soldadura por haz de electrones

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INTRODUCCIÓN La soldadura, al igual que la mayoría de los procesos industriales disciplinas técnicas, posee sus propios términos especializados, mismos que resultan necesarios para lograr una comunicación efectiva entre la gente que de alguna manera está relacionada con los procesos, operaciones, equipo, materiales, diseño y otras actividades pertenecientes a los métodos de unión involucrados. Debido a que es indispensable el uso correcto y preciso de estos términos, los institutos y organizaciones técnicas encargadas de las aplicaciones y del desarrollo científico y tecnológico de la soldadura de diferentes países, han preparado y publicado normas que establecen los términos estandarizados a emplearse y la definición de los mismos. La soldadura en general, como proceso de fabricación implica la fusión de un material metálico y su posterior solidificación, estos cambios de estado se desarrollan en un lapso muy breve lo que implica transformaciones metalúrgicas y cambios dimensionales que afectan las propiedades físicas, mecánicas, químicas y dimensionales de los materiales en la zona en que se ha realizado la unión soldada. 1

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INTRODUCCINLa soldadura, al igual que la mayora de los procesos industriales disciplinas tcnicas, posee sus propios trminos especializados, mismos que resultan necesarios para lograr una comunicacin efectiva entre la gente que de alguna manera est relacionada con los procesos, operaciones, equipo, materiales, diseo y otras actividades pertenecientes a los mtodos de unin involucrados.Debido a que es indispensable el uso correcto y preciso de estos trminos, los institutos y organizaciones tcnicas encargadas de las aplicaciones y del desarrollo cientfico y tecnolgico de la soldadura de diferentes pases, han preparado y publicado normas que establecen los trminos estandarizados a emplearse y la definicin de los mismos.La soldadura en general, como proceso de fabricacin implica la fusin de un material metlico y su posterior solidificacin, estos cambios de estado se desarrollan en un lapso muy breve lo que implica transformaciones metalrgicas y cambios dimensionales que afectan las propiedades fsicas, mecnicas, qumicas y dimensionales de los materiales en la zona en que se ha realizado la unin soldada.La ingeniera de soldadura, que debe ser desarrollada antes de iniciar los procesos de produccin, deben contemplar el efecto de las variables y establecer lmites operativos que permitan obtener una unin sana y capaz de responder a las demandas extremas del servicio al que ser sometida durante su vida til.

RESEA HISTRICA DE LA SOLDADURA:La historia de la unin de metales se remonta a varios milenios, con los primeros ejemplos de soldadura desde la edad de bronce y la edad de hierro en Europa y el Oriente Medio. La soldadura fue usada en la construccin del Pilar de hierro de Delhi, en la India, erigido cerca del ao 310 y pesando 5.4 toneladas mtricas. La Edad Media trajo avances en la soldadura de fragua, con la que los herreros repetidamente golpeaban y calentaban el metal hasta que ocurra la unin. En 1540, Vannoccio Biringuccio public a De la pirotecnia, que incluye descripciones de la operacin de forjado.Los artesanos del Renacimiento eran habilidosos en el proceso, y la industria continu creciendo durante los siglos siguientes. Sin embargo, la soldadura fue transformada durante el siglo XIX. En 1800, Sir Humphry Davy descubri el arco elctrico, y los avances en la soldadura por arco continuaron con las invenciones de los electrodos de metal por un ruso, Nikolai Slavyanov, y un americano, C. L. Coffin a finales de los aos 1800, incluso como la soldadura por arco de carbn, que usaba un electrodo de carbn, gan popularidad. Alrededor de 1900, A. P. Strohmenger lanz un electrodo de metal recubierto en Gran Bretaa, que dio un arco ms estable, y en 1919, la soldadura de corriente alterna fue inventada por C. J. Holslag, pero no lleg a ser popular por otra dcada.La soldadura por resistencia tambin fue desarrollada durante las dcadas finales del siglo XIX, con las primeras patentes yendo a Elihu Thomson en 1885. La soldadura de termita fue inventada en 1893, y alrededor de ese tiempo, se estableci otro proceso, la soldadura a gas.

SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES:Lasoldadura por haz de electroneses un proceso desoldaduradefusin, que se logra mediante el contacto de la pieza a soldar con un haz deelectronesde alta densidad energtica. El haz de electrones es de pequeo dimetro y elevada intensidad energtica, lo cual permite atravesar grandes espesores de material (hasta 65 milmetros de una sola pasada aproximadamente). El principio de soldadura se puede explicar mediante el efecto keyhole (tambin denominado como ojo de cerradura).CARACTERSTICAS DE LA SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES: Capacidad para hacer soldaduras profundas y con cordones de soldadura estrechos en una sola pasada. Soldadura casi uniforme y limpia, debido a que se realiza en un ambiente de vaco, lo cual evita la formacin dexidosynitruros. Cantidad reducida de calor transmitida a la pieza, por lo que su micro estructura se ve menos alterada que mediante otros procedimientos. No se necesita metal de aportacin. Las velocidades de soldadura son muy elevadas (hasta 2000 mm/min). Permitir la unin de una gran diversidad de materiales e incluso de multitud de materiales distintos entre s. El coste de los equipos es elevado. Generarayos X, lo que requiere extremar las precauciones.PROCESO DE SOLDADURA:El proceso de soldadura mediante haz de electrones se efecta en unacmara de vaco. Encima de dicha cmara se encuentra una pistola de electrones. Las piezas a soldar se colocan en un manipulador motorizado dentro de la cmara de vaco produciendo as soldaduras axiales o lineales. La pistola de haz de electrones, consta de unctodoy unnodoentre los que se genera una diferencia de potencial y se induce el paso de corriente. Debajo del nodo, hay una lente magntica, para dirigir el haz de electrones hacia la zona de soldadura.EQUIPO NECESARIO.Cmara de vaco:La forma ms usual de la cmara de trabajo es la cbica, ya que se puede trabajar con piezas de diferente forma, aunque para piezas especficas como tubulares se puede disear una cmara de trabajo con forma cilndrica. La cmara de trabajo se ha de disear conforme a la pieza a trabajar. Para generar la presin de trabajo en su interior se emplean diferentes tipo debombas de vaco: rotativas, difusoras y turbo moleculares.Pistola de haz de electrones:En la pistola de electrones se encuentra el ctodo, formado por una banda deWolframio, por la cual fluye una fuerte corriente alcanzando grandes temperaturas (2500C) que emitir una corriente de electrones. Por debajo de la pistola se encuentra un anillo nodo que acelera los electrones hasta un 50-70% la velocidad de la luz.La pistola se conecta a un sistema de potencia, el cual genera la diferencia de potencial necesaria entre ctodo y nodo. Estos sistemas se pueden clasificar en dos tipos: Equipos de baja tensin (15-60kV) y Equipos de alta tensin (100-200kV).Clasificacin:En funcin del grado de vaco que existe en la cmara donde se realiza el proceso, el soldeo por haz de electrones se clasifica en:Soldeo de alto vaco:El vaco practicado en la cmara es del orden de 0,13-13 MPa.Es un procedimiento idneo para: Conseguir uniones y zonas afectadas por la temperatura de reducidas dimensiones. Soldeo de metales reactivos con eloxgenoynitrgeno, al trabajar a vaco. Soldeo de metales de gran espesor, debido a su gran poder de penetracin.Las limitaciones del proceso son: La limitacin del tamao de la pieza a soldar, pues la cmara de vaco tiene un espacio til reducido. La baja produccin, ya que requiere altos tiempos de bombeo para alcanzar el vaco.Soldeo de medio vaco:El vaco practicado en la cmara es del orden de 0,13-3300 Pa.Las principales ventajas de este proceso son: La productividad es mayor al reducirse el tiempo de bombeo. El equipo es ms barato, al no ser necesaria una bomba difusora (imprescindible para obtener el alto vaco).Las limitaciones ms importantes del proceso son: La alta concentracin de aire en la cmara aumenta la divergencia del haz de electrones y en consecuencia la soldadura presenta cordones ms anchos y de menor espesor.Soldeo atmosfrico:No se practica vaco en la cmara de soldadura, pero el can debe trabajar a un vaco de 13 MPa como mnimo. En este proceso la proteccin de la pieza se realiza con un chorro degas inerte.Las ventajas de este proceso son: Es la soldadura de mayor productividad, al no ser necesario esperar a que se alcancen las condiciones de vaco. No existen tantas limitaciones en relacin al tamao de la pieza.Las limitaciones del proceso son: La divergencia del haz de electrones como consecuencia de la mayor concentracin de aire da lugar a cordones considerablemente ms anchos y menos profundos que los obtenidos con los otros procesos.Metales soldables: Aceros al carbono y aleados. Metales refractarios(W,Mo,Nb). Cobrey sus aleaciones. Aleaciones deMagnesio. Aleaciones deTitanio. Berilio. Zirconio.Aplicaciones: Industria aeroespacial. Industria automotriz: soldadura deengranesyturbocompresor. Construccin e ingeniera:vlvulas, sierras, tanques blindados... Industria energtica: calderas nucleares, recipientes para desechos nucleares,turbinas de vapor...

SOLDADURA POR RAYO LSER:Lasoldadura por rayo lser(LBW, de laser-beam welding) es un proceso desoldadura por fusinque 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. La soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicacin de presin entre estos puntos. De normal la soldadura lser se efecta bajo la accin de un gas protector, que suelen serheliooargn.Mediante espejos se focaliza toda la energa del lser en una zona muy reducida del material. Cuando se llega a la temperatura de fusin, se produce laionizacinde la mezcla entre el material vaporizado y el gas protector (formacin de plasma). La capacidad de absorcin energtica delplasmaes mayor incluso que la del material fundido, por lo que prcticamente toda la energa del lser se transmite directamente y sin prdidas al material a soldar.La elevada presin y elevada temperatura causadas por la absorcin de energa delplasma, contina mientras se produce el movimiento del cabezal arrastrando la "gota" de plasma rodeada con material fundido a lo largo de todo el cordn de soldadura.Para controlar el espesor del cordn de soldadura, la anchura y la profundidad de la penetracin se pueden utilizar otro tipo de espejos como son los espejos de doble foco.De esta manera se consigue un cordn homogneo y dirigido a una pequea rea de la pieza a soldar, con lo que se reduce el calor aplicado a la soldadura reduciendo as las posibilidades de alterar propiedades qumicas o fsicas de los materiales soldados.Dependiendo de la aplicacin de la soldadura, el lser de la misma puede ser amplificado en una mezcla deitrio,aluminio,granateyneodimio, si se requiere un lser de baja potencia, o el amplificado por gas como eldixido de carbono, con potencias superiores a los 10 kilovatios y que por tanto son empleados en soldaduras convencionales y pueden llegar hasta los 100 kilovatios.Los sistemas de varios kilovatios en continua se utilizan para secciones gruesas lo que hace que la soldadura pueda llegar a ser ms profunda. Para evitar la formacin de burbujas de oxgeno durante la fase liquida del material se utilizan algn tipo degas inerte, como pueden ser elargno elhelio. De esta forma se produce un poco de porosidad, dejando escapar dichas burbujas.Caractersticas del proceso:El lser de alta potencia utilizado para la soldadura se trata de un dispositivo que amplifica la radiacin en una determinada longitud de onda y la emite como haz coherente, casi paralelo, el cual puede enfocarse para producir una cierta cantidad de energa capaz de fundir en material con el cual se est trabajando. Esta densidad de energa puede ser del mismo tipo de un haz de electrones, utilizado para la soldadura. Funcionamiento del lser (Vase Figura 1.)

