tipos de soldadura
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Trabajo para clase de introducción a la Mecánica IndustrialTRANSCRIPT
1M2 – MECÁNICA 2014 1
I. Tema:
Soldadura
II. Objetivos:
Destacar la importancia de la soldadura en la ingeniería mecánica
Analizar los diferentes tipos de soldadura para tener un mayor conocimiento en el ámbito
laboral
Definir las ventajas y desventajas de cada tipo de soldadura
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III. Introducción
A lo largo de la Clase de Introducción a la Ingeniería Mecánica, se nos han ido presentando una
gran cantidad de información acerca de la carrera, el campo laboral, algunas ramas de ella, sus
principios y sus fines y su contextualización en nuestro país, Nicaragua.
Este trabajo final es el resultado de un semestre en el que se nos ha tratado de abrir horizontes,
para ver más allá, tratando de darnos un norte hacia donde apuntar.
En la siguiente investigación documental se realizó una intensa selección de información
relacionado con el mundo de la “Soldadura”; sin duda una de las principales actividades que han
permitido la aceleración del desarrollo de la Ingeniería en general. La soldadura es un peldaño muy
importante sobre el cual se recuesta el desarrollo vertiginoso que se ha venido dando en la industria
en los últimos 60 años. Pasamos de los remaches, a un proceso que hace que dos piezas se fusionen
casi perfectamente e incluso perfectamente en algunos casos.
Es un proceso muy diverso y de un desarrollo muy volátil, la soldadura se basa en la utilización
del arco eléctrico, pero a medida que se ha querido utilizar en diferentes tipos de materiales o
contextos, la adaptación de este método de unión de piezas se ha venido diversificando hasta el
punto de encontrarnos una cantidad impresionante. Hay un método de soldadura, casi para
cualquier material que se requiera y cada método explota una tecnología cada vez más nueva e
interesante.
Hoy en día se puede soldar metales, aleaciones, plásticos, se puede soldar bajo el agua, se puede
soldar de manera automática grandes superficies, sin siquiera tener que sufrir la radiación que
genera el arco eléctrico, se puede realizas soldadura en el vacío del espacio exterior, incluso se
puede soldar sin utilizar arco eléctrico, a través de ultrasonidos.
Estos pequeños puntos y mucho más se encuentran expuesto en el siguiente trabajo documental:
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IV. Marco Teórico
1. ¿Qué es la soldadura?
Soldadura, en ingeniería, procedimiento por el cual dos o más piezas de metal se unen por
aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin al aporte de otro metal,
llamado metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que se han
de soldar.
La mayor parte de procesos de soldadura se pueden separar en dos categorías: soldadura por
presión, que se realiza sin la aportación de otro material mediante la aplicación de la presión
suficiente y normalmente ayudada con calor, y soldadura por fusión, realizada mediante la
aplicación de calor a las superficies, que se funden en la zona de contacto, con o sin aportación de
otro metal. En cuanto a la utilización de metal de aportación se distingue entre soldadura ordinaria
y soldadura autógena. Esta última se realiza sin añadir ningún material. La soldadura ordinaria o
de aleación se lleva a cabo añadiendo un metal de aportación que se funde y adhiere a las piezas
base, por lo que realmente éstas no participan por fusión en la soldadura. Se distingue también
entre soldadura blanda y soldadura dura, según sea la temperatura de fusión del metal de aportación
empleado; la soldadura blanda utiliza metales de aportación cuyo punto de fusión es inferior a los
450 ºC, y la dura metales con temperaturas superiores.
Gracias al desarrollo de nuevas técnicas durante la primera mitad del siglo XX, la soldadura
sustituyó al atornillado y al remachado en la construcción de muchas estructuras, como puentes,
edificios y barcos. Es una técnica fundamental en la industria del motor, en la aeroespacial, en la
fabricación de maquinaria y en la de cualquier producto hecho con metales.
El tipo de soldadura más adecuado para unir dos piezas de metal depende de las propiedades
físicas de los metales, de la utilización a la que está destinada la pieza y de las instalaciones
disponibles. Los procesos de soldadura se clasifican según las fuentes de presión y calor utilizadas.
El procedimiento de soldadura por presión original es el de soldadura de fragua, practicado
durante siglos por herreros y artesanos. Los metales se calientan en un horno y se unen a golpes
de martillo. Esta técnica se utiliza cada vez menos en la industria moderna.
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2. Soldadura ordinaria o de aleación
Es el método utilizado para unir metales con aleaciones metálicas que se funden a temperaturas
relativamente bajas. Se suele diferenciar entre soldaduras duras y blandas, según el punto de fusión
y resistencia de la aleación utilizada. Los metales de aportación de las soldaduras blandas son
aleaciones de plomo y estaño y, en ocasiones, pequeñas cantidades de bismuto. En las soldaduras
duras se emplean aleaciones de plata, cobre y cinc (soldadura de plata) o de cobre y cinc
(latonsoldadura).
Para unir dos piezas de metal con aleación, primero hay que limpiar su superficie
mecánicamente y recubrirla con una capa de fundente, por lo general resina o bórax. Esta limpieza
química ayuda a que las piezas se unan con más fuerza, ya que elimina el óxido de los metales. A
continuación se calientan las superficies con un soldador o soplete, y cuando alcanzan la
temperatura de fusión del metal de aportación se aplica éste, que corre libremente y se endurece
cuando se enfría. En el proceso llamado de resudación se aplica el metal de aportación a las piezas
por separado, después se colocan juntas y se calientan. En los procesos industriales se suelen
emplear hornos para calentar las piezas.
Este tipo de soldadura lo practicaban ya, hace más de 2.000 años, los fenicios y los chinos. En
el siglo I d.C., Plinio habla de la soldadura con estaño como procedimiento habitual de los
artesanos en la elaboración de ornamentos con metales preciosos; en el siglo XV se conoce la
utilización del bórax como fundente.
3. Soldadura por fusión
Este tipo agrupa muchos procedimientos de soldadura en los que tiene lugar una fusión entre
los metales a unir, con o sin la aportación de un metal, por lo general sin aplicar presión y a
temperaturas superiores a las que se trabaja en las soldaduras ordinarias. Hay muchos
procedimientos, entre los que destacan la soldadura por gas, la soldadura por arco y la
aluminotérmica. Otras más específicas son la soldadura por haz de partículas, que se realiza en el
vacío mediante un haz de electrones o de iones, y la soldadura por haz luminoso, que suele emplear
un rayo láser como fuente de energía.
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4. Soldadura por Gas
En la soldadura de los metales, se llama soldadura por fusión a la técnica que consiste en
calentar dos piezas de metal hasta que se derriten y se funden entre sí.
La soldadura a gas fue uno de los primeros procesos de soldadura de fusión desarrollados que
demostraron ser aplicables a una extensa variedad de materiales y aleaciones. Durante muchos
años fue el método más útil para soldar metales no ferrosos. Sigue siendo un proceso versátil e
importante pero su uso se ha restringido ampliamente a soldadura de chapa metálica, cobre y
aluminio.
Tanto el oxígeno como el gas combustible son alimentados desde cilindros, o algún suministro
principal, a través de reductores de presión y a lo largo de una tubería de goma hacia un soplete.
En este, el flujo de los dos gases es regulado por medio de válvulas de control, pasa a una cámara
de mezcla y de ahí a una boquilla. El caudal máximo de flujo de gas es controlado por el orificio
de la boquilla. Se inicia la combustión de dicha mezcla por medio de un mecanismo de ignición
(como un encendedor por fricción) y la llama resultante funde un material de aporte (generalmente
acero o aleaciones de zinc, estaño, cobre o bronce) el cual permite un enlace de aleación con la
superficie a soldar y es suministrado por el operador del soplete.
Las características térmicas de diversos gases combustibles se indican en la siguiente tabla:
Gas combustible Temperatura de
flama teórica °C
Intensidad de combustión
cal/cm3 /s Uso
Acetileno 3 270 3 500 Soldadura y corte
Metano 3 100 1 700 Soldadura fuerte y blanda
Propano 3 185 1 500 Soldadura en general
Hidrógeno 2 810 2 100 Uso limitado
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4.1. Tipos de soldadura de gas
La soldadura de gas implica el uso de un soplete de gas alimentado por una llama para calentar
la pieza metálica de trabajo y el material de relleno para crear una soldadura. El gas es
generalmente una mezcla de un gas combustible con oxígeno para crear una llama limpia y
caliente. Muchos gases diferentes pueden ser utilizados como combustible para esta soldadura, y
no se necesita electricidad para alimentar el sistema, lo que resulta en un método de fabricación
flexible y portátil.
4.2. Soldadura de oxiacetilénico
La soldadura de oxiacetilénico utiliza una mezcla de gas de acetileno y oxígeno gaseoso para
alimentar el soplete. Ésta es la técnica de soldadura de gas más utilizada. La mezcla de estos gases
también proporciona la mayor temperatura de llama disponible; sin embargo, el acetileno es
generalmente el más caro de todos los gases combustibles. Éste es un gas inestable y requiere un
manejo y unos procedimientos de almacenamiento específicos.
4.3. Soldadura de oxi-Gasolina
La gasolina a presión se utiliza como combustible de soldadura donde los costes de fabricación
son un problema, especialmente en lugares donde los botes de acetileno no están disponibles. Las
antorchas de gasolina pueden ser más eficaces que el acetileno para el corte con soplete de placas
de acero de gran espesor. La gasolina puede ser bombeada a mano desde un cilindro de presión,
una práctica común por parte de los fabricantes de joyas de las zonas más pobres.
4.4. Soldadura con gas MAPP
El metilacetileno propadieno de petróleo (MAPP o Methylacetylene-propadiene-petroleum) es
una mezcla de gases mucho más inerte que otras mezclas de gases, por lo que es más seguro para
los aficionados al usar y almacenar. El MAPP también se puede usar a presiones muy altas, lo que
permite que sea utilizado en operaciones de corte de alto volumen.
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4.5. Soldadura de butano/ propano
El butano y propano son gases similares que se pueden usar solos como gases combustibles o
mezclados entre sí. El butano y el propano tienen una temperatura de llama más baja que el
acetileno, pero son menos costosos y más fáciles de transportar. Las antorchas de propano se
utilizan con más frecuencia para la soldadura, la fundición y la calefacción. El propano requiere
un tipo diferente de punta de antorcha para ser utilizado en una punta del inyector, ya que es un
gas más pesado.
4.6. Soldadura de hidrógeno
El hidrógeno se puede utilizar a presiones más altas que otros gases combustibles, por lo que es
especialmente útil para los procesos de soldadura bajo el agua. Algunos de los equipos de
soldadura de hidrógeno funcionan con la electrólisis del agua por división en hidrógeno y oxígeno
para ser utilizado en el proceso de soldadura. Este tipo de electrólisis se utiliza a menudo para
antorchas pequeñas, tales como las utilizadas en procesos de elaboración de joyería.
5. Soldadura por arco
Los procedimientos de soldadura por arco son los más utilizados, sobre todo para soldar acero,
y requieren el uso de corriente eléctrica. Esta corriente se utiliza para crear un arco eléctrico entre
uno o varios electrodos aplicados a la pieza, lo que genera el calor suficiente para fundir el metal
y crear la unión.
La soldadura por arco tiene ciertas ventajas con respecto a otros métodos. Es más rápida debido
a la alta concentración de calor que se genera y por lo tanto produce menos distorsión en la unión.
En algunos casos se utilizan electrodos fusibles, que son los metales de aportación, en forma de
varillas recubiertas de fundente o desnudas; en otros casos se utiliza un electrodo refractario de
volframio y el metal de aportación se añade aparte. Los procedimientos más importantes de
soldadura por arco son con electrodo recubierto, con protección gaseosa y con fundente en polvo.
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5.1. Soldadura por arco con electrodo recubierto
En este tipo de soldadura el electrodo metálico, que es conductor de electricidad, está recubierto
de fundente y conectado a la fuente de corriente. El metal a soldar está conectado al otro borne de
la fuente eléctrica. Al tocar con la punta del electrodo la pieza de metal se forma el arco eléctrico.
El intenso calor del arco funde las dos partes a unir y la punta del electrodo, que constituye el metal
de aportación. Este procedimiento, desarrollado a principios del siglo XX, se utiliza sobre todo
para soldar acero.
5.2. Soldadura por arco con protección gaseosa
Es la que utiliza un gas para proteger la fusión del aire de la atmósfera. Según la naturaleza del
gas utilizado se distingue entre soldadura MIG, si utiliza gas inerte, y soldadura MAG, si utiliza
un gas activo. Los gases inertes utilizados como protección suelen ser argón y helio; los gases
activos suelen ser mezclas con dióxido de carbono. En ambos casos el electrodo, una varilla
desnuda o recubierta con fundente, se funde para rellenar la unión.
Otro tipo de soldadura con protección gaseosa es la soldadura TIG, que utiliza un gas inerte
para proteger los metales del oxígeno, como la MIG, pero se diferencia en que el electrodo no es
fusible; se utiliza una varilla refractaria de volframio. El metal de aportación se puede suministrar
acercando una varilla desnuda al electrodo.
6. Soldadura por Presión
Este método agrupa todos los procesos de soldadura en los que se aplica presión sin aportación
de metales para realizar la unión. Algunos procedimientos coinciden con los de fusión, como la
soldadura con gases por presión, donde se calientan las piezas con una llama, pero difieren en que
la unión se hace por presión y sin añadir ningún metal. El proceso más utilizado es el de soldadura
por resistencia; otros son la soldadura por fragua (descrita más arriba), la soldadura por fricción y
otros métodos más recientes como la soldadura por ultrasonidos (véase Sonido).
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7. Soldadura por resistencia
La soldadura por resistencia es considerada un proceso de fabricación, termoeléctrico, se realiza
por el calentamiento que experimentan los metales, hasta la temperatura de forja o de fusión debido
a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica, es una soldadura tipo autógena que no interviene
material de aporte. Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas a soldar, se colocan juntas
a presión y se hace pasar por ellas una corriente eléctrica intensa durante un instante. La zona de
unión de las dos piezas, como es la que mayor resistencia eléctrica ofrece, se calienta y funde los
metales, realizándose la soldadura. La cantidad de calor necesaria, por tanto la intensidad aplicada
y tiempo de presión ejercida dependerá del tipo de metal a soldar.
Los principales tipos de soldadura por resistencia son los siguientes:
- Soldadura por puntos.
- Soldadura proyecciones o resaltos.
- Soldadura costura.
- Soldadura a tope.
- Soldadura por chispa.
- Soldadura de hilo aislado.
Tanto el calor como la presión son los principales factores en este tipo de soldaduras ya que se
obliga a tener un buen contacto entre electrodo y pieza antes de aplicar calor, manteniendo en
contacto las superficies a unir una vez alcanzada su temperatura para la correcta soldadura.
El ciclo de soldeo se puede dividir en varias fases:
Fase de posicionamiento: se ejerce presión sobre los electrodos de tal forma que se consiga la
unión de los materiales a soldar.
Fase de soldeo: pasa la corriente eléctrica creando diferencia de potencial entre los electrodos.
Se mantiene una presión entre los electrodos durante esta fase, que suele ser mejor que la
ejercida en la fase de posicionamiento.
Fase de mantenimiento: se incrementa la presión ejercida después de cortarse la corriente
eléctrica.
Fase de decadencia: se reduce la presión hasta retirar la pieza una vez ya soldada.
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Este procedimiento se utiliza mucho en la industria para la fabricación de láminas y alambres
de metal, se adapta muy bien a la automatización.
Los elementos básicos en este tipo de soldadura son, electrodos, por donde fluye la energía
eléctrica, material a soldar y una presión ejercida en la zona a soldar.
8. Soldadura de Plásticos
La soldadura de plástico es un proceso destinado a unir piezas constituidas de materiales
termoplásticos. Las moléculas del polímero adquieren cierta movilidad por acción de un agente
externo (calor, vibración, fricción, disolvente, etc.). Al juntarse ambas piezas y aplicárseles
presión, se logra la interacción de las moléculas de ambas partes a unir, entrelazándose. Una vez
cesada la acción del agente externo, disminuye el movimiento de las moléculas quedando
constituida una estructura entrelazada de las mismas, formándose la unión de ambas partes
plásticas.
En el mercado existen diversos procesos de soldadura para unir plásticos y la aplicación idónea
de cada una de ellas depende de múltiples factores; El tipo de pieza o elemento a unir, las
características del material plástico, el número de piezas a unir en un mismo proceso, la aplicación
del producto final..., son tan solo algunas de las múltiples variables que pueden influir directamente
en la elección de un tipo u otro de soldadura.
Técnicas de soldadura
Las distintas formas de unir piezas plásticas por soldadura se pueden agrupar en cuatro grandes
bloques:
- Mediante aportación de calor de un elemento calefactor externo: se destina a termoplásticos
que ante al aumento de temperatura se funden, pudiéndose unir por compresión las superficies
fundidas;
- Por emisión de alta frecuencia y ultrasonido: consiste en emitir ondas de una determinada
frecuencia en las superficies a unir, generando un efecto de vibración entre las moléculas del
material, que provoca un aumento de temperatura y lo reblandece.
- Por emisión de haz láser: un sistema que se reserva para unir piezas pequeñas en áreas
determinadas, emitiendo un haz láser que calienta la superficie a soldar;
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- Por vibración: un proceso altamente fiable que permite manejar grandes piezas de materiales
exigentes o múltiples piezas por ciclo con facilidad.
8.1. Soldadura por placa caliente
Es la más simple de las técnicas de producción en masa para unir plásticos. Una placa calentada
se sujeta entre las superficies a unir hasta que se ablanden. La placa se retira y las superficies se
reúnen de nuevo bajo presión controlada durante un período específico.
Las superficies fusionadas se dejan enfriar, formando una unión. La herramienta de soldadura
o elemento calefactor está construido comúnmente de calentadores eléctricos insertos en una placa
de aluminio.
Las temperaturas son generalmente entre 180°C y 230°C dependiendo del espesor y del tipo del
material a soldar. Comúnmente utilizado para soldar los extremos de tubos de plástico utilizados
en la distribución de gas y agua, aguas residuales y evacuación de efluentes y en la industria
química, la unión de tubos de llenado y conectores en los tanques de combustible moldeado por
soplado para aplicaciones de automoción.
8.2. Soldadura por aire/gas caliente
La soldadura de gas caliente es un proceso de fabricación para materiales termoplásticos, es
similar a la soldadura oxi-acetileno de metales. La única diferencia es que la llama abierta de la
soldadura de oxiacetileno se sustituye por una corriente de gas caliente.
El proceso, inventado a mediados del siglo XX, utiliza una corriente de gas caliente,
normalmente aire, para calentar y derretir el material del sustrato termoplástico y una varilla de
soldadura termoplástica. Se funde el material del sustrato y de la varilla para producir una
soldadura. Para garantizar la soldadura, temperatura y presión adecuadas se deben aplicar a la
varilla, junto con la correcta velocidad de soldadura y posición de la pistola.
Las aplicaciones típicas incluyen recipientes de almacenamiento de productos químicos,
conducciones de ventilación y reparación de piezas de plástico, tales como los parachoques de
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automóviles. El nitrógeno se usa para plásticos sensibles al oxígeno. El aire comprimido es muy
popular, ya que da resultados satisfactorios para muchos propósitos y es barato.
Los plásticos que pueden ser soldados son: PVC, polietileno, policarbonatos, poliamidas, etc.
La principal ventaja de este proceso es que se pueden construir grandes fabricaciones complejas.
Este proceso es lento y la calidad de la soldadura depende totalmente de la habilidad del soldador.
8.3. Sellado por calor
El termo sellado es el proceso de sellado de un termoplástico a otro termoplástico similar usando
calor y presión, es aplicado para la unión de películas o láminas plásticas entre sí o para la unión
de estas a otro artículo plástico. El método de contacto directo de termosellado utiliza un dado o
barra de soldadura constantemente calentado para aplicar calor a un área o línea específica de
contacto para sellar o soldar los termoplásticos juntos.
Las aplicaciones comunes para el proceso de sellado térmico son para cierre hermético de
bolsas y películas para alimentos o dispositivos médicos esterilizados, fabricación de bolsas, etc.
Esta técnica también es utilizada en la industria electrónica para unir las pantallas LCD a los
PCB en muchos productos electrónicos de consumo.
8.4. Soldadura por extrusión
Permite aplicar soldaduras más grandes en un solo paso de soldadura. Es la técnica preferida
para uniones de materiales de más de 6 mm de espesor. La varilla de material de aporte se introduce
en una extrusora miniatura de plástico, el material es plastificado y forzado a salir de la extrusora
contra las partes a unir, que se suavizan con un chorro de aire caliente para permitir que la unión
tenga lugar.
8.5. Soldadura por inyección
Similar a la soldadura de extrusión, excepto con algunas variaciones en la soldadora portátil, se
puede insertar la punta en los agujeros de defectos de plástico de diferentes tamaños. El Drader
injectiweld es un ejemplo de tal herramienta.
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8.6. Soldadura por ultrasonido
Este método utiliza vibraciones de alta frecuencia mecánica para formar la unión. Las piezas a
ensamblar se mantienen juntas bajo presión entre el sonotrodo oscilante y un yunque o cuna
inmóvil y se someten a vibraciones ultrasónicas de frecuencia de 20 a 40 KHz en ángulo recto con
el área de contacto.
La acción de la alta frecuencia genera calor en la interfaz común para producir una soldadura
de buena calidad. Los equipos para este proceso son bastante caros por lo que se prefiere su uso
en grandes series de producción.
La soldadura se limita a los componentes con longitudes de soldadura que no excedan de unos
pocos centímetros.
Las aplicaciones van desde válvulas y filtros utilizados en equipos médicos, a los cuerpos de
cassette, componentes de automoción y carcazas de electrodomésticos.
8.7. Soldadura por alta frecuencia
La soldadura de alta frecuencia utiliza esta propiedad para ablandar los plásticos a unirse. El
calentamiento puede ser localizado, y el proceso puede ser continuo.
En la soldadura con alta frecuencia (HF) los materiales se unen utilizando la energía de un
campo electromagnético (27,12 MHz) y aplicando presión sobre las superficies a soldar. La
energía la produce un generador y la herramienta usada para aplicarla se denomina electrodo. La
energía eléctrica hace que las moléculas del interior de los materiales empiecen a moverse, lo cual
produce calor, que a su vez reblandece los materiales a soldar, que entonces se unen entre sí.
Como ejemplos de aplicaciones de esta técnica pueden citarse toldos para camiones y
embarcaciones, lonas plásticas, tiendas y carpas, liners de piscinas, toldos de sol, productos
inflables, depósitos para líquidos, pantallas de cine, camas de agua, túneles de ventilación, barreras
de contención, etc.
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8.8. Soldadura por láser
Se utiliza un rayo láser para fundir el plástico en la región de la unión. El láser genera un haz
intenso de radiación (por lo general en la zona infrarroja del espectro electromagnético), que se
centra sobre el material a unir. Esto excita a una frecuencia de resonancia en la molécula, lo que
resulta en el calentamiento del material circundante, es adecuada para unir películas y piezas
plásticas.
La soldadura por láser es un proceso de producción de alto volumen con la ventaja de no crear
vibraciones y la generación de inflamación mínima de la soldadura. Los beneficios de un sistema
de láser incluyen; un haz de potencia controlable, lo que reduce el riesgo de la distorsión o daños
a los componentes; enfoque preciso del haz de láser permitiendo que se formen uniones precisas
en un proceso sin contacto, que es a la vez limpio e higiénico..
8.9. Soldadura por vibración
También se conoce como soldadura por fricción lineal. Dos piezas termoplásticas se frotan entre
sí bajo presión a una frecuencia y amplitud adecuada, hasta que se genera el calor suficiente para
fundir el polímero.
Después se detiene la vibración, las partes se alinean y el polímero fundido se deja solidificar
creándose la soldadura. El proceso es similar a soldadura rotatoria, excepto que el movimiento es
lineal en lugar de rotatorio. El proceso es rápido, las vibraciones aplicadas normalmente son de
100 - 240 Hz, 1-5 mm de amplitud.
La principal ventaja de este proceso es su capacidad para soldar grandes uniones lineales
complejas a altas tasas de producción. Otras ventajas son la capacidad para soldar un número de
componentes de forma simultánea, la simplicidad de los equipos y la aptitud para la soldadura de
casi todos los materiales termoplásticos.
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La soldadura por vibración ha encontrado sus principales aplicaciones en la industria del
automóvil y de los electrodomésticos, se puede aplicar a casi todos los materiales termoplásticos,
ya sea moldeado por inyección, extruido, moldeado por soplado, termoformado, espumado o
estampado.
8.10. Soldadura por fricción (rotacional)
La soldadura por rotación es una forma particular de la soldadura por fricción. En este proceso
uno de los sustratos es fijo, mientras que el otro se hace girar con una velocidad angular controlada.
Cuando las partes se presionan entre sí, el calor de fricción hace que el polímero funda y una
soldadura se crea en el enfriamiento. Los principales parámetros de soldadura incluyen la
velocidad de rotación, la presión por fricción, presión de forja, tiempo de soldadura y área de
soldadura.
Las ventajas de la soldadura por fricción son la alta calidad de la soldadura y la sencillez y
reproducibilidad del proceso. El inconveniente de este proceso es que, en su forma más simple,
sólo es adecuada para aplicaciones en las que al menos uno de los componentes es circular y no
requiere alineación angular.
Esta es una forma común de producción de bajo y medio costo de ruedas de plástico, por
ejemplo, de juguetes o carritos de compra.
8.11. Soldadura por disolvente
En la soldadura por disolvente, se aplica un disolvente que pueda disolver temporalmente el
polímero a temperatura ambiente. Cuando esto ocurre, las cadenas de polímero son libres de
moverse en el líquido y pueden mezclarse con otras cadenas disueltos de manera similar en el otro
componente. Dado suficiente tiempo, el disolvente se evapora, de modo que las cadenas pierden
su movilidad. Esto deja una masa sólida de cadenas de polímero entrelazadas que constituye una
soldadura.
Esta técnica se utiliza comúnmente para la conexión de tuberías de PVC y ABS, como en la
tubería de la casa. También es empleada para reparación de piezas plásticas.
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Existe una larga lista de disolventes, tales como tolueno, dicloroetano, acetona, cloroformo,
acetato de butilo, ciclohexanona, etc., que por su composición química tienen la propiedad de
disolver ciertos materiales plásticos. Uno de los más utilizados es la acetona, que es empleada para
la soldadura de piezas de ABS.
9. Soldadura Oxiacetilénica
La soldadura oxiacetilénica es un tipo de soldadura autógena. Se puede efectuar como soldadura
homogénea o como soldadura heterogénea, dependiendo de si el material de aportación es o no del
mismo tipo que el de base, o sin aporte de material como soldadura autógena.
Se usa un soplete que utiliza oxígeno como comburente y acetileno como combustible. Se
produce una delgada llama color celeste, que puede llegar a una temperatura aproximada de 3500
°C.
Se puede soldar cobre, acero, aluminio, latón, etc.
10. Soldadura Acuática
El primer uso efectivo del proceso de corte submarino fue en 1926.corte submarino fue en
1926.Los sistemas de soldadura subacuática. Los sistemas de soldadura subacuática pueden ser
movilizados en horas o pocos pueden ser movilizados en horas o pocos días y se pueden emplear
en estructuras días y se pueden emplear en estructuras o buques que se mantienen operando, o
buques que se mantienen operando, evitando entonces, la detención de levitando entonces, la
detención del servicio.
En febrero de 1990, se reparó una pequeña filtración en una chapa de la pequeña filtración en
una chapa de la tubería del canal transbasador de tubería del canal transbasador de combustible
localizado en la planta combustible localizado en la planta nuclear de Wolf Creek, en Kansas.
Nuclear de Wolf Cre.
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¿Qué es soldadura submarina?
Al igual que la soldadura tradicional en Al igual que la soldadura tradicional en superficie, la
soldadura submarina une o superficie, la soldadura submarina une o fija piezas metálicas mediante
con un fija piezas metálicas mediante con un calor intenso, proveniente de un arco calor intenso,
proveniente de un arco eléctrico. La soldadura submarina puede. La soldadura submarina puede
efectuarse mediante ´soldadura secaµ o efectuarse mediante soldadura húmeda.
La soldadura seca
Bajo el agua requiere que seagua requiere que se elimine el agua que rodea elimine el agua que
rodea al trabajo, normalmente, al trabajo, normalmente, usando un compartimiento usando un
compartimiento sobre presionado con sobre presionado con atmósfera y presión atmósfera y
presión controladas.
Soldadura hiperbárica
La soldadura hiperbárica, emplea una, emplea una cámara de soldar o hábitat seco la cual esta
sellado de soldar o sobre la pieza a trabajar y es llenado por una mezcla respirable de gas
helio y oxígeno mezcla.
Soldadura húmeda
La soldadura húmeda subacuática se hace sin ningún La soldadura húmeda subacuática se hace
sin ningún cerramiento sobre presionado, en contacto directo cerramiento sobre presionado, en
contacto directo con el agua Usa el proceso por arco protegido. Se produce por el calor de un arco
eléctrico entre un electrodo metálico electrodo metálico revestido con fundente y revestido con
fundente y material resistente al agua material resistente al agua--y la pieza de trabajo.
11. Aplicaciones, ventajas y desventajas
Ejemplo de aplicación
Series altas y medias de piezas en chapa, tubo o redondo.
Piezas de automoción (en chasis y piecerío vario).
Piezas de electrodomésticos.
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Muebles metálicos, fregaderos en acero inoxidable.
Piezas aeronáuticas en aluminio, titanio, superaleaciones base níquel
Conjuntos tubo-brida.
Intercambiadores de haz tubular.
Ferrocarril (chapeado exterior del vagón, soldadura de estructuras)
Aerogeneradores (piezas de transmisión)
Recipientes a presión.
Industria de alimentación (soldadura de máquinas de procesado y embalaje de alimentos,
cuchillas de corte).
Instrumental médico, quirúrgico y dental.
Ventajas
Se obtienen altas velocidades de soldadura.
Se reduce considerablemente la distorsión y deformación en el material.
Eliminación de los costes de procesos post-soldadura.
Ausencia de poros en el cordón.
La soldadura láser es un proceso automatizado.
Se puede obtener una alta precisión.
Repetitibilidad de los parámetros de soldadura y condiciones del proceso. Alto grado de
control.
El haz láser permite una gran flexibilidad mediante su salida por fibra óptica.
No hay contacto directo con la zona de soldadura. No hay desgaste de herramienta.
En general no se utiliza material de aporte.
La soldadura por láser puede aplicarse para unir diferentes materiales (bien a ellos mismos o
materiales disimilares).
Permite fabricar componentes soldados a partir de materiales que por otras técnicas son
difíciles de soldar (o incluso en los que no es viable la soldadura).
Desventajas:
Máquinas para soldar por láser son de elevado costo.
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Tienden a consumir mucha potencia.
No se pueden realizar cordones muy anchos.
Difícil soldar en materiales con alta reflexión.
Si no se controla la intensidad puede perforar el material.
Rayos reflejados o difusos pueden ser perjudiciales para la vista.
12. Soldadura fuerte
Para que el proceso pueda ser considerado como "soldadura fuerte" (en inglés "brazing") el
material de aporte debe fundir a una temperatura superior a 450 ºC.El proceso por soldadura fuerte
es un método de soldeo versátil, que proporciona además una gran resistencia a la unión. De hecho,
si se usa el material de aporte adecuado, proporciona una unión con características resistentes
incluso superior a la del metal base.
En general, cuando factores como resistencia y durabilidad, conservar las propiedades
metalúrgicas del metal base, geometría de la unión y nivel de producción son condicionantes
importantes, el proceso por soldadura fuerte es muy recomendable. Como orientación, en la
siguiente tabla se expone una comparativa entre distintos métodos de unión.
En general, cuando resistencia y durabilidad son los factores determinantes, los procesos de
soldadura fuerte y soldadura por fusión son los recomendados. Y cuando, o bien la resistencia en
la unión no sea un factor decisivo, o que la unión pueda ser desmontada en un futuro, entonces una
unión mecánica, por adhesivo o incluso por soldadura blanda, puede ser la mejor solución.
La soldadura fuerte es especialmente recomendable para soldaduras de geometría lineal, dado
que el metal de aporte al fundir fluye de manera natural por entre la línea de unión.
No obstante, aunque la temperatura en un proceso por soldadura fuerte es inferior a la de fusión
del material base, también es como mínimo, por definición, superior a los 450 ºC, y habitualmente
se sitúa entre los 650 y 1100 ºC. Este hecho supone que si se desea unir piezas que han sido
sometidas previamente a un proceso de endurecimiento por temple y revenido, un proceso por
soldadura fuerte puede incidir de forma significativa en dicho estado, al menos en las zonas
1M2 – MECÁNICA 2014 20
afectadas térmicamente si se realiza mediante soplete o calentamiento por inducción. Sin embargo,
en el caso más habitual que la pieza se haya sometido a un estado de recocido, el proceso de
soldadura fuerte no afectará al material base.
Existen multitud de variantes a la hora de ejecutar un proceso de brazing o soldadura fuerte,
entre las que destacan por su gran uso las siguientes:
- Soldadura fuerte con uso de gas combustible: En este caso se utiliza un soplete para generar
el foco de calor. Es preferible que el soplete forme una llama neutra o reductora que reduzca la
posibilidad de producir reacciones de oxidación en el metal base.
Aunque la operativa del proceso se explicará con más detalles en capítulos posteriores, el
procedimiento comienza aplicando el fundente o flux sobre las superficies de las piezas a unir.
Posteriormente se enciende la llama del soplete que se dirigirá cerca de la zona de unión para
calentar las superficies de las piezas a unir. Una vez alcanzada la temperatura correcta (lo indicará
el fundente aplicado) se rellenará la zona de unión con el material de aporte fundido que caerá por
gravedad por la acción del calor de la llama.
Este procedimiento se puede aplicar para unir piezas de acero al carbono, acero inoxidable,
piezas hechas de aleaciones de níquel, piezas de fundición, titanio, monel, iconel, aceros para
herramientas, aluminio, latón, o piezas de cobre.
Destaca por su uso, la soldadura fuerte empleando aleaciones de plata como material de aporte.
En este caso, el material de aporte funde entre 570 ºC y 730 ºC, según el grado de pureza en plata
de la aleación. Sirve para unir la mayoría de metales ferrosos y no ferrosos, y de metales disímiles.
Especialmente recomendado para la soldadura de metales preciosos y metales duros.
También sirve para soldar la mayoría de los aceros y el tungsteno. Tiene gran aplicación para
unir tuberías de cobre, bronce o de acero inoxidables.
1M2 – MECÁNICA 2014 21
Tipos de llama en la soldadura
Soladura fuerte por inducción:
En este caso la fuente de calor la crea una bobina de inducción adaptada a la configuración que
forman las piezas que se pretenden unir.
De este modo, al hacer pasar una corriente alterna de gran frecuencia por la bobina, se genera
a su vez una corriente eléctrica que pasa a través de las piezas a unir, encontrando una gran
resistencia justamente en la zona de contacto. Aquí se va a generar gran cantidad de calor que va
a ser proporcional a la conductividad del material, de la corriente inducida y la frecuencia aplicada
a la bobina.
Por último, a continuación se expone una tabla resumen con los materiales de aporte empleados
y su temperatura de fusión, para cada una de las aplicaciones principales.
13. Soldadura blanda:
Para que el proceso pueda ser considerado como "soldadura blanda" (en inglés "soldering") el
material de aporte debe fundir a una temperatura inferior a 450 ºC, además de estar por debajo
también del punto de fusión del metal base.
1M2 – MECÁNICA 2014 22
La soldadura blanda emplea menor aporte de energía que la fuerte, siendo similares los métodos
de calentamiento de las piezas, aunque en la soldadura blanda también puede llevarse a cabo
mediante un soldador eléctrico, también llamado soldador de estaño.
El material de aportación utilizado en la soldadura blanda varía en función del material de las
piezas a unir, siendo las aleaciones que más se utilizan las de estaño-plomo, estaño-plata y estaño-
zinc.
En la actualidad, la única norma en vigor existente para los materiales de soldadura blanda es
la UNE-EN ISO 9453. Esta norma contempla todas las aleaciones normalizadas con un punto de
fusión inferior a 450 ºC.
Es un procedimiento muy popularmente utilizado para unir componentes electrónicos, y en
general, debe emplearse sólo para aquellas uniones que no vayan a estar sometidas a esfuerzos y
temperaturas elevadas. En este sentido, la soldadura blanda se emplea frecuentemente en
instalaciones de agua potable (fría y caliente), instalaciones de calefacción, solar térmica y de gas
a baja presión. En todo caso, en todas las instalaciones donde se emplee la soldadura blanda no
deberá superarse los 120 ºC de temperatura de servicio.
Según la norma UNE-EN ISO 9453, sólo son aptas para su utilización en instalaciones de agua
potable, calefacción, solar térmica y de gas a baja presión las aleaciones que tengan un punto de
fusión superior a 220 ºC y que estén exenta de contenido en plomo.
- Soldadura blanda con soplete:
En este caso, la aportación de calor se realiza mediante la llama generada por un soplete de gas.
Como gas combustible se puede emplear acetileno, propano o gas natural, y como gas
comburente, aire u oxígeno puro, consiguiéndose en este último caso mayor temperatura en la
llama.
1M2 – MECÁNICA 2014 23
A la hora de ejecutar una soldadura blanda, antes de proceder al calentamiento habrá que
realizar un decapado previo para la limpieza de las superficies a unir.
Posteriormente hay que aplicar una sustancia previa, el fundente o flux, sobre las superficies
por donde se realizará la unión, con objeto de facilitar el mojado por parte del metal de aporte.
Una vez encendida la llama, y cuando se alcance la temperatura adecuada en el metal base (el
fundente se habrá fundido completamente), se depositará el material de aporte fundido entre las
partes a unir, el cual fluirá por capilaridad y se irá introduciendo por los huecos, rellenando el
espacio que queda entre las piezas.
Cuando se perciba que el metal de aportación esté fluyendo por capilaridad por entre la zona de
unión, entonces será el momento de retirar la llama. Una vez se haya solidificado el material de
aporte, la soldadura entre las piezas quedará hecha.
El soplete generalmente dispone de un sistema de regulación de los gases de salida (combustible
y comburente) de manera que se pueda ajustar la llama. En general, se preferirá una llama tipo
reductora que aminore las posibilidades de oxidación del metal base durante el proceso.
Soldadura blanda con soplete
- Soldadura blanda por inducción:
Igualmente que para la soldadura fuerte, la soldadura blanda por inducción presenta múltiples
ventajas, respecto a otros métodos, como son:
• Mayor eficiencia en el proceso al focalizar la producción de calor a la zona de unión;
• Como consecuencia de lo anterior, permite una generación de calor más rápido, por lo que el
metal base alcanza la temperatura adecuada antes;
1M2 – MECÁNICA 2014 24
• Permite un ahorro de energía en la producción de calor, al ser éste localizado en la zona de
unión;
• Asimismo la oxidación que se genera en el metal base por este método es menor;
• El aspecto final de la soldadura es de más calidad, con las juntas más limpias y precisas;
• Es un procedimiento que permite la conservación de los recubrimientos en las piezas del metal
base y tampoco genera en ellos cambios metalúrgicos ni deformaciones no deseadas.
Existen otras variedades en la ejecución de la soldadura blanda, como la soldadura blanda en
horno, por resistencia, por inmersión, por infrarrojos, por ultrasonidos, con soldador de cobre, y
otros. Componentes del sistema:
- Fuentes de calor:
Para elevar la temperatura de metal base, además de para conseguir la fusión tanto del fundente
que se aplique como del metal de aporte empleado para la unión, es necesario disponer de una
fuente de calor.
Existen diversas formas de conseguir este foco de calor: mediante hornos, bobinas de
inducción..., aunque entre los más comunes y fáciles de usar, están los llamados soldadores de
estaño o eléctricos, y los sopletes de gas.
Un soldador de estaño es un dispositivo que, mediante el efecto Joule, convierte la energía
eléctrica en calor. Por lo tanto es un soldador eléctrico, y los hay de varios tipos:
• Soldador de resistencia, donde su extremo, generalmente de cobre, dispone de una resistencia
eléctrica que le permite mantenerse a una temperatura constante. En función del uso a que se
destine, el extremo del soldador podrá tener forma de un martillo, de varilla o de punta.
Generalmente, los soldadores de punta fina se utilizarán para trabajos de soldadura entre
1M2 – MECÁNICA 2014 25
componentes de electricidad y electrónica, mientras que los de punta gruesa se utilizarán en otros
trabajos de soldadura que implique superficies más grandes.
• Soldador instantáneo de tipo pistola, cuyo extremo permite alcanzar la temperatura necesaria
rápidamente.
Además de los soldadores eléctricos, la fusión del fundente y del metal de aportación se puede
conseguir mediante la llama que genera un soplete.
En este caso, se puede utilizar como gas combustible el acetileno, propano, gas natural o gas
ciudad, y como comburente, aire u oxígeno puro que puede ser suministrado en botellas a presión.
Evidentemente, la llama producida con oxígeno puro será de mayor temperatura que si se empleara
sólo aire. Y de entre todas, la llama producida por la combustión del acetileno con el oxígeno es
la que producirá la temperatura más alta.
14. Medidas de Seguridad
Gases y Vapores El vapor de la soldadura es una mezcla de partículas muy finas y gases.
Muchas de las sustancias en el vapor de la soldadura, tales como el cromo, níquel, arsénico,
asbesto, manganeso, sílice, berilio, cadmio, óxidos de nitrógeno, fosgeno, acroleína, compuestos
de flúor, monóxido de carbono, cobalto, cobre, plomo, ozono, selenio, y cinc pueden ser
sumamente tóxicos. Generalmente los vapores y gases de la soldadura vienen de: • el material base
siendo soldado o el material de relleno que se usa;
• Los revestimientos y pinturas en el metal siendo soldado, o los revestimientos en el electrodo;
• Gases de blindaje suministrados de cilindros;
• Reacciones químicas que resultan de la acción de luz ultravioleta del arco, y calor;
• El proceso y materiales usados;
• Contaminantes en el aire, por ejemplo vapores de limpiadores y disolventes. Los efectos a la
salud de las exposiciones a la soldadura son difíciles de nombrar ya que los vapores pueden
contener tantas sustancias diferentes que tienen fama de ser perjudiciales (según los factores
1M2 – MECÁNICA 2014 26
mencionados arriba). Los componentes individuales del vapor de la soldadura pueden afectar casi
cualquier parte del cuerpo, incluyendo los pulmones, corazón, riñones y sistema nervioso central.
Los soldadores que fuman tal vez estén a mayor riesgo de discapacidades que los soldadores que
no fuman, aunque todos los soldadores corren riesgo. La exposición al humo de la soldadura puede
tener efectos de término corto y término largo. Efectos a la salud de término corto (agudo)
• La exposición a gases metálicos (tales como cinc, magnesio, cobre, y óxido de cobre) puede
causar fiebre de gas metálico. Los síntomas de la fiebre de gas metálico pueden ocurrir 4 a 12
horas después de la exposición, e incluyen escalofríos, sed, fiebre, dolores musculares, dolor del
pecho, tos, dificultad en respirar, cansancio, náusea, y un sabor metálico en la boca.
• El humo de la soldadura también puede irritar los ojos, nariz, pecho, y tracto respiratorio y
causar tos, dificultad en respirar, falta de aliento, bronquitis, edema pulmonar (líquido en los
pulmones) y neumonitis (inflamación de los pulmones). Efectos gastrointestinales, tales como
náusea, pérdida de apetito, vómitos, calambres, y digestión lenta también han sido asociados con
la soldadura.
• Algunos componentes de los vapores de la soldadura, por ejemplo el cadmio, pueden ser
mortales en corto tiempo. Gases secundarios despedidos por el proceso de soldar también pueden
ser suma- mente peligrosos. Por ejemplo, la radiación ultra- violeta despedida al soldar reacciona
con oxígeno y nitrógeno en el
Aire para formar ozono y óxidos de nitrógeno. Estos gases son mortales en dosis altas, y
también pueden causar irritación de la nariz y garganta y enfermedades serias de los pulmones
• Los rayos ultravioletas despedidos por la soldadura pueden también reaccionar con disolventes
de hidrocarbonos clorados para formar gas fosgeno. Hasta una cantidad muy pequeña de fosegeno
puede ser mortal, aunque los primeros síntomas de exposición – mareos, escalosfríos, y tos
generalmente tardan 5 o 6 horas en presentarse. La soldadura al arco nunca debe realizarse dentro
de 200 pies de disolventes o equipo para quitar grasa. Efectos a la salud de término largo (crónico)
1M2 – MECÁNICA 2014 27
• Estudios han demostrado que los soldadores corren un riesgo aumentado de cáncer del
pulmón, y posiblemente cáncer de laringe y del tracto urinario. Estas investigaciones no son
sorprendentes en vista de las grandes cantidades de sustancias tóxicas en el humo de la soldadura
incluyendo los agentes carcinógenos tales como el cadmio, níquel, berilio, cromo y arsénico.
• Los soldadores también pueden experimentar una variedad de problemas respiratorios
crónicos, incluyendo bronquitis, asma, neumonía, enfisema, neumoconiosis (se refiere a
enfermedades relacionadas al polvo), capacidad disminuida de los pulmones, silicosis (causado
por exposición al sílice), y siderosis (una enfermedad relacionada al polvo causada por polvo de
óxido de hierro en los pulmones).
• Otros problemas de salud que parecen ser relacionados a la soldadura incluyen: enfermedades
del corazón, enfermedades de la piel, pérdida de audición, gastritis crónico (inflamación del
estómago), gastroduodenitis (Inflamación del estómago e intestino delgado), y úlceras del
estómago e intestino delgado. Los soldadores expuestos a metales pesados tales como el cromo y
el níquel también han experimentado daño a los riñones.
• La soldadura también representa riesgos reproductivos para los soldadores. Un estudio recién
encontró que los soldadores, especialmente los que trabajaban con acero inoxidable, tuvieron peor
calidad de esperma que los hombres en otros tipos de trabajos. Muchos estudios han mostrado un
aumento de abortos espontáneos o concepción retardada entre soldadores y sus esposas. Posibles
causas incluyen exposición a : (1) metales tales como aluminio, cromo, níquel, cadmio, hierro,
manganeso y cobre; (2) gases tales como gases nitrosos y ozono; (3) calor; y (4) radiaciones
ionizantes (usadas para inspeccionar las junturas).
• Los soldadores que cortan o realizan soldadura en superficies cubiertas con insulación de
asbesto corren el riesgo de asbestosis, cáncer del pulmón, mesotelioma y otras enfermedades
relacionadas al asbesto. Los empleados deben capacitarse y proporcionarse equipo protectivo
apropiado antes de soldar cerca de material que contiene asbesto
1M2 – MECÁNICA 2014 28
Otros Peligros a la Salud
El Calor • Chispas y el calor intenso de soldar puede causar quemaduras. El contacto con escoria
caliente, astil- las de metal, chispas y electrodos calientes puede causar lesiones a los ojos.
• La exposición excesiva al calor puede resultar en estrés por el calor o insolación. Los
soldadores deben estar conscientes de los síntomas – tales como cansancio, mareos, pérdida del
apetito, náusea, dolor abdominal, e irritabilidad. La ventilación, los protectores, descansos y el
tomar mucha agua fría protegerán a los trabajadores de los peligros relacionados al calor. Luz
Visible y Radiaciones Ultravioletas e Infrarrojas
• La luz intensa asociada con el soldar al arco puede causar daños a la retina del ojo, mientras
la radiación infrarroja puede dañar la córnea para resultar en la formación de cataratas.
• La invisible luz ultravioleta (UV) del arco puede causar “ojo de arco” o “flash del soldador”
después de hasta una exposición breve (menos de un minuto). Los síntomas de ojo de arco
usualmente ocurren muchas horas después de exposición a luz ultravioleta, e incluyen una
sensación de arena o basuritas en el ojo, visión borrosa, dolor intenso, ojos llorosos, ardor, y dolor
de cabeza.
• El arco puede reflejarse de materiales alrededor y quemar a los compañeros trabajando cerca.
Aproximadamente la mitad de las lesiones de flash del soldador ocurren a compañeros quienes no
están soldando. Los soldadores y cortadores que trabajan continuamente cerca de radiaciones
ultravioletas sin la protección adecuada pueden sufrir daño permanente a los ojos.
• La exposición a la luz ultravioleta también puede causar quemaduras a la piel parecidas a las
que- maduras del sol, y aumentar el riesgo de cáncer de la piel del trabajador.
El Ruido
• La exposición al ruido fuerte puede dañar permanentemente la audición del soldador. El ruido
también causa estrés y aumentada presión arterial, y puede contribuir a enfermedades del corazón.
1M2 – MECÁNICA 2014 29
El trabajar en ambientes ruidosos sobre largos periodos de tiempo puede hacer que los trabajadores
estén cansados, nerviosos e irritables.
• Si usted trabaja en un área ruidosa, el Estándar de Ruido de la OSHA, Código de Reglamentos
Federales (CFR, por sus siglas en inglés) 1910.95 exige que su empleador evalúe los niveles de
ruido para determinar su exposición. Si el promedio del nivel de ruido excede los 85 decibelios
sobre 8 horas, su empleador tiene que proporcionarle una selección de protección gratis para los
oídos y exámenes anuales de audición. Lesiones Musculoesqueletales Los soldadores tienen una
preponderancia de quejas musculoesqueletales, incluyendo lesiones a la espalda, dolor del hombro,
tendonitis, reducción en fuerza muscular, sindrome de túnel carpiano, dedo blanco y enfermedades
de la coyuntura de la rodilla. Las pos- turas al trabajar (especialmente el soldar arriba de la cabeza,
las vibraciones, y el levantar cosas pesadas) pueden todas contribuir a estas afecciones. Estos
problemas pueden prevenirse al aplicar técnicas correctas de levantamiento:
• No trabaje en una sola posición sobre largos periodos de tiempo;
• mantenga el trabajo a un nivel cómodo;
• use un reposapiés al estar de pie por periodos largos;
• coloque herramientas y materiales conveniente- mente;
• minimice las vibraciones. Peligros a la Seguridad debido a la Soldadura Peligros eléctricos
• Aunque la soldadura utiliza voltajes bajos, todavía existe un peligro de choque eléctrico. Las
condiciones ambientales del soldador (tal como áreas mojadas o reducidas) tal vez aumenten las
probabilidades de un choque. Caídas y otros accidentes pueden resultar de hasta un choque menor,
daño cerebral y la muerte pueden resultar de un choque grande.
• Guantes secos deben siempre usarse para proteger .Contra choques eléctricos. El soldador
también debe usar zapatos con suela de goma y debe utilizar una capa aislante, tal como una tabla
seca o un tapete de goma, para protegerse en las superficies que pueden conducir electricidad.
• La pieza siendo soldada y el armazón de todas las máquinas eléctricas tienen que tener
conexión a tierra. La insulación en el portaelectrodo y los cables eléctricos deben mantenerse secos
1M2 – MECÁNICA 2014 30
y en buenas condiciones. Los electrodos no deben cambiarse sin guantes, con guantes mojados o
al estar parado sobre pisos mojados o superficies que tengan conexión a tierra. Incendios y
Explosiones
• El calor intenso y las chispas producidas al soldar, o la llama de soldar, puede causar incendios
o explosiones si es que hay materiales flamables o combustibles en el área.
• El soldar o cortar debe llevarse a cabo solamente en áreas libres de materiales combustibles,
incluyendo basura, madera, papel, textiles, plásticos, químicos, y polvos, líquidos y gases
flamables (los vapores pueden esparcirse varios cientos de pies). Los que no pueden eliminarse
deben taparse con un mate- rial ajustado y resistente al fuego. Las puertas, ventanas, grietas y otras
aberturas deben taparse.
• Nunca intente soldar contenedores que hayan con- tenido un material inflamable o
combustible salvo que el contenedor se limpie a fondo o se llene con un gas inerte (no reactivo).
Puede haber incendios, explosiones o escapes de vapores tóxicos. Los contenedores con contenido
desconocido deben presumirse flamables o combustibles.
• Se debe inspeccionar para incendios antes de irse del área de trabajo y dentro de 30 minutos
de haber terminado la operación. Debe haber extintores cerca. Maquinaria peligrosa
• Todas las máquinas en el área con partes en movimiento tienen que protegerse para no agarrar
el cabello, dedos, ropa, etc. del trabajador.
• Al reparar maquinaria con soldadura, la potencia tiene que desconectarse y tiene que ponerse
can- dado y etiqueta para que la maquinaria no pueda arrancarse accidentalmente. Tropiezos y
Caídas
• Para prevenir tropiezos y caídas, mantenga las áreas de soldadura libres de equipo, máquinas,
cables y mangueras, y use líneas o rieles de seguridad
1M2 – MECÁNICA 2014 31
El Reducir los Peligros de la Soldadura Antes de comenzar un trabajo de soldadura
Es importante identificar los peligros de ese trabajo en particular. Los peligros dependerán del
tipo de soldadura, los materiales (metales bases, revestimientos, electrodos), y las condiciones
ambientales (al aire libre o en un espacio reducido, por ejemplo). Pida Hojas de Datos sobre la
Seguridad de Materia- les (MSDS, por sus siglas en inglés) para identificar los materiales
peligrosos usados en los productos de soldar y cortar, y los vapores que tal vez se generen. Antes
de comenzar verifique lo que va a soldar. Algunos vapores, tales como aquellos despