos.

Soldaduras de plomo. Se usan en fontanería para unir tuberías de plomo, o tapar grietas existentes en ellas.

Soldadura de cables eléctricos.

Soldadura de chapas de hojalata.

Aunque la soldadura blanda es muy fácil de realizar, presenta el inconveniente de que su resistencia mecánica es menor que la de los metales soldados; además, da lugar a fenómenos de corrosión.

Soldadura fuerte

También se llama dura o amarilla. Es similar a la blanda, pero se alcanzan temperaturas de hasta 800°C. Como metal de aportación se suelen usar aleaciones de plata, y estaño (conocida como soldadura de plata); o de cobre y cinc. Como material fundente para cubrir

las superficies, desoxidándolas, se emplea el bórax. Un soplete de gas aporta el calor necesario para la unión. La soldadura se efectúa generalmente a tope, pero también se suelda a solape y en ángulo. Este tipo de soldadura se lleva a cabo cuando se exige una resistencia considerable en la unión de dos piezas metálicas, o bien se trata de obtener uniones que hayan de resistir esfuerzos muy elevados o temperaturas excesivas. Se admite que, por lo general, una soldadura fuerte es más resistente que el mismo metal que une.

La soldadura por presión

La soldadura en frío es un tipo de soldadura donde la unión entre los metales se produce sin aportación de calor. Puede resultar muy útil en aplicaciones en las que sea fundamental no alterar la estructura o las propiedades de los materiales que se unen. Se puede realizar de las siguientes maneras:

Por presión en frio o en caliente.

Consiste en limpiar concienzudamente las superficies que hay que unir; y, tras ponerlas en contacto, aplicar una presión sobre ellas hasta que se produzca la unión.

Por fricción.

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

Soldadura oxiacetilénica (con gases al soplete)El calor aportado en este tipo de soldadura se debe a la reacción de combustión del acetileno (C2H2): que resulta ser fuertemente exotérmica, pues se alcanzan temperaturas del orden de los 3500 °C.

2C2H2 + 502 -> 4C02 + 2H20

En la llama se distinguen diferentes zonas, claramente diferenciadas: Una zona fría ala salida de la boquilla del soplete sonde se mezclan los gases, a continuación el dardo que es la zona mas brillante de la llama y tiene forma de tronco

de cono, posteriormente se encuentra la zona reductora que es la parte mas importante de la llama, donde se encuentra la mayor temperatura (puede llegar a alcanzar los 3150 ºC) y por último el penacho o envoltura exterior de la llama.

Según la relación oxígeno/acetileno la llama puede ser oxidante si tiene exceso de O2, es una llama corta, azulada y ruidosa. Alcanza las máximas temperaturas. Reductora si tiene falta de O2, es una llama larga, amarillenta y alcanza menos temperatura. Neutra o normal que es aquella ideal para soldar acero O2/C2H2 = 1 a 1’14.

Para llevar a cabo esta soldadura es necesario disponer de:

Una botella de acetileno disuelto en acetona (lo que reduce el riesgo de explosiones indeseables). La botella va provista de válvulas de seguridad, de una llave de cierre y reducción de presión y de un manómetro de control de baja y alta presión. O bien, un generador de acetileno, aparato para producir acetileno a partir del C2Ca y el agua.

Una botella de oxígeno a gran presión provista también de manómetros de control de baja y alta presión, y de válvulas de cierre y reducción. La presión de trabajo se consigue abriendo la válvula de cierre por completo, y la de reducción hasta que el manómetro de baja indique la

presión adecuada.

Como material de aportación se emplean varillas metálicas de la misma composición que el metal que se desea soldar.

El desoxidante depende de la naturaleza de los metales que se suelden. Suele presentarse en forma de polvo que recubre las varillas del material de aportación.

Tuberías, por lo general de goma, que conducen el acetileno y el oxígeno hasta el soplete, permitiendo además que éste se pueda mover con facilidad. Suelen ser de distinto color, lo que permite diferenciarlas.

Soplete. Es el dispositivo en el que se realiza la combustión de la mezcla de acetileno y oxígeno,

cuya composición se regula adecuadamente por medio de dos válvulas situadas en la empuñadura. También suele disponer de boquillas intercambiables que permiten trabajar con piezas de distintos grosores.

Material de protección adecuado (gafas protectoras, ropa, guantes...).

Puesto de trabajo. Suele ser una mesa compuesta por un tablero de material refractario y provista de un soporte para apoyar el soplete. También suele llevar un tornillo de banco para sujetar piezas pequeñas, así como un recipiente con agua para enfriar las piezas que se sueldan.

El procedimiento de soldeo puede ser a izquierda o a derechas.

Soldadura por arco eléctrico

En la actualidad, la soldadura eléctrica resulta indispensable para un gran número de industrias. Es un sistema de reducido coste, de fácil y rápida utilización, resultados perfectos y aplicable a toda clase de metales. Puede ser muy variado el proceso.

El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la fusión de los bordes que se desea soldar mediante el calor intenso desarrollado por un arco eléctrico. Los bordes en fusión de las piezas y el material fundido que se separa del electrodo se mezclan íntimamente, formando, al enfriarse, una pieza única, resistente y homogénea.

Al ponerse en contacto los polos opuestos de un generador se establece una corriente eléctrica de gran intensidad. Si se suministra la intensidad ne cesaria, la sección de contacto entre ambos polos -por ser la de mayor re-sistencia eléctrica- se pone incandescente. Esto puede provocar la ioniza ción de la atmósfera que rodea a la zona de contacto y que el aire se vuelva conductor,

de modo que al separar los polos el paso de corriente eléctrica se mantenga de uno a otro a través del aire.

Antes de iniciar el trabajo de soldadura se deben fijar las piezas sobre una mesa o banco de trabajo, de manera que permanezcan inmóviles a lo largo de todo el proceso. Durante la operación, el soldador debe evitar la acumulación de escoria, que presenta una coloración más clara que el metal. El electrodo ha de mantenerse siempre inclinado, formando un ángulo de 15º aproximadamente sobre el plano horizontal de la pieza, y comunicar un movimiento lento en zigzag -de poca amplitud-, para asegurar una distribución uniforme del metal que se va desprendiendo del electrodo.

El arco eléctrico genera un cráter en la pieza. Es fundamental, para que la soldadura presente una penetración eficaz, tener en cuenta la longitud del arco (distancia entre el extremo del electrodo y la superficie del baño fundido). Si el arco es demasiado pequeño, la pieza se calienta exageradamente y la penetración resulta excesiva; en ese caso, puede llegar a producirse una perforación peligrosa. Por el contrario, si el arco es demasiado largo, se dispersa parte de su calor, y la penetración resulta insuficiente. El operario soldador ha de ser lo bastante hábil como para mantener el arco a la longitud adecuada. Las temperaturas que se generan son del orden de 3 500°C. Este tipo de soldadura puede realizarse con electrodos metálicos o de carbón. Esto ha dado lugar, a lo largo de la historia de la soldadura por arco, a varios procedimientos distintos:

Procedimiento Zerener.

Con este método, de patente alemana, el arco salta entre dos electrodos de carbón, y mediante un electroimán se dirige hacia la junta que se desea soldar para mejorar la aportación de calor.

Actualmente este procedimiento ha caído en desuso, debido a que se forma óxido en la soldadura y a que resulta excesivamente complicada tanto la construcción de los portaelectrodos como la posterior retirada de los mismos.

Procedimiento Bernardos.

Sustituye uno de los electrodos de carbón por la pieza que hay que soldar, de manera que el arco salta entre ésta y el otro electrodo de carbón. Constituye una mejora del método de Zerener, y aún se emplea en algunas máquinas de soldadura au-tomática con corriente continua.

Procedimiento Slavianoff.

Este método, de origen ruso y que data de 1891, realiza la soldadura mediante el arco que salta entre la pieza y un electrodo metálico. Estas soldaduras son bastante deficientes, pues se oxidan con el oxígeno del aire.

Procedimiento Kjellberg.

Finalmente, en el año 1908, Kjellberg comenzó a utilizar electrodos metálicos recubiertos de cal. Este revestimiento, aunque no es el más adecuado, mejora mucho la soldadura. Efectivamente, la idea respondió al fin deseado, de manera que en la actualidad se están obteniendo importantes avances en la investigación de recubrimientos apropiados (recubrimiento ácido, básico, oxidante, de rutilo...) para los electrodos, que son cada vez más gruesos y completos. El recubrimiento, además, tiene otros fines como son: añadir elementos de aleación al baño fundido, formar una escoria fluida, estabilizare el arco, etc.

Todos estos procedimientos son manuales, pero hay otros procedimientos semiautomáticos o totalmente automáticos.

Soldadura por arco sumergido

Utiliza un electrodo metálico continuo y desnudo. El arco se produce entre el alambre y la pieza bajo una capa de fundente granulado que se va depositando delante del arco. Tras la soldadura se recoge el fundente que no ha intervenido en la operación.

Soldadura por arco en atmósfera inerte

Este procedimiento se basa en aislar el arco y el me tal fundido de la atmósfera, mediante un gas inerte (helio, argón, hidrógeno, anhídrido carbónico, etc.).

Existen varios procedimientos:

Con electrodo refractario (método TIG).

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

Con electrodo consumible (método MIG y MAG)

Aquí se sustituye el electrodo refractario de wolframio por un hilo de alambre contínuo y sin revestimiento que se hace llegar a la pistola junto con el gas. Según sea el gas así recibe el nombre, (MIG = Metal Inert Gas) o MAG si utiliza anhídrido carbónico que es más barato.(Larry & Richard, 2008)

La soldadura por arco eléctrico puede realizarse empleando corriente continua o alterna. La tensión más ventajosa en corriente continua es de 25 a 30 voltios, pero para cebar el arco al comenzar la tensión ha de ser de 70 a 100 voltios; por este 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 la profundidad de la soldadura que se vaya a realizar. Las máquinas de corriente alterna para soldadura llevan un transformador que reduce la tensión de la red, generalmente de 220 voltios, a la de soldadura (inferior a 70 voltios). Estos equipos son más sencillos y económicos; por eso son los más empleados, sobre todo para algunos trabajos que se realizan en pequeños talleres.

Soldadura aluminotérmica o con termita

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

3 Fe3O4 + 8 Al 4 Al2O3 + 9 Fe + calor

La alúmina forma una escoria en la parte superior de la unión evitando la oxidación.

Para efectuar la soldadura se realiza un molde de arena alrededor de la zona de soldadura y se vierte el metal fundido en él.

Procedimientos de energía radiante

Un reducido número de procesos utilizan para la soldadura energía radiante. Su importancia, dentro del volumen total del producto industrial es todavía muy reducida; 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 e 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.

Por todo ello, y como excepción en los procesos de soldadura, estos procedimientos aparecen como procesos de acabado, ejecutados como últimos pasos de la fabricación.

De todos ellos, el único que ya ha tomado forma de procedimiento industrial es la soldadura por haz de electrones.

El procedimiento se basa en aprovechar la energía cinética de un haz de electrones para bombardear la pieza en la zona que se desea fundir. E proceso tiene lugar en una cámara de vacío a partir de un cañón de electrones.

Soldadura por resistencia eléctrica

Este tipo de soldadura se basa en el efecto Joule: el calentamiento se produce al pasar una corriente eléctrica a través de la unión de las piezas. El calor desprendido viene dado por la expresión:

Q = 0,24 . I2. R . t

siendo:

Q = calor (en calorías).

I = intensidad de corriente eléctrica (en amperios).

R = resistencia (en ohmios) al paso de la corriente eléctrica.

t = tiempo (en segundos).

La soldadura por resistencia puede realizarse de las siguientes maneras:

Por puntos.

Las piezas -generalmente chapas- quedan soldadas por pequeñas zonas circulares aisladas y regularmente espaciadas que, debido a su relativa pequeñez, se denominan puntos. Las chapas objeto de unión se sujetan por medio de los electrodos y, a través de ellos, se hace pasar la corriente eléctrica para que funda los puntos. Cuando se solidifican, la pieza queda unida por estos puntos, cuyo número dependerá de las aplicaciones y de las dimensiones de las chapas que se unen.

Este tipo de soldadura por puntos tiene gran importancia en la industria moderna, sobre todo en chapa fina. Se emplea en la fabricación de carrocerías de automóviles, electrodomésticos (por ejemplo, neveras), y en las industrias eléctrica y de juguetería.

Existen algunas variantes de la soladura por puntos: por puntos individuales, por puntos múltiples, bilateral, unilateral, etc.

Por costura. La soldadura eléctrica por costura se basa en el mismo principio que la solda-dura por puntos, pero en este caso las puntas de los electrodos se sustituyen por rodillos, entre los cuales y, presionadas por el borde de éstos, pasan las piezas a soldar. De esta manera se puede electrodos mientras pasa la corriente eléctrica.

A Tope.

Las dos piezas que hay que soldar se sujetan entre unas mordazas por las que pasa la corriente, las cuales están conectadas a un transformador que reduce la tensión de red a la de la soldadura. Las superficies que se van a unir, a consecuencia de la elevada resistencia al paso de la corriente que circula por las piezas, se calientan a esta la temperatura conveniente para la soldadura. En este momento se interrumpe la corriente, y se aprietan las dos piezas fuertemente una contra otra. Una variante de este método es no ejercer presión sino dejar que entre las piezas se realicen múltiples arcos eléctricos, llamado por chisporroteo.

Durante la soldadura conviene refrigerar las mandíbulas de las mordazas.

También se puede realizar el calentamiento de las zonas a unir con gases y posteriormente ejercer presión (a tope con gases).

Biseles

El bisel es un corte inclinado en el borde de una lámina o tubo con el fin de realizar un buen proceso de soldadura; cumple una función importante en este proceso, debido a que en ocasiones el soldador no posee el nivel de penetración suficiente por parte del material de aporte en la zona de la soldadura, que conlleva a una mala unión soldada. Este biselado se hace normalmente con la ayuda de la pulidora o del esmeril, ya sea en las dos láminas a unir o en solo una de ellas.

Existen diversos tipos de biseles, los cuales pueden venir con un ángulo determinado (comúnmente usado 60º entre las juntas, sin embargo, el ángulo y la separación de cada lámina a unir viene especificado en).

Tipos de Biseles

Juntas

La buena ejecución de cualquiera de estos procedimientos depende en forma importante de la adecuada preparación de las áreas que van a ser soldadas, comenzando con la limpieza, tomando en cuenta que el proceso a ocurrir será básicamente una reacción químico -física; cualquier agente contaminante que esté presente al momento de la unión se convertirá en parte de la soldadura mezclándose químicamente y afectando el estado final de la composición, convirtiéndose en una contaminación indeseable.

Las áreas deben ser limpiadas con una acción mecánica efectiva como disco (pulidora) o gratas metálicas. Se debe tener precaución ya que existe la posibilidad de que partículas producidas por la limpieza se introduzcan

en las partes internas del trabajo, cuando son limpiadas mecánicamente. Algunos tipos de juntas más comunes son:

(De Maquinas y Herramientas, 2015)

Consideraciones para la soldadura

Los factores que afectan la soldadura son:

El proceso de soldadura es significativo, ya que algunos metales y combinaciones de metales que se sueldan fácilmente con unos procesos son difíciles de soldar con otros. Ej.: El acero inoxidable se puede soldar fácilmente en los procesos de soldadura de arco eléctrico; mientras en la soldadura con oxígeno y gas combustible, es algo más complicado.

Las propiedades del material base (punto de fusión, conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica), afectan el rendimiento de la soldadura. Por ejemplo, si el material posee una alta conductividad térmica, hace que sea más difícil de soldar, debido a que el calor se transfiere a distancias lejanas a la soldadura, como sucede al soldar el cobre.

El metal de aporte, es un factor importante para la soldadura, ya que debe ser compatible con el material a soldar, es decir deben tener propiedades físicas o mecánicas o ambas similares, ya que provocarían problemas como la aparición de grietas en la zona soldada.

Las condiciones de la superficie de los metales base afectan a la soldadura; debido a que si el material presenta humedad y óxidos, puede provocar porosidad en la zona de fusión e impiden la correcta fusión del material, respectivamente.

Posiciones más comunes para soldar

Soldadura plana

El metal de la soldadura se deposita sobre el metal base. El metal base actúa como soporte.

Soldadura horizontal

El metal base da sólo soporte parcial, y el metal de la soldadura que se deposita debe usarse como ayuda.

Soldadura vertical

El metal base actúa como un soporte parcial solamente, y el metal que ya ha sido depositado debe usarse como ayuda.

Soldadura sobre cabeza

El metal base sostiene difícilmente al metal de la soldadura depositado. Se experimentará dificultad en la soldadura sobre cabeza.

Normalización AWS (American Welding Society)

El Instituto Americano de Soldadura (American Welding Society, AWS) utiliza un sistema de codificación para los electrodos de consumo con el objeto de designar el esfuerzo de fluencia y la combinación de sus recubrimientos. Existen dos tipos de Especificaciones de la AWS para los electrodos del proceso SMAW: El AWS A5.1 y AWS A5.5 resumidos en las siguientes tablas:

La Soldadura de Arco Metálico Gaseoso (Gas Metal Arc Welding, GMAW) o soldadura MIG (Metal Inert Gas). El proceso MIG opera en D.C. (Corriente directa) usualmente con el alambre como electrodo positivo. Las corrientes de soldadura varían desde unos 50 amperios hasta 600 amperios, en muchos casos en voltajes de 15V hasta 32V; se obtiene un arco auto-estabilizado con el uso de un sistema de fuente de poder de potencia constante (voltaje constante) y una alimentación constante del alambre. Existen dos especifi caciones de la AWS para electrodos de GMAW: A5.18 y A5.28.

Lo que determina la ejecución correcta del proceso de Soldadura es:

• La fluidez de la soldadura fundida

• La forma del cordón de la soldadura y sus bordes

• La chispa o salpicaduras que genera (Spatter)

• La condición de viento Un buen procedimiento de soldadura está caracterizado por la poca presencia de porosidad, buena fusión y una terminación libre de grietas o rajaduras.

La porosidad, es una de las causas más frecuentemente citadas de una soldadura pobremente ejecutada, es causada por el exceso de oxígeno de la atmosfera, creada por el gas usado en el proceso y cualquier contaminación en el metal base, que, combinado con el carbón en el metal soldado forma diminutas burbujas de monóxido de carbono (CO). Se han desarrollado alambres que contienen elementos (desoxidantes), tales como manganeso (Mn), silicio (Si), titanio (Ti), aluminio (Al) y zirconio (Zr), con los cuales el oxígeno se combina preferiblemente para formar escorias inofensivas. La fluidez de la soldadura fundida en el cordón de soldadura es muy importante debido a que, cuando ésta es suficientemente fluyente mientras está en su estado líquido, tiende a moverse sola llenando los espacios hasta los bordes produciendo una forma rasa. Excesiva fluidez podría generar problemas en la ejecución de la soldadura en ciertas posiciones o haciendo soldaduras sobre filetes cóncavos horizontales. El incremento en el voltaje del arco tiende a incrementar la fluidez, haciendo las soldaduras más rasas afectando la penetración de los bordes, generando más salpicaduras y podrían causar la perdida de elementos que forman parte de la aleación. Se debe ejecutar en sitios cerrados, preferiblemente en taller, donde el soldador se encuentre protegido de elevadas velocidades de viento, ya que este desplazará la capa protectora gaseosa y permitirá la presencia de elementos indeseables provenientes de la humedad del ambiente que son perjudiciales para los resultados de la soldadura.

Ventajas y desventajas de la soldadura Dentro de las ventajas y desventajas prácticas en la selección de la soldadura como método de conexión se pueden listar las siguientes:

Ventajas

Bajo cargas estáticas no inducen concentraciones de esfuerzo importantes y puede por tanto reemplazar a los remaches con bajo nivel de ruido,

Es un método de unión económicamente ventajoso para producción de volúmenes pequeños.

Puede requerir procesos mecánicos más simples que otros métodos de unión como las roscadas o remachadas en determinados espesores, especialmente en los bajos.

Es un proceso flexible en que la maquinaria utilizada se puede adaptar fácilmente a cambios en el diseño con bajo costo herramental.

Desventajas

Limitado desempeño a cargas dinámicas que implica la realización de tratamientos mecánicos y térmicos para mejorarlo

.Emisión de radiaciones y calor que pueden afectar la salud de los operarios. Elevada dificultad para la separación. Requiere de personal de adecuada calificación para su realización. Introduce concentración de esfuerzos y tensiones residuales. Introduce deformaciones no deseables. Puede requerir técnicas de inspección o ensayo especiales para garantizar la eficiencia

de la junta y controlar los defectos que pueden ser focos potenciales para la nucleación y crecimiento de fisuras, especialmente en carga dinámica o estática bajo determinadas condiciones de temperatura o químicas.

Su diseño puede implicar la aplicación de modelos de mecánica de la fractura.(Acesco, 2013)

BibliografíaAcesco. (Noviembre de 2013). Procesos de Soldadura. Obtenido de

https://johnguio.files.wordpress.com/2013/11/artc2a1culo-procesos-de-soldadura.pdfDe Maquinas y Herramientas. (28 de Diciembre de 2015). Obtenido de

http://www.demaquinasyherramientas.com/soldadura/procesos-afines-a-la-soldaduraJeffus, L. (2009). Soldadura Principio y Aplicaciones. Madrid, España: Paraninfo S. A.Larry, J., & Richard, R. (2008). Manual de Soldadura GMAW (MIG-MAG). Madrid, España: Parainfo.