Lostomosomolculasdel material fluorescente son excitados por bombardeo con luz o energa elctrica(a)y se colocan en niveles de energa ms altos(b). Se ven debilitados poremisin espontneay la mayor parte de los fotonesemitidos que se encuentran desplazados a lo largo del eje del tubo generan ms potencia poremisin estimuladade otros tomos excitados siendo as amplificada la luz(d). En el espejo reflectante(e)los fotones se reflejan hacia atrs a lo largo del tubo para poder ser mayormente amplificados.(f)En la ventana de salida algunos fotones se reflejan para continuar amplificndose y el resto se transforman formando el haz saliente. Las etapas anteriores se producen casi simultneamente.Dentro del campo de soldadura por rayo lser podemos encontrar varios tipos como: Lser de estado slido. Lser de gas.LASERS DE ESTADO SLIDO:Uno de los materiales ms corrientes para este tipo de lser y tambin capaz de entregar una potencia elevada es el ion de cromo en un cristal de rub. Otro material para este tipo de lser en estado slido es el granate de itrio y aluminio dopado conneodimioo YAG. Otra forma de carcter prctico de lser puede consistir en una varilla derubde 10 mm de dimetro y 110 mm de largo con sus extremos rectificados con una gran precisin y pulidos. El cristal puede ser irradiado mediante un tubo de descarga dexenn. Los iones de cromo en el cristal emiten radiacin estimulada, por esto, la que va en un sentido axial se refleja hacia un lado y otro entre los extremos de ste. La intensidad de radiacin se eleva y el haz del lser es irradiado por el extremo que se encuentra menos pulido.LASERS DE GAS:El lser ms beneficioso para la soldadura y el corte es el CO2, el medio emisor para este tipo de lser es una mezcla deanhdrido carbnico,nitrgenoyhelio. Puede trabajar continuamente y ha sido desarrollado para la entrega de bajos vatios e incluso por encima de 20 KW. La radiacin se encuentra en la regin del infrarrojo lejano del espectro, obteniendo una longitud de onda de unos 10,6 m. Uno de los lasers ms tpicos de CO2est comprendido por un tubo de vidrio por el cual circula una mezcla de gas con electrodos en cada extremo los cuales producen una descarga de alto voltaje. En uno de los extremos del tubo se encuentra alojado un espejo reflectante de superficie dorada enfriado por agua, mientras que en el extremo opuesto hay una ventana reflectante en parte, el espacio entre ambas recibe el nombre de cmara del lser. En las ventanas se utilizan rodajas dearseniurodegermanioogalioen montajes enfriados por agua.El rendimiento del 10 al 25% se traduce en que del 75 al 90% de la energa de la descarga se disipa en el gas.Aplicaciones:Se utiliza, principalmente, para soldar: Piezas de transmisiones en la industria automotriz. Piezas unitarias grandes. Series grandes y con buenos acabados. Piezas de electrodomsticos. Piezas para la industria aeronutica de aluminio, titanio o nquel. Industria del ferrocarril. Recipientes a presin. Industria alimentaria, a la hora de realizar embalaje de alimentos, cuchillas de corte. Para instrumental mdico y quirrgico. Odontologa.Ventajas e inconvenientes:Tiene comoventajas principaleslas siguientes: Se puede transmitir por el aire, por lo que no se requiere un vaco. Es un proceso fcilmente automatizable por el hecho de que los rayos se pueden conformar, manipular y enfocar pticamente usandofibras pticas. Este tipo de soldadura no generarayos X. Produce muy pocadistorsiny tiene una tendencia muy pequea a la fusin incompleta, a las salpicaduras y a las porosidades. No hay desgaste de herramienta, al no estar en contacto con la zona a soldar. Se puede controlar fcilmente la profundidad de penetracin.Elinconvenientees el precio de los equipos, que es muy elevado. Al ser equipos muy automatizados y altamente precisos requieren una tecnologa muy alta.MTODOS PARA LA REALIZACIN DE LA SOLDADURA POR RAYO LSER:La soldadura por rayo lser se puede realizar de dos formas distintas: Por conduccin: En este tipo de soldaduras la profundidad de la zona fundida va aumentando a medida que aumenta laconductividad trmicay laintensidadde la radiacin.Es utilizada para la soldadura de chapas de espesor pequeo. Por penetracin profunda: Esta soldadura posee un gran rendimiento ya que se consigue desplazar la zona de mayor temperatura por debajo de la superficie del material, por la accin del vapor recalentado y se mantiene al material fundido en el sitio deseado gracias al efecto de la tensin superficial, gravedad y otra serie de factores.Este tipo de soldadura, como ya hemos citado con anterioridad, debido a su afectacin trmica reducida, no necesita material de aporte y es fcilmente automatizable por esto se convierte en fundamental a la hora de realizar soldaduras en los que la calidad requerida es alta y no se desean grandes deformaciones dimensionales.Adems, los materiales soldados no necesitan un tratamiento posterior para eliminar tensiones. Est facilidad de proceso (automatizacin) hace que la velocidad del proceso sea de hasta 6 veces superior a otros procesos de soldadura.Materiales con los que trabaja:En la actualidad ha habido un gran avance en este tipo de soldadura, ya que se puede soldaroro, aleacin ligera, materiales disimilares, y materialesplsticos, campo que est avanzando a grandes velocidades y que ya se encuentra muy desarrollado.La soldadura deplsticos(termoplsticoestable) se puede llegar a realizar utilizando unosaditivosespeciales, denominadasresinas. Estas resinas nos permiten soldar sin llegar a derretir eltermoplstico, cosa que sera impensable sin la utilizacin de este aditivo.Tambin existe la soldadura lser hbrida, que es la que combina la soldadura por rayo lser con la soldadura de arco para as poder obtener posiciones ms flexibles y velocidades de soldadura ms altas.SOLDADURA HBRIDA MSG-LSER:Este tipo de soldadura se intent por primera vez a principios de los aos 80 lo que por aquel entonces los elevados costes que tena la desestimaron por completo. A principios de los 90 se desarroll esta tcnica que mezcla los dos tipos de soldadura tan diferentes como son el arco MSG y el haz de luz lser.

SOLDADURA POR ELECTROESCORIA:Lasoldadura por electro escoriaes un proceso desoldadura por fusin, con proteccin de escoria. Esta tcnica se utiliza para una soldadura por colada continua. Utiliza un equipo parecido al desoldadura por arco.Se caracteriza por la utilizacin de electrodos, y de un mecanismo con zapatas. El metal lquido que se forma en este proceso es retenido por las zapatas de cobre que se refrigeran por agua. Estas zapatas estn colocadas una en la parte delantera; y la otra en la parte trasera de la zona de soldadura.En este proceso de soldadura no existe arco, y el alambre se va fundiendo a medida que es sumergido en la escoria fundida. Es entonces cuando se funde el metal base y se solidifica el metal que est fundido y retenido por las zapatas. El carro, los electrodos y las zapatas se mueven verticalmente provocando de este modo la soldadura.Procesos y caractersticas:Lasoldadura por electro escoriautiliza una orientacin vertical del dispositivo, el cabezal desoldadurautiliza un movimiento de avance , donde unas zapatas decobreenfriadas con agua, hacen de contenedor de la escoria fundida, que funde ya que se genera unarco elctricoentre la pieza que va a ser soldada y un electrodo consumible. Se utilizarn uno o ms electrodos dependiendo del grosor de la chapa. La escoria hace de protector del proceso de soldadura.Las chapas estn colocadas en posicin vertical con una separacin paralela que va de los 31.75 a 34.92 mm. Las zapatas de cobre, delanteras y traseras tienen una separacin paralela de modo que forman un molde rectangular en el cual se desarrolla el proceso de soldadura. En la parte inferior de esta ranura se encuentra la zapata de arranque, que inicia el proceso mediante la formacin de un arco con uno, dos o tres alambres continuos segn el espesor de las chapas del material a soldar. El arco se mantiene el tiempo adecuado para que se produzca la suficiente escoria lquida (suele ser entre 30 y 50 mm de profundidad).Cuando hay la suficiente escoria lquida, se eleva la intensidad de corriente y se disminuye la tensin. El proceso cambia a soldadura total de escoria elctrica. El calor generado en la escoria lquida para formar la soldadura, es producido al disiparse la energa en la capa de escoria. La temperatura del bao de escoria es elevada y se encuentra entre los 1750 y los 2000C. La solidificacin de la soldadura es progresiva desde la parte inferior hasta la superior, existiendo siempre metal fundido sobre el metal a soldar. La escoria permanece en la parte superior debido que su densidad es menor que la del metal fundido.Las reacciones de la escoria se producen en el electrodo por la relacin entre el rea y el volumen, adems de las corrientes producidas por la escoria. Se usan fuentes de alimentacin de corriente continua para realizar la soldadura por este proceso.Crecimiento de grano:

Hay que tener especial cuidado con el tamao de grano ya que es el factor ms importante en este proceso de soldadura. Si se reduce provoca al mismo tiempo el aumento de la tensin de fluencia y tambin de la resistencia al impacto.Los elementos ms utilizados para el afinamiento de grano son los siguientes: niobio, vanadio, aluminio y titanio. Se utilizan en pequeas cantidades y por eso se les denomina microaleaciones.

Tipos de soldadura por electroescoria:La soldadura por electro escoria tiene dos variantes: Soldadura con aportacin de hilo continuo: El hilo de aportacin es alimentado por la corriente. Soldadura con aportacin de hilo continuo y tobera consumible: Utiliza una tobera consumible.Los consumibles que se pueden utilizar son: Alambre. Flux.Existen dos modos de implementar el proceso de soldadura por electro escoria. El primer sistema es mediante el empleo de un dispositivo automtico acoplado en una columna vertical permitiendo elevar las zapatas y el cabezal de soldadura a medida que la soldadura va progresando desde la zona inferior hasta la superior. Los problemas de esta primera opcin son el alto coste que supone y el gran peso del dispositivo. Adems la superficie lateral debera ser tan lisa como se pudiera para que el desplazamiento de las zapatas fuera ms fcil.En el segundo sistema se emplea una gua consumible para llevar el alambre hacia la zona de fusin del material. Este gua debe estar aislada elctricamente para evitar que se produzcan arcos errticos. Adems, esta gua se va consumiendo a medida que la soldadura va progresando con lo que contribuye al volumen de metal depositado. Las ventajas de este mtodo son que no necesita de un dispositivo de elevacin para el cabezal ya que no existen partes mviles. Si la gua tiene la seccin transversal suficientemente grande la velocidad de adicin de aporte puede ser aumentada considerablemente. Si se desean agregar elementos de aleacin, se puede variar la composicin de la gua consumible. Como este mtodo es auto-regulable se puede aumentar la velocidad de soldadura reduciendo el espacio entre las chapas a soldar.Tipos de escoria:

Los tipos de escoria empleados pueden ser de tipo cido con base deo de tipo bsico con alto contenido de.La presencia de oxgeno empeora las propiedades a impacto de la soldadura. Las escorias de tipo bsico presentan la ventaja de reducir el contenido de oxgeno disuelto en el metal fundido y adems refinan el metal de impurezas como puede ser el azufre. Por tanto las escorias de este tipo mejoran las propiedades mecnicas de la soldadura.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:Ventajas:

Gran velocidad de soldadura que se puede alcanzar. El proceso se puede auto-regular. Soldadura de buena calidad. Gran rendimiento en el aporte de material. Se pueden conseguir grandes tasas de aporte de material (entre 15 y 20 kg/h) Productividad elevada. Bajos costes de preparacin de los equipos. Las mquinas utilizadas para la soldadura por electroescoria se pueden preparar con una cepilladora o una mquina de oxicorte, siendo esta preparacin ms econmica que la de otros procesos de soldadura. La posibilidad de realizar el proceso en una sola pasada permite un ahorro de tiempo considerable comparado con soldaduras de mltiples pasadas. Capacidad elevada para soldar metales gruesos. Se produce una mnima tensin transversal.

Desventajas:

Tiene un coste alto. La gran cantidad de energa que se utiliza. Adems la energa producida provoca un enfriamiento lento causando un crecimiento de grano en la zona afectada trmicamente. Necesidad de una zona lisa para el fcil desplazamiento de las zapatas. Hay casos de fractura frgil en la zona soldada. Se debe a que la resistencia al impacto no es lo suficiente elevada en la zona afectada trmicamente y no puede soportar el agrietamiento a temperatura baja.

Aplicaciones:Las aplicaciones ms comunes son en el sector de lametalurgia, sector de la creacin de puentes, naves industriales y maquinaria muy pesada. Tambin se utiliza para soldar paredes gruesas, juntas en grandes hornos, y para soldar aceros inoxidables. Es muy comn en la industria naval, para la unin de chapas gruesas de acero al carbono. Tambin es empleado para la unin de chapas en vertical y para grandes secciones de piezas de fundicin y forja de acero, aluminio y titanio. Los espesores de estas chapas estn comprendidos entre 20 y 350 mm.

SOLDADURA CON TERMITA:Consiste en mezclar polvo dealuminioyxido de hierro, que al calentarlos entran en reaccin, desprendiendo gran cantidad decalor, suficiente para que los productos de la reaccin se fundan, que al verterlo sobre las dos piezas a unir se logra la soldadura.Descripcin de la soldadura con termita: Las caras a soldar se limpian minuciosamente de suciedad y herrumbre y se colocan a tope en el asiento de una prensa de apriete. Despus, se cincela la juntura, y en sta se ponen los moldes, llenados con una masa de moldeo. Los moldes se sujetan con mordazas detornilloy sobre los primeros se pone la tolva, de modo que el orificio del fondo, cerrado con el tapn, coincida con la boca de llenado. La termita que se encuentra en la tolva se incendia. Despus de quemada la termita se abre el tapn, y elhierrolquidollena el molde. Elcinceladorealizado de antemano no permite penetrar al hierro fundido a travs de la unin de los carriles, y elcalordesarrollado caldea los topes de los carriles hasta su fusin. Luego, con ayuda de la prensa, se aprietan los carriles y en el lugar de la junta se forma una slida unin. Cuando elmetalse enfra, hasta 400 C, los moldes es se quitan y se corta la juntura.Cuidados al soldar con termita.El proceso de soldadura con termita es altamente peligroso por lo que debe tenerse presente las siguientes precauciones: Lacombustinde la temita emiteradiacin ultravioletaque puede daar la vista, por lo que debe usarse proteccin especial como caretas o debe evitarse mirar la reaccin directamente. La termita cuando est encendida no debe mezclarse conagua, pues puede provocar una explosin freatomagmtica, dispersando fragmentos incandescentes en todas direcciones. Cuando utilizamos la termita para soldartuberascon agujeros que alojenaire, se debe manejar con extremada precaucin porque la expansin trmica de los gases puede causar que estallen. En otras reas de soldadura no debe manipularse la termita porque puede ocurrir la reaccin espontnea de la misma, provocando peligrosas explosiones.Aplicaciones de la soldadura con termita:La soldadura con termita se aplica para unir carriles, tubos y para reparar piezas grandes, en la reparacin de grietas en colados y forjas deacerograndes tales como moldes de lingotes, ejes de gran dimetro, estructuras paramaquinariay timones parabarcos. La superficie de la soldadura en estas aplicaciones regularmente es lo bastante lisa para que no se requiera de un proceso de acabado posterior.

SOLDADURA DE ESTADO SLIDO:Este tipo de soldadura se refiere a los procesos de unin en los cuales la fusin proviene de la aplicacin de presin solamente, o una combinacin de calor y presin. Si se usa calor, la temperatura del proceso est por debajo del punto de fusin de los metales que se van a soldar. No se utiliza un metal de aporte en los procesos de estado slido. La soldadura de estado slido se refiere a los procesos de unin en los cuales la fusin proviene de la aplicacin de presin solamente o una combinacin de calor y presin. Si se usa calor, la temperatura del proceso est por debajo del punto de fusin de los metales que se van a soldar. No se utiliza un metal de aporte en los procesos de estado slido. Algunos procesos representativos de soldadura de este tipo incluyen los siguientes: Soldadura por difusin: En la soldadura por difusin, se colocan juntas dos superficies bajo presin a una temperatura elevada y se produce la coalescencia de las partes por medio de fusin de estado slido. Soldadura por friccin: En este proceso, la coalescencia se obtiene mediante el calor de la friccin entre dos superficies. Soldadura ultrasnica:La soldadura ultrasnica se realiza aplicando una presin moderada entre las dos partes y un movimiento oscilatorio a frecuencias ultrasnicas en una direccin paralela a las superficies de contacto. La combinacin de las fuerzas normales y vibratorias produce intensas tensiones que remueven las pelculas superficiales y obtienen la unin atmica de las superficies.

Procesos:Soldadura Estado slido Forja En Frio1000 a.c. Materiales dctiles Tcnica: Se calientan las piezas a soldar a Superficies excepcionalmente limpias: temperatura de trabajo y se desengrasado y pulido golpean hasta unirlas con martillo o herramienta similar. Tcnica: Aplicar alta presin hasta conseguir dependencia principal de la habilidad del coalescencia de las piezas. LA SOLDADURA DE FRAGUA O DE FORJA:Es un proceso para la unin de dos metales por medio de calor y/o presin y se define como la liga metalrgica entre los tomos del metal a unir y el de aporte. Existen diversos procesos desoldaduralos que difieren en el modo en que se aplica el calor o la energa para la unin. El proceso de soldadura ms antiguo es la soldadura por forja o soldadura de fragua. sta consiste en el calentamiento de las piezas a unir en una fragua despus por medio de presin o golpeteo se logra la unin de las piezas. Su limitacin es que slo se puede aplicar en piezas pequeas y en forma de lmina. La unin se hace del centro de las piezas hacia afuera y debe evitarse la oxidacin, para esto se utilizan aceites gruesos con un fundente, por lo regular se utilizabraxcombinado con sal de amonio.

Soldadura a rodillo:Tambin conocida comosoldadurade costura en la que se produce una serie de soldaduras de puntos traslapadas por medio deelectrodosrotatorios, haciendo girar la pieza de trabajo, o por ambos mtodos. Ejecucin de una soldadura longitudinal en lmina metlica o en tubo.Tipos de soldadura a rodillo:La soldadura a rodillo puede ser en fro y en caliente.Se denomina soldadura en fro a rodillo cuando no se proporcionacalorexterno, sin embargo cuando se suministra calor se utiliza la terminologa de soldadura en caliente a rodillo.Mquinas de soldadura a rodillo:Lasoldaduraa rodillo se realiza por medio de mquinas estacionarias y mviles, equipadas con dispositivos especiales para sujetar los rodillos.

Fig. 1. Esquema de la soldadura a rodilloEn la figura 1 se muestra el esquema de la soldadura a rodillo. Las piezas soldar, puestas a solape, se sujetan con loselectrodosen forma rodillos (electrodos rodantes), conectados altransformador.El rodillo superior gira, generalmente, gracias a una fuerza motriz y el inferior, que va montado sobre uneje, gira libremente. Despus de sujetar el material con los rodillos, se conecta la corriente y lasoldadurase efecta segn la lnea generatriz de los rodillos. La soldadura puede ser continua o intermitente. Para soldar (con intervalos) se emplean interruptores de corriente. La soldadura intermitente asegura una alta calidad de la unin soldada, sin embargo la unin es de peor pureza que la de la soldadura contina. Los rodillos se preparan del mismo material que los electrodos de soldar por puntos. El dimetro de los rodillos es de 50 a 350 mm. Los rodillos de mayor dimetro tienen mayor estabilidad durante la soldadura. Los rodillos se enfran ininterrumpidamente conaguadurante su funcionamiento. La velocidadde la soldadura con electrodos rodantes es de 3,5 m/min. Laintensidadde lacorrientede soldadura vara de 2 000 a 20 000 A. Los esfuerzos que se aplican a los rodillos pueden alcanzar hasta los 500 kg.Regmenes para la soldadura a rodillo:Espesor de cada chapa (mm)Ancho de la parte de trabajo del rodillo (mm)Dimetro deseable del rodillo (mm)Esfuerzo aplicado a los rodillos (Kg)Velocidad de soldadura (m/min)Intensidad de la corriente (A)

0,253,5 - 4,0150 - 18080 1202,5 - 3,54 000 6 000

0,54,5 - 5,0150 - 180130 2001,0 - 3,05 000 8 000

1,06,0 - 7,0180 - 220180 3001,0 - 3,56 000 15 000

1,57,0 - 8,0220 - 250250 3750,6 - 1,510 000 18 000

2,08,0 - 9,0240 - 260320 4500,5 - 1,018 000 30 000

Ventajas de la soldadura a rodillo:La ventaja principal de este mtodo consiste en que se obtiene una gran resistencia permitiendo establecer una unin slida para fabricar construcciones de refuerzo.Aplicaciones de la soldadura a rodillo:Lasoldaduraa rodillo o soldadura de costura se aplica para obtener una unin continua y compacta por lo que se emplea para soldar depsitos paraaceite,gasolinaoagua, tubos y una serie de piezas deaceroy dealeacionesno ferrosas.Las aplicaciones de la soldadura a rodillo incluyen el revestimiento con acero inoxidable para aleaciones medias o bajas para conseguir resistencia a lacorrosin, la fabricacin de tiras bimetlicas para medir latemperaturay la produccin de monedas acuadas.

SOLDADURA POR DIFUSIN:El proceso desoldadura por difusinse desarroll a mediados de los aos 1970, gracias a su evolucin ha llegado a ser una de las tecnologas ms modernas en cuanto a soldadura se refiere. El principio de difusin data de hace varios siglos; era utilizado por los joyeros con la intencin de ligarorosobrecobrepara la obtencin de lachapa de oro.Lasoldadura por difusin, SD (en inglsdiffusion welding, DFW), puede considerarse una extensin del proceso de soldadura por presin a temperatura elevada y larga duracin. Es un proceso en estado slido obtenido mediante la aplicacin de calor y presin en medio de una atmsfera controlada con un tiempo lo suficientemente necesario para que ocurra la difusin o coalescencia. Dicha coalescencia se lleva a cabo mediante una difusin en estado slido.El proceso de difusin es utilizado para unir metales de misma o diferente composicin, para la obtencin de difusin con metales de diferente composicin se suele introducir con frecuencia entre los metales a unir una pequea capa de relleno como por ejemplonquel, para promover la difusin de los dos metales base.Este proceso se lleva a cabo en tres procedimientos:1. Hace que las dos superficies se suelden a alta temperatura y presin, aplanando las superficies de contacto, fragmentando las impurezas y produciendo un rea grande de contacto de tomo con tomo.2. Una vez obtenidas las superficies lo suficientemente comprimidas a temperaturas altas, los tomos se difunden a travs de los lmites del grano, este paso suele suceder con mucha rapidez aislando los huecos producidos por la difusin en los lmites del grano.3. Por ltimo se eliminan por completo los huecos mencionados en el segundo paso, producindose una difusin en volumen, la cual es muy lenta respecto de la anterior.La difusin tiene lugar a travs de la masa del metal por un mecanismo en el que intervienen los lmites del grano, siendo muy importante a temperatura elevada. El proceso de difusin viene dado por la expresin:

DondeDes elcoeficiente de difusin, el cual representa la cantidad de soluto que emigra a travs de un cubo unidad de solvente por unidad de temperatura con un gradiente de concentracin la unidad;Res laconstante de los gasesyTla temperatura en unidades absolutas.Does una constante de las mismas dimensiones queDyEes laenerga de activacinnecesaria para producir el movimiento de tomos de un hueco a otro.En el proceso deSoldadura o unin por difusintambin se admiten dos formas de enlace o unin: en forma o estado slido y fase lquida. Estado slido:Una delgada capa de xido producida al inicio se disuelve en el metal base y se separa difundindose, llegando a obtener la unin. La temperatura empleada en estado slido es de unos (0,7xTemperatura de fusin del metal base) y las presiones son de unos 5-15 N/mm. La unin concluir transcurridos unos 2 o incluso 480 minutos dependiendo del material. Fase lquida:Es posible que sea formada cuando se introduce una capa intermedia o se ensamblan dos metales distintos a la temperatura de soldadura; de hecho la temperatura de soldadura se ve limitada por la temperatura en la cual se forma la fase lquida. Al rebosar la fase lquida sobre las caras de contacto esta ayuda a la limpieza de dichas caras y proporciona un medio de enlace entre las superficies; esto favorece que se vea reducida la necesidad de deformacin en las superficies de contacto y la soldadura pueda obtenerse a presiones muy pequeas.Caractersticas del proceso:Para la buena unin de las superficies, es necesario que tengan un contorno bien ajustado y plano con un acabado superficial de buena calidad recomendndose superficies acabadas mediante amolado,torneadoofresadoy con un acabado superficial de unos 0,2-0,4 m. Tambin son de buena calidad aquellas que tengan una superficie enlaminadootrefiladobrillante, siendo rigurosamente necesario su desengrase en las superficies de contacto antes de ser unidas.Una alternativa dentro del proceso de difusin es utilizar una capa intermedia de un material ms blando, como por ejemplo una hoja de nquel entre las superficies a unir, o bien utilizar una lamina muy fina y blanda de composicin muy semejante a la de los materiales a soldar.Para ello las temperaturas empleadas son del orden de (0,7xTemperatura de fusin del metal base) para materiales similares, o inmediatamente inferior a la temperatura de fusin ms baja de los dos materiales de diferente composicin que se quieren soldar.La presin que se debe utilizar debe ser muy alta para que el ensamblaje inicial de las superficies se produzca rpidamente, pero no debe ser extremadamente alta como para que la pequea fluencia que se ve producida se convierta en una deformacin plstica excesiva.El proceso de soldadura por difusin incluye dos mecanismos que pueden superponerse. Inicialmente se encuentra la dispersin de la contaminacin superficial y la difusin de los xidos en la matriz de las piezas a enlazar; los materiales que pueden disolver sus propios xidos, como por ejemplo elhierroytitaniose sueldan fcilmente; por el contrario, los que forman xidos superficiales refractariostenaces, como por ejemplo elaluminio, no se sueldan tan fcilmente. El segundo mecanismo es la eliminacin de los pequeos poros lenticulares por difusin y por fluencia que se quedan despus del hundimiento inicial de las asperezas aisladas. Pasos producidos en la micro estructura cristalina en la unin o soldadura por difusin:

(a):Al principio, el rea de contacto es pequea.(b):Al aplicar presin se deforma la superficie, aumentando el rea de contacto.(c):La difusin en lmites del grano permite contraer los huecos.(d):Por ltimo para la eliminacin final de los huecos se requiere una difusin en volumen.Equipo para la realizacin:Para esta soldadura pueden utilizarse varios tipos de equipo de vaco con la caracterstica de que puedan producir una evacuacin rpida de unos 10-3torry a su vez ser capaces de conseguir un control del desprendimiento de gases del metal en caliente. La difusin de algunos metales como el hierro con un contenido en carbono entre 0,008 a un 2,14%, pueden realizarse en una atmsfera de gas protector esto implica la necesidad de limpiar la superficie de contacto donde se va a realizar la unin produciendo una limitacin elevada de esta tcnica reducindola a formas ms pequeas y concisas. A continuacin cito algunos ejemplos de aplicacin y sus caractersticas: Calentamiento directo por resistencia:Las placas que lo forman deben estar perfectamente aisladas una de otra incluyendo las mismas paredes del habitculo, tanto el diseo como el material de las barreras trmicas deben de asegurar una conductividad elctrica necesaria para realizar el proceso a si como garantizar la menor prdida de calor. Para este equipo, se pueden utilizar pequeas capas de material como por ejemplo: acero suave, carbn o hierro fundido. Proteccin por vaco:Este mtodo de aplicacin se usa muy a menudo y a pequea escala, las piezas que se ven sometidas a este proceso pueden ser prensadas entre placas mediante un horno de vaco en el cual se realiza el calentamiento porinduccin. La carga puede aplicarse por medio de unos pesos, palancas o bien por mtodos hidrulicos. Otra consideracin a tener en cuenta es el drenaje de calor hacia las placas, para evitar esto se interponen una serie de barreras trmicas entre piezas y las superficies de las placas.Ventajas de la soldadura por difusin:Una de las ventajas ms importantes que motivaron al desarrollo de este tipo de soldadura es la capacidad de unin de metales diferentes incluyendo aquellos que son difciles de unir por procesos convencionales de fusin. Materiales no metlicos, como por ejemplo la cermica o productos de metalsinterizadopodan ensamblarse a los metales de una forma extraordinariamente resistente que nunca antes haba sido posible de realizar. La capacidad de soslayar dificultades metalrgicas mediante un ensamblaje de varios materiales a travs de una capa intermedia de nquel muestra una ventaja importante en este proceso; pero posiblemente una de las ms importantes es que la soldadura por difusin nos permite un nuevo concepto de soldadura a si como nuevos retos de unin sobre formas de unir materiales con una gran fiabilidad y resistencia. Esto es posible gracias a que en la soldadura por difusin no hay problemas de acceso y se pueden realizar uniones en piezas con rebajes profundos, huecas totalmente cerradas o incluso una dentro de otra. Tambin cabe destacar que no hay un lmite en el nmero de uniones que se puedan realizar de una sola operacin, esto nos ayuda a abaratar los costes de tiempo.Cuando se realiza la soldadura por difusin mediante una fuente de calor localizada mvil, como puede ser la soldadura por arco, se produce un alto gradiente de temperatura produciendo con ello una deformacin debido a las tensiones residuales; esta deformacin puede tomar dos formas: lineal y de torsin. Mediante los mtodos de fusin la mejor opcin que tenemos es disponer simtricamente el metal de soldadura y limitar su cantidad a la extensin de la fusin. Desde este punto de vista el haz de electrones es el mtodo de fusin que mejor se puede adaptar; pero la soldadura por difusin es uno de los mtodos, aparte de la soldadura blanda, que est libre de todo tipo de deformaciones, esto es posible gracias a su calentamiento totalmente uniforme y con ello su despreciable deformacin. Muchos casos que se ven da a da en la construccin, ensamblaje e ingeniera hechos por soldadura por fusin necesitan una correccin de las deformaciones y una operacin de mecanizado para la obtencin de las piezas de forma precisa; este tipo de mecanizados no son necesarios mediante la soldadura por difusin.La soldadura por difusin no es considerada un proceso de elevada velocidad de unin. Pero una pequea consideracin mostrar que el tiempo que se tarda en realizar la soldadura en un rea pequea ser el mismo que el de unir un rea grande y por tanto el tiempo total diferir por el tiempo extra que ser necesario para llevar a la pieza a su temperatura de unin. Si es empleado un calentamiento por resistencia, la mayora de las uniones con reas grandes pueden elevarse a la temperatura de uni tan rpidamente como si de una rea grande se tratara. Por ejemplo 25000 mm2pueden soldarse con el mismo tiempo que se tardara en soldar un rea de 250 mm2.El uso de moldes y deformacin aplicando aire comprimido a componentes fijados por difusin es una tcnica para fabricar ciertas estructuras, que resultan delgadas con grandes relacin de rigidez entre peso. Esto evita el uso de sujetadores mecnicos, mejora la precisin dimensional y reduce esfuerzos residuales.METALES SOLDABLES.Los materiales ms comnmente utilizados en este proceso de soldadura son: Titanio Cermicas Carburos Principales elementos de aleacin deacero inoxidable:hierro,cromoynquel. Cobre Aluminio etc.En resumen, la unin por difusin se ver realizada en combinacin con componentes metal-metal o metal-cermica.Aplicaciones:Las aplicaciones ms importantes que nos podemos encontrar en la actual industria son: Colocacin de puntas dealeacionesduras ycarburosen herramientas de corte. Fabricados detitanio, desde sencillas piezas para reemplazar piezasforjadasa grandes estructuras, muy utilizado en la industria aeroespacial. Combinacin de metales diferentes para aplicaciones elctricas y criognicas. Recubrimiento superficial de superficies o planchas para evitar el desgaste, la corrosin, el calor aumentando con ello su resistencia, esta aplicacin es la ms utilizada. Unin de multitud de piezas complejas huecas, mltiples en acero y otros materiales. Resolucin de problemas en los machos complicados en piezas fundidas o ngulos a contradespulla en piezas forjadas.

SOLDADURA EXPLOSIVA.El proceso desoldadura por explosinse conoce tcnicamente comoEXW (Explosin Welding), basndose en la detonacin de una carga explosiva colocada adecuadamente y que obliga a uno de los metales que se desean soldar a precipitarse aceleradamente sobre otro.Una de las condiciones fundamentales para que se realice esta soldadura es la existencia de un flujo o chorro limpiador que viaja inmediatamente por delante del punto de colisin en el que la velocidad de la chapa, presin, ngulo y velocidad del punto de colisin se controlan de manera que este flujo sea forzado a salir de entre las chapas a alta velocidad, expulsando xidos y contaminantes, dejando as limpias las superficies de unin.Entre las reducidas aplicaciones de esta soldadura estn lacalderera, para la fabricacin de recipientes a presin, y la industria elctrica, para la fabricacin de juntas de transicin donde entran en juego materiales difcilmente soldables entre s como elaluminioy elcobre.Procedimiento:El proceso de unin de materiales diferentes mediante soldadura por explosin comienza por la limpieza de las superficies a unir. Aunque el barrido de la onda explosiva ejerce una limpieza de las superficies es recomendable. A continuacin se coloca el material base, chapa n1, sobre el cual se va a explosionar y se le colocan una especie de pequeas pletinas de metal en forma de L distribuidas por toda la superficie. Su funcin es nicamente que al colocar la chapa del otro material, chapa n2, quede una separacin conocida y uniforme. Despus se coloca un pequeo cerco alrededor de esta "construccin", de forma que al colocar el polvo explosivo sobre la chapa n2 quede distribuido por todos los puntos incluidos los bordes y no se caiga. Por ltimo se coloca el detonador, generalmente a media distancia de la longitud media de la chapa pero junto a un extremo (depende de las dimensiones de la chapa). Al realizar la detonacin, la onda expansiva aprieta una chapa contra la otra creando una "ola" que recorre toda la chapa. Debido a esta, todas las pletinas as como suciedad son expulsadas y con el calor generado por la explosin, los materiales quedan unidos entre s.Con este tipo de soldadura la dilucin y las ZAT (zona afectada trmicamente) son mnimas.Posteriormente y en funcin de la finalidad del material bi-metlico obtenido se suelen hacer una serie de ensayos no destructivos como UT (Ultrasonidos).Tambin se usa para la fabricacin de algunas monedas bimetlicas.

SOLDADURA POR FRICCIN.

Dos piezas unidas mediante soldadura por friccin.Lasoldadura por friccin:Es un mtodo desoldaduraque aprovecha el calor generado por lafriccinmecnica entre dos piezas en movimiento.Es utilizada para unir dos piezas, an cuando una de ellas por lo menos sea de igual o distinta naturaleza, por ejemplo:aceroduro y acero suave,aluminioyaleaciones, acero ycobre, etc., lo cual le confiere innumerables ventajas frente a otro tipo de soldaduras como puede ser lasoldadura GMAWcon la que no se pueden soldar aceros inoxidables ni aluminio o aleaciones de aluminio. Al menos una de las dos piezas tendr que ser un volumen de revolucin, generalmente cilindros. En el caso de que las dos piezas sean volmenes de revolucin se tendrn que alinear, perfectamente, ambos ejes longitudinales.El principio de funcionamiento consiste en que la pieza de revolucin gira en unmovimiento de rotacinfijo o variable alrededor de sueje longitudinal y se asienta sobre la otra pieza. Cuando la cantidad de calor producida por rozamiento es suficiente para llevar las piezas a la temperaturade soldadura, se detiene bruscamente el movimiento, y se ejerce un empuje el cual produce la soldadura por interpenetracin granular. En ese momento se produce un exceso de material que se podr eliminar fcilmente con una herramienta de corte, ya que todava se encontrar en estado plstico.Ventajas e inconvenientes:Se trata de una soldadura que posee unos altos costes iniciales, en lo que a inversin de maquinaria se refiere, pero no requiere costes adicionales porque no necesita material de relleno ni gas protector (como por ejemplo lasoldadura TIG) por lo que no se producen humos txicos.es un proceso bastante seguro ya que no se producen arcos, chispas ni llamas debido a que toda la superficie transversal est implicada en el proceso, se obtendr una alta resistencia, bajas tensiones de soldadura, las impurezas se eliminarn durante el proceso y no existir porosidad como s pueden aparecer en otros procesos como lasoldadura por arco. No es un proceso tan verstil como puede ser la soldadura por friccin-agitacin.Se pueden producir geometras que no son posibles en laforjao lafundicin, ahorrando material y operaciones, reduciendo el tiempo de ciclo y aumentando la tasa de produccin.Aplicaciones:Como se ha comentado anteriormente, la soldadura por friccin se suele emplear en volmenes cilndricos como pueden ser losejes de transmisin,turbocompresores o las vlvulas de coches, camiones o trenes.

SOLDADURA ULTRASNICA.Lasoldadura ultrasnicaes un proceso relativamente nuevo, el cual fue descubierto por Johan Arrendell. Consiste en una mquina con punta de base plana, donde se colocan los materiales uno encima de otro y despus se baja la punta de la mquina, esta emite unaonda ultrasnicaque mueve las molculas de ambos materiales provocando que estas se fundan. Los parmetros deben de ser ajustados cada vez que se altera el espesor de pared de los materiales a fundir. Una ejemplo de su uso en la industria es la de soldar cables a terminales.Principio de la soldadura ultrasnica de metales:Durante la soldadura ultrasnica de metales, ocurre un proceso complejo que sufre de activa participacin de las fuerzas estticas, fuerzas de cizallamiento oscilante y un aumento de la temperatura moderada en el rea de soldadura. La magnitud de estos factores depende del grosor de las piezas, su estructura de superficie, y sus propiedades mecnicas.Las piezas se colocan entre un elemento de la mquina fija, es decir, el yunque y el sonotrodo, que oscila horizontalmente durante el proceso de soldadura a alta frecuencia (normalmente 20 o 35 o 40 kHz)La frecuencia de oscilacin ms comnmente utilizada (frecuencia de trabajo) es de 20 kHz. Esta frecuencia es superior a las audibles para el odo humano y tambin permite el mejor uso posible de la energa. Para los procesos de soldadura que requieren slo una pequea cantidad de energa, una frecuencia de trabajo de 35 o 40 kHz puede ser utilizada.Soldadura ultrasnica:Una de las nuevas opciones, disponible ya en el mercado de aplicaciones para la industria es la soldadura ultrasnica, la cual resulta atractiva para unir piezas pequeas, pelculas metlicas muy delgadas, cable plano flexible, metales tanto similares como diferentes e incluso plsticos. La soldadura ultrasnica no utiliza productos consumibles, se realiza rpidamente, consume poca energa, no produce gases ni olores nocivos al ambiente y puede ser controlada electrnicamente para asegurar un control de calidad en la lnea de produccin.Cuando se unen materiales por medio de soldadura ultrasnica, a las partes a ser unidas se les aplican simultneamente una fuerza esttica, la cual mantiene en posicin las piezas y facilita la unin, y una fuerza dinmica (vibracin ultrasnica), la cual genera la friccin que produce el calor necesario para soldar los materiales a unir. Este procedimiento es usado en las industrias tantopara unir plsticos como para unir metales.Soldadura ultrasnica de plsticos:La soldadura ultrasnica de plsticos ha sido usada por muchos aos. Cuando se sueldan termoplsticos las vibraciones son introducidas verticalmente. El incremento trmico en el rea de unin es producida por la absorcin de las vibraciones mecnicas de alta frecuencia (20 a 70kHz), la reflexin de las vibraciones en el rea de contacto y la friccin entre las superficies de las partes.En el rea de contraccin, se produce calor por la friccin de tal manera que el material se plastifica localmente, forjando una conexin entre ambas partes en un corto periodo de tiempo.El prerrequisito es que ambas piezas de trabajo tengan un punto de fusin cercano. La calidad de la unin es muy uniforme porque la transferencia de energa y el calor interno liberado permanecen constantes y se limitan al rea de unin. Para obtener un ptimo resultado, las reas a unir son preparadas para hacerlas adecuadas a la unin ultrasnica. La soldadura ultrasnica puede ser utilizada para unir firmemente o embeber partes de metal con o en plstico.Soldadura ultrasnica de metales:Mientras que en la unin ultrasnica de plsticos las vibraciones de alta frecuencia son usadas para incrementar la temperatura y as lograr la plastificacin del material; la unin ultrasnica de metales es un proceso completamente diferente: las vibraciones mecnicas son introducidas horizontalmente, las partes a ser soldadas no son calentadas hasta el punto de fusin, sino que sonconectadas gracias a la aplicacin de presin y vibraciones mecnicas de alta frecuencia.Durante la soldadura ultrasnica de metales, un proceso complejo es iniciado el cual involucra fuerzas estticas, fuerzas cortantes de oscilacin y un moderado incremento de temperatura en el rea a soldar. La magnitud de estos factores depende del grosor de las piezas a unir, de su estructura superficial y de sus propiedades mecnicas.Las piezas de trabajo son localizadas entre una pieza fija, esto es, el yunque y el dispositivo generador de las vibraciones ultrasnicas denominado Sonotrode o horn, el cual oscila horizontalmente a alta frecuencia (usualmente 20, 35 o 40 kHz) durante el proceso de soldado. La frecuencia de oscilacin ms comnmente usada (frecuencia de trabajo) es 20 kHz.Esta frecuencia est sobre el rango audible del odo humano y permite el mejor uso posible de la energa. Para procesos de soldadura en los que se requiere slo una pequea cantidad de energa, puede ser usada una frecuencia de trabajo de 35 o 40 kHz.El sonotro de y el yunque tienen superficies speras o generalmente superficies fresadas con estras cruzadas para apretar las piezas que se ensamblarn y prevenir deslizamientos indeseables.Se aplica presin esttica perpendicularmente a la interfaz a soldar. Luego se sobrepone la fuerza cortante oscilante de alta frecuencia (ultrasonido). Las fuerzas dentro de los objetos deben mantenerse por debajo del lmite de elasticidad para que las piezas no se deformen. Si las fuerzas sobrepasan un valor de umbral dado, ocurrir una deformacin local en los materiales a unir.Las piezas se compactan ligeramente en la superficie debido a la fuerza de sujecin antes de conectar la energa ultrasnica, el intervalo durante el cual sucede esto se llama tiempo de exprimido. Despus de apagar la energa ultrasnica y aflojar la fuerza de sujecin, se aplica una breve rfaga de la primera para evitar que el ensamble soldado se pegue a la herramienta o al yunque.Las vibraciones de alta frecuencia inducen fuerzas cortantes que disminuyen la contaminacin superficial de los materiales a unir y producen un enlace puro entre los metales en la interface. La oscilacin posterior hace que el rea de la soldadura crezca. Al mismo tiempo, lleva a cabo una difusin atmica en el rea de contacto y el metal se recristaliza en una estructura de grano fino similar al que caracteriza a los metales trabajados en fro.La soldadura ultrasnica del metal es local y limitada a las fuerzas de corte y al desplazamiento de las capas intermedias. Sin embargo, una fusin no ocurre si la fuerza de presin, la amplitud y el tiempo de la soldadura son ajustados correctamente. Los anlisis microscpicos usando microscopios pticos y electrnicos hacen evidente la re cristalizacin, la difusin y otros fenmenos metalrgicos. Sin embargo, no proporcionan ninguna evidencia de fusin (interfaz fundida). El uso de sensores trmicos altamente sensibles en las capas intermedias muestra un aumento inicial de la temperatura con una posterior disminucin constante de la misma.Ventajas y limitaciones:A continuacin se presentan las principales ventajas y limitaciones de la soldadura ultrasnica:Ventajas: La soldadura ultrasnica permite unir metales diferentes. Los tiempos de ciclo son menores a un segundo. La calidad de la soldadura es alta y uniforme. Las ligas son normalmente ms fuertes que las juntas hechas con soldadura o por resistencia. Necesidad moderada de habilidad y entrenamiento del operador para producir uniones de alta calidad. No requiere de soldadura o fundente. No hay acumulacin de calentamiento, de modo que no se fragilizan las zonas afectadas por el calor. La conductividad elctrica es normalmente superior a la obtenida por conexiones tranzadas o soldadas. Oxidacin o contaminacin superficial no afectan la cantidad de la conexin.Desventajas: La soldadura se restringe a soldadura de solapa. No permite hacer soldaduras de cordn. Solo se pueden soldar piezas con espesores menores a 3 milmetros. Solo se pueden unir superficies planas o con poca curvatura. No es adecuada para partes estaadas. El costo de capital es ms alto que el de la soldadura normal.CALIDAD EN LA SOLDADURA:La exigencia de calidad en los procesos de unin por soldadura no es tan sencilla como aplicar nicamente la norma ISO 9001 y 9002, ya que al tratarse de un proceso especial, la calidad debe estar intrnsecamente ligada a todo el proceso de obtencin del producto. La NORMA UNE-EN- 729 parte 2 ayuda a identificar los requisitos que deben cumplir todos los elementos que intervienen en la soldadura y que su aplicacin correcta permite el cumplimiento tambin de los requisitos de calidad de la norma ISO 9001/2.Cuando un fabricante quiere obtener la certificacin segn la serie de normas internacionales ISO 9000, adoptadas como normas nacionales serie UNE-EN-ISO 9000, se encuentra con que esta serie de normas es independiente del proceso de fabricacin al que se quiera aplicar.Las normas UNE-EN-ISO 9001 y 9002 en la clusula 4.9 Control de los procesos, especifican lo siguiente:El suministrador debe identificar y planificar los procesos de fabricacin, de instalacin y de servicio posventa, que afecten directamente a la calidad, y debe asegurar que estos procesos se llevan a cabo en condiciones controladas .Estas condiciones controladas deben incluir lo siguiente:1. los procedimientos documentados que definen la forma de fabricar los productos, de llevar a cabo la instalacin y el servicio posventa, cuando la ausencia de estos procedimientos pudiera tener un efecto adverso sobre la calidad;2. el uso de equipos adecuados de produccin, instalacin, servicio posventa y condiciones ambientales de trabajo adecuadas;3. el cumplimiento de las normas o cdigos de referencia, planes de la calidad o procedimientos documentados;4. la supervisin y el control de los parmetros del proceso adecuados y de las caractersticas del producto;5. cuando proceda, la aprobacin de los procesos y equipos;6. los criterios de ejecucin de trabajo, que se deben estipular de la manera ms clara y prctica posibles (por ejemplo, mediante normas escritas, muestras representativas o dibujos)7. el mantenimiento adecuado del equipo para asegurar la capacidad continua del proceso.Requisitos de calidad para el soldeo:Las normas UNE-EN 729 son la columna vertebral de todo el sistema de requisitos y normas necesarias para facilitar el cumplimiento de los requisitos de calidad en un proceso de soldadura por fusin. Cabe tener en cuenta los puntos siguientes: La UNE-EN 729 indica los requisitos de calidad de la produccin de la soldadura, no del diseo. La UNE-EN 729 hace referencia a procesos de soldeo por fusin. La UNE-EN 729 no establece limitaciones en los materiales. La UNE-EN 729 no requiere ninguna certificacin del fabricante. La demostracin que el fabricante cumple con esta normativa pude incluir la certificacin, pero no es ninguna obligacin. La UNE-EN 729 establece los requisitos para el equipamiento, el personal y los procedimientos de soldeo y nos refiere a las normas especficas que tratan en ms detalle cada uno de estos aspectos.Para asegurar eficacia en un proceso de fabricacin en el que interviene alguna soldadura crtica. La direccin o los ingenieros deben evaluar las fuentes del problema y escoger el procedimiento de calidad adecuado.Cundo se debe aplicar la UNE-EN 729-2?El sistema de calidad UNE-EN-ISO 9000 establece que se debe aplicar esta normativa si el contrato con el cliente nos exige una determinada calidad en las soldaduras, es decir, cuando la calidad de la soldadura es importante para la calidad de la pieza. Entonces si un fabricante quiere aplicar la ISO 9001/2 a un proceso de soldadura, debe cumplir la norma UNE-EN 729 parte 2, que es la que exige todos los requisitos de calidad.

Origen de las tensiones residuales en lasoldaduray sus consecuencias.Las tensiones residuales habitualmente son identificadas como uno de los factores que influyen en el deterioro de las construcciones soldadas. Desde hace algntiempolosingenierose investigadores se han dado a la tarea de estudiarlas para determinar sus caractersticas, as como las formas de atenuarlas o eliminarlas. Para dar una idea del mecanismo de formacin de las tensiones residuales en la soldadura se requiere determinados conceptos bsicos:

LaSoldadura: implica la aplicacin decaloraltamente localizado enmetales que responden a laleyfsicade expansin contraccin, capaces de afectar suestructuray en condiciones demovimientorestringido, de esta manera se puede afirmar que durante el calentamiento que la soldadura impone a una pequea parte de las piezas, el aumento devolumende esta resulta impedido por el calentamiento desigual del metal base y por el grado de embridamiento que tenga la misma, por lo que el crecimiento de volumen libre serfuncindirecta del gradiente detemperatura "DT" y del coeficiente "a" de dilatacin del material calentado, coincidiendo con lo planteado por Masubuchi K, Glizmanenko, Guliaev y otros.Otroconceptoa explicar es que la tensin trmica de compresin resultante corresponder a aquella que produce una reduccin de volumen equivalente a laaccinde impedimento de movimiento. Cuando la mxima temperatura alcanzada, no exceda de ciertovalor, dicha tensin se encontrar en el campo elstico y su valor ser igual al mltiplo de la deformacin especifica (DL/Lo) por l modulo deelasticidaddel material. En el caso de una unin soldada, en la zona de influencia trmica (ZIT), donde se supera el valor de temperatura del campo elstico, la tensin de compresin tiende a superar la de fluencia a esa temperatura, pero en ningn momento lo logra. Elprocesoinverso ocurre durante el enfriamiento en condiciones de movimiento restringido, las zonas que se vieron durante la deformacin plstica en caliente, resultan cortas para ocupar los nuevos espacios alcanzados y aparecen entonces, tensiones trmicas de traccin. Al alcanzarse la temperaturaambientehabrn quedado tensiones trmicas permanentes de traccin cuyo valor es del orden del lmite de fluencia del material.Para que se pueda comprender el fenmeno anterior se explica un clsicosistemade tres barras utilizado por Masubushi K, el cual de una forma elemental explica las variaciones que se producen en una barra central.Al calentar exclusivamente la barra central aparecen tensiones de compresin en la misma, pues su dilatacin est restringida por dos barras laterales, tal comomuestra la curva A-B, alcanzando el lmite de fluencia del metal de la barra en el punto "B" (para este caso 170 oC). Las tensiones de compresin en la barra decrecen siguiendo la variacin del lmite de fluencia del metal con las temperaturas crecientes, lo que se muestra en el tramo de curva B-C. Alcanzada la temperatura mxima de 600 oC correspondiente al punto "C" comienza el enfriamiento de la barra, las tensiones de compresin decaern rpidamente y la tensin cambia de signo hasta alcanzar el punto "D" correspondiente a la tensin de fluencia, posteriores decrecimientos de la temperatura hacen que las tensiones de traccin sobre la barra se mantengan permanentemente iguales al valor del lmite de fluencia a cada temperatura. De esta forma habr quedado sometida a una tensin residual de traccin igual al lmite de fluencia del metal a temperatura ambiente. Para mantener la condicin deequilibriolas tensiones en las barras laterales sern de compresin y su valor ser la mitad que la tensin en la barra central.Las tensiones y temperaturas para la barra central en el sistema de las tres barras.La lnea E? B? Indica, que tensiones residuales iguales al lmite de fluencia se producir calentando la barra central a cualquier temperatura que exceda 315 oC.Por lo que se concluye que cualquier proceso que aporte calor en forma localizada sobre una pieza deaceroy de tal manera que a la temperatura final se produzcan deformaciones plsticas, dejar en dicha pieza tensiones residuales de valor generalmente igual o muy prximo al lmite de fluencia del material a temperatura ambiente.Cuando se unen dos o ms piezas mediante un cordn de soldadura ocurren fenmenos similares a los explicados mediante el clsico sistema de las tres barras, donde coincide el cordn con la barra central y el metal base con las barras laterales.El curso de los acontecimientos trmicos y movimientos de expansin contraccin se puede dividir en 4 secciones lo cual Masubushi K.

Figura 1.2. Estados transitorios y finales durante la soldadura.La variacin de las tensiones residuales del espesor de piezas normales es insignificante, en chapas con espesores menores de 25 mm, pero pueden ser considerables en chapas gruesas, si la pieza es de gran tamao la soldadura tiene un efecto primario de tensiones en una relativa pequea regin alrededor del cordn; y no tiene cambios bruscos de tensiones en otras partes. Este efecto de la soldadura puede ser ms significativo para piezas pequeas.Las tensiones residuales se clasifican de acuerdo al mecanismo que la producen:1. Las producidas por diferencias estructurales.2. Las producidas por una desigualdistribucinde las tensiones no-elsticas, incluyendo las tensiones plsticas y trmicas.Factores que contribuyen a las tensiones residuales:

DETECCIN DE LAS TENSIONES RESIDUALES.En general se han propuesto y utilizado muchastcnicaspara medir las tensiones residuales en los metales.En laactualidadestas tcnicas para medir las tensiones residuales, se dividen en losgrupossiguientes:1) Relajacin de tensiones (stress-relaxation).2) Difraccin de rayos-x.3) Utilizacin de propiedades sensibles a los esfuerzos.4) Tcnica de agrietamiento.Estos grupos a su vez tienen diferente campo de aplicacin y utilizan diferentes elementos sensibles para la medicin como muestra la tabla 1.1.En las tcnicas de relajacin de tensiones, los esfuerzos residuales son determinados midiendo las deformaciones elsticas liberadas. Esto ocurre cuando los esfuerzos residuales son liberados mediante el corte de la muestra en pedazos o por la extraccin de un pedazo de la muestra. En la mayora de los casos se utilizan para medir la deformacin liberada defrmetros mecnicos o galgas elctricas. Existe una variedad de tcnicas que dependen del seccionamiento de las muestras para determinar los esfuerzos residuales. Algunas tcnicas se aplican principalmente a cilindros, tuberas o slidos tridimensionales.Las deformaciones elsticas en los metales que tienen estructuras cristalinas pueden ser determinadas por la medicin de sus parmetros reticulares utilizando tcnicas de difraccin por rayos-x. Puesto que el parmetro reticular de un metal en estado no tensionado es conocido o puede ser determinado de forma separada, las deformaciones elsticas en el metal pueden ser determinadas no destructivamente sin maquinar o barrenar. En la actualidad se tienen disponibles dos tcnicas: la de pelcula de rayos-x y la del difractmetro por rayos-x. Con la tcnica de difraccin de rayos-x, la deformacin superficial puede ser determinada en un rea pequea, a una profundidad y dimetro de 0,003 mm. Las tcnicas de difraccin de rayos-x son las nicas tcnicas aplicables para medir tales esfuerzos residuales como los de cajas de bolas (rodamientos) y dientes de engranes y esfuerzos residuales superficiales posterior al maquinado o rectificado.

Tabla1.1.- Clasificacin de las tcnicas para la medicin de tensiones residuales.A-1 Relajacin de tension-nes utilizando defr-metros mecnicos ygalgas elctricas.Aplicable principalmente a chapas1. Tcnica de seccionado utilizando resistenciaselctricas strain gauges.2. Tcnica de Gunnert3. Tcnica de barrenado deMathar-Soete4. Tcnica de fresado sucesivo de Stablein

Aplicable principalmente aCilindros slidos y tubos5. Tcnica de maquinado su- cesivo de Heyn-Bauer6. Tcnica de trepanacin de Mesnager-Sachs

Aplicable principalmente aslidos tridimensionales7. Tcnica de barrenado deGunnert8. Tcnica de seccionado deRosenthal-Norton

A-2 Relajacin de tensio-nes utilizando apara-tos diferentes a losanteriores.9. Tcnica utilizando sistemadivisor de retcula.10. Tcnica de barrenado concapa frgil.11. Tcnica de barrenado concapa fotoelstica

B Difraccin porRayos-x12. Tcnica de pelcula derayos-x13. Tcnica de difractmetrode rayos-x.

C Utilizacin de propieda- des sensibles a los esfuerzos.Tcnicas ultrasnicas14. Tcnicas deondasultra- snicas polarizadas15. Tcnica de atenuacin Ultrasnica

16. Tcnica de durezas

D Tcnica de agrieta- mientos.17. Tcnica de agrietamientoHidrgeno-inducido18. Tcnica de agrietamiento Esfuerzo-corrosin.

Mtodos para el alivio de las tensiones residuales en la soldadura.Generalmente los mtodos para el alivio de las tensiones residuales se pueden clasificar en dos grandes grupos:A)....Por va trmicaB)....Por va mecnica

A.Alivio de tensiones por va trmica.Este tratamiento, ampliamente utilizado en laindustria, consiste en calentar losconjuntossoldados hasta una temperatura inferior a la de transformacin y mantenerlos en ella un tiempo suficientemente largo como para que se uniforme en toda la pieza y puedan efectuarse los reacomodamientos dimensionales necesarios para establecerel estadode equilibrio a los nuevosvalores de la tensin de fluencia correspondiente a dicha temperatura.Las temperaturas empleadas para el tratamiento trmico de alivio de tensiones son normalmente de alrededor de 600 oC para los aceros estructurales comunes y pueden llegar a 700/750 oC en aceros de alta aleacin a base de molibdeno.En algunos materiales no resulta aconsejable la permanencia a temperaturas del orden indicado por elriesgode afectar desfavorablemente su aptitud para hacer frente satisfactoriamente a las solicitaciones delservicio.

B.Alivio de tensiones por va mecnica:Este mtodo es realizable cuando la pieza posee una suficiente reserva de ductilidad, es decir, exhibe capacidad de estirarse plsticamente. Dicho de otra forma durante la descarga, en metales que se comportan de una manera puramente elstica, siempre si han tenido una deformacin plstica.Ocurre una redistribucin de las tensiones residuales al aplicar y remover tensiones externas para una chapa soldada a tope.

DEFECTOS MS FRECUENTES EN LA SOLDADURA.

Defectos ms frecuentes en la soldadura - Cordones defectuosos.

La forma en que el soldador conduce el electrodo, as como el correcto ajuste de la corriente para el dimetro empleado, son decisivos para el aspecto y la calidad de la costura terminada.En los catlogos de electrodos est indicado el amperaje mximo que de ninguna manera debe excederse. Los amperajes normales son inferiores a estos valores en aproximadamente 20%.

Defectos ms frecuentes en la soldadura - Entalladuras de penetracin:

Son ocasionadas por incorrecta conduccin del electrodo o por un amperaje demasiado elevado.Deben evitarse de todas maneras, ya que debilitan cualquier unin soldada.

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Defectos ms frecuentes en la soldadura - Consumo diagonal de los electrodos:

Se produce en caso de corriente continua, por efecto del soplo del arco. Para remediar este defecto se puede conectar un segundo cable de tierra entre la fuente de poder y la pieza de trabajo, teniendo en este caso que aplicar los dos cables en puntos lo ms alejados en la pieza base.

Defectos ms frecuentes en la soldadura - Porosidad en el cordn

Puede tener origen muy diferente:a)Poros en los primeros centmetros de la costura:Son frecuentemente producidos por electrodos hmedos que debido al calentamiento del electrodo durante la operacin del soldeo, la humedad en el revestimiento se vaporiza, producindose la formacin de poros. Los electrodos bsicos tienen tendencia a la formacin de poros iniciales, en caso de soldar con arco demasiado largo. Tambin pueden presentarse poros al haber contacto con un electrodo de revestimiento bsico en una base completamente fra. Es bastante fcil evitarlo.El soldador debe encender el electrodo aproximadamente 1 cm. detrs del crter final del cordn anterior, esperando hasta que adquiera buena fluidez para avanzar sobre el crter final y continuar el cordn. Otra alternativa consiste en demorar un poco sobre el punto de partida, antes de iniciar el avance del electrodo.

b) Poros al final del cordn:Se presentan, cuando se suelda el electrodo con sobrecarga de corriente, calentndose por esta razn hasta la temperatura de ebullicin del alambre.Puede evitarse reduciendo el amperaje.c) Poros que se presentan en forma regular sobre toda la longitud del cordnLa causa reside generalmente en el material base. Por ejemplo, aceros con alto contenido de azufre o fsforos no pueden soldarse libres de poros cuando se usan electrodos con revestimiento cido. En muchos casos el remedio es usar electrodos bsicos.d) Nidos de poros no visibles en la superficie:Se deben, por lo general, a un manejo incorrecto del electrodo. Por una oscilacin demasiado pronunciada o una separacin excesiva entre los bordes de las planchas a soldar, el metal de aporte se solidifica por acceso del aire e insuficiente proteccin de la escoria, volvindose poroso.

Defectos ms frecuentes en la soldadura - Rajaduras en el cordn

Estas rajaduras pueden ser ocasionadas casi siempre por los siguientes motivos:

a) Sobrepasar el lmite de resistencia de la costura:Debido a esfuerzos en la pieza de trabajo, lo que ocurre con especial frecuencia en objetos de forma complicada fuertemente estriados y con paredes de gran espesor.Cambiando la secuencia de soldadura o mediante cambios de construccin puede evitarse tales defectos.b) Inadecuada seleccin del electrodo:Todos los aceros con ms de 0,25% de C (Resistencia algo mayor que 52Kg/mm2) pueden soldarse garantizadamente solo con electrodos bsicos.Electrodos con revestimiento cido producen en estos materiales rajaduras.Los aceros con ms de 0,6% de carbono son soldables solo con cierta reserva, es decir habr que usar electrodos especiales.Igualmente se requiere gran cuidado en el caso de piezas de fundicin de acero.

c) Empleo inadecuado de electrodos con revestimiento cido:Por razones ya arriba mencionadas, estos tipos no deben emplearse para el cordn de raz en soldaduras de capas mltiples y tampoco en trabajos de apuntalado. Igualmente, pueden ocasionar fisuracin del cordn los aceros con contenido de azufre o fsforo (p. ejem. aceros para trabajos en tornos automticos).

Inspeccin Y Pruebas No Destructivas: Existen varios procesos para inspeccionar las uniones y piezas soldadas, muchos de ellos hacen parte del grupo conocido como ensayos no destructivos, mtodos que, sin daar la pieza evaluada, posibilitan la deteccin de discontinuidades y aportan informacin precisa sobre el estado y la calidad de los cordones de soldadura. 3. Examen Visual Antes de Soldar Como tcnica de control de calidad hay muchos puntos que se deben revisar y comprobar antes de soldar: Revisar que sigan con cuidado todos los dibujos, las especificaciones, los procedimientos, las calificaciones de los soldadores. Revisar las especificaciones de los materiales de las partes que comprenden la soldadura, y determinar que los materiales se ajusten a las especificaciones. Comprobar la preparacin de las orillas de cada unin con los dibujos. Al mismo tiempo comprobar la preparacin de las orillas para verificarlas condiciones de su superficie 4. Verificar las dimensiones de cada parte porque pueden afectar el ajuste de la soldadura. Cuando se haga el ajuste rectificar las dimensiones del ensamble y del conjunto, con especial cuidado en las aberturas de raz de las uniones soldadas. Al armar las piezas revisar las varillas de respaldo, anillos, cobre, fundente, etc., para asegurarse que estn de acuerdo a los requisitos. En el trabajo de armado vigilar que las uniones por soldar estn limpias, as como que los apuntes (punteado) de soldadura se encuentren en buen estado 5. Examen Visual Durante el Trabajo de Soldadura Determinar si estn de acuerdo el proceso y mtodo de aplicacin planeados para emplearse con los procedimientos que se usan en realidad. Vigilar si los electrodos o el metal de aporte especificados son adecuado para los para los metales por soldar, y que se empleen. Verificar que sean adecuadas las instalaciones de almacenamiento, la condicin de los electrodos, y para trabajos crticos; anotar los nmeros de color de los electrodos que se usan en las uniones o construcciones soldadas especficas. Revisar el equipo de soldadura para verificar que est en buenas condiciones de trabajo. Este examen debe comprender las pinzas, soportes, localizadores, etc. 6. Comprobar que est usando la corriente polaridad adecuadas para la soldadura. Verificar que se sigan los requisitos de precalentamiento antes de que se vaya a soldar. Esto implica el revisar las temperaturas del metal base y determinar que esas temperaturas sean profundas y no solamente superficiales. El tiempo de precalentamiento puede ayudar a lograr el calentamiento completo. Las temperaturas de precalentamiento se pueden comprobar dispositivos indicadores de temperatura. 7. Identificar a todos los soldadores asignados a la construccin soldada en particular, o a la unin en cuestin. Su nivel de calificacin debe estar de acuerdo con los requisitos del trabajo. Deben revisarse las actas de calificacin para determinar si estn en orden y no han expirado. Observar a los soldadores cuando sueldan. Esto tiene un efecto muy asombroso, sobre los soldadores, especialmente cuando saben que sus soldaduras estn siendo vigiladas al momento de hacerlas. Si un soldador parece no tener habilidad necesaria para el trabajo en cuestin, el inspector puede, consultando con el supervisor, pedirle que haga las pruebas de recalificacin. Este requisito no siempre est en los cdigos, pero es prctica comn para trabajos de alta calidad . 8. Determinar si mantienen las temperaturas entre pasos durante las operaciones de soldadura. Si se detienen dichas operaciones se deben alcanzar las temperaturas entre pasos antes de reanudar las labores. Tambin hay que decidir si se hace la limpieza mediante cincelado, esmerilado, etc., de acuerdo con los requisitos del procedimiento o la especificacin as como las prcticas ms adecuadas. 9. El inspector debe documentar todo trabajo de reparacin, por qu se necesit, la extensin del trabajo y como se hizo. Esto se debe anotar en un cuaderno de inspeccin, o en las formas pertinentes de informe, segn se pida. El inspector determinar que todo tipo de tratamiento trmico posterior se haga de acuerdo con el procedimiento u otros requisitos. Finalmente, el inspector debe comprobar cualquier actividad para corregir combados, como por ejemplo, uso de prensa, doblez trmico etc., que pudiera haberse empleado. Tambin es necesario que se anote este tipo de actividades en el cuaderno de inspeccin. 10. Examen Visual de la Construccin Despus de Terminar de Soldar Se espera que el inspector determine que la construccin soldada se apegue a los dibujos y especificaciones, segn los cuales se diseo y construy. Esto incluye muchos puntos con respecto a la construccin soldada; pero con respecto a las soldaduras es ms importante. Todas las soldaduras deben ser del tamao que se especific. 11. Es importante revisar el tamao de la soldadura de todas las uniones. Esto no es tan difcil como parece. El tamao de los chaflanes se puede medir con facilidad mediante calibradores de soldadura. 12. Tamao de las soldaduras de chafln 13. Calibrador de soldaduras de la marina de E.E.U.U. 14. Calibrador ingls para soldaduras 15. Todas las soldaduras deben inspeccionarse para determinar que no tengan ninguno de los defectos que se enumeran a continuacin: Fracturas superficiales Fracturas en crter Superficie porosa Penetracin incompleta en la raz Socavado Llenado incompleto de la cara, bisel o chafln (concavidad) Llenado incompleto de la raz (rechupado) Refuerzo excesivo de la cara, surco o chafln (convexidad) Refuerzo excesivo de la raz (goteo) Traslape Desalineamiento Golpes de arco Demasiada salpicadura 16. Fracturas superficiales 17. Fracturas en crter 18. Superficie porosa 19. Penetracin incompleta en la raz 20. Socavado 21. Llenado incompleto de la cara, bisel o chafln (concavidad) 22. Llenado incompleto de la raz (rechupado) 23. Refuerzo excesivo de la raz (goteo) 24. Des alineamiento 25. Examen con Penetrante 26. Lquidos penetrantes 27. Secuencia de la aplicacin 28. Indicacin del penetrante 29. Examen con Partculas Magnticas 30. Examen Radiogrfico 31. VENTAJAS: Pueda usarse en materiales metlicos y no metlicos, ferrosos y no ferrosos. Proporciona un registro permanente de la condicin interna de un material. Es ms fcil poder identificar el tipo de discontinuidad que se detecta. Revela discontinuidades estructurales y errores de ensamble. 32. LIMITACIONES: Difcil de aplicar en piezas de geometra compleja o zonas poco accesibles. La pieza o zona debe tener acceso en dos lados opuestos. No detecta discontinuidades de tipo laminar. Se requiere observar medidas de seguridad para la proteccin contra la radiacin. 33. CARACTERSTICAS DE LOS RAYOS X Cumplen con la ecuacin: V = l F Son ondas electromagnticas. No tienen carga elctrica ni masa. Viajan en lnea recta. Penetran la materia y el poder de penetracin depende de la energa . Ioniza la materia. El material radiado queda con una fluorescencia de tipo no permanente Son invisibles. Destruyen las clulas vivas. 34. Preparacin para tomar la radiografa 35. Examen de una radiografa 36. Examen ultrasnico 37. El ultrasonido es una vibracin mecnica con un rango mayor al audible por el odo humano que se transmite a travs de un medio fsico y es orientado, registrado y medido en Hertz con ayuda de un aparato creado para ese fin. Rangos de sonido: Infrasnica = 1 16 Hz Snica o audible = 16 Hz a 20 KHz Ultrasnica = 20 KHz en adelante Para la prueba de ultrasonido en materiales metlicos es de 0.2 a 25 MHz. 38. Aplicacin Deteccin y caracterizacin de discontinuidades. Medicin de espesores, extensin y grado de corrosin. 39. Ventajas La prueba se efecta ms rpidamente obteniendo resultados inmediatos. Se tiene mayor exactitud al determinar la posicin de las discontinuidades internas; estimando sus dimensiones, orientacin y naturaleza. Alta sensibilidad para detectar discontinuidades pequeas. Alta capacidad de penetracin, lo que permite localizar discontinuidades a gran profundidad del material. Buena resolucin que permite diferenciar dos discontinuidades prximas entre s. Solo requiere acceso por un lado del objeto a inspeccionar. No requiere de condiciones especiales de seguridad. 40. Limitaciones Baja velocidad de inspeccin cuando se emplean mtodos manuales. Requiere de personal con una buena preparacin tcnica y gran experiencia. Dificultad para inspeccionar piezas con geometra compleja, espesores muy delgados o de configuracin irregular. Dificultad para detectar o evaluar discontinuidades cercanas a la superficie sobre la que se introduce el ultrasonido. Requiere de patrones de calibracin y referencia. Es afectado por la estructura del material. ( tamao de grano, tipo de material ). Alto costo del equipo. Se requiere de agente acoplante. 41. Oscilograma 42. DISCONTINUIDAD UBICADA A DIFERENTE PROFUNDIDAD 43. DISCONTINUIDAD DE DIFERENTE TAMAO LOCALIZADA A UNA MISMA PROFUNDIDAD 44. Examen ultrasnico de una soldadura 45. Inspeccin ultrasnica utilizada a 45

CONCLUSINEl proceso de soldadura fuerte es un medio efectivo de crear uniones resistentes, dctiles, conductoras tantas trmicas como elctricamente, adems de ofrecer gran resistencia a las fugas siempre y cuando se conozcan y se aplique adecuadamente los fundamentos del proceso.La soldadura es la forma ms econmica de unir componentes. Los mtodos alternativos requieren las alteraciones ms complejas de las formas (Ej. Taladrado de orificios y adicin de sujetadores: remaches y tuercas). El ensamble mecnico es ms pesado que la soldadura.La soldadura no se limita al ambiente de fbrica, se puede realizar en el campo. Adems de las ventajas indicadas, tiene tambin desventajas:La mayora de las operaciones de soldadura se hacen manualmente, lo cual implica alto costo de mano de obra. Hay soldaduras especiales y la realizan personas muy calificadas.La soldadura implica el uso de energa y es peligroso. Por ser una unin permanente, no permite un desensamble adecuado. En los casos cuando es necesario mantenimiento en un producto no debe utilizarse la soldadura como mtodo de ensamble.La unin soldada puede tener defectos de calidad que son difciles de detectar. Estos defectos reducen la resistencia de la unin.

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http://www.esabna.com/mx/sp/educacion Malishev, G. Nikolaiev, Y. Shuvalov. Tecnologa de los metales. Traducido por Editorial MIR, Sptima edicin,1985. 309 310p.

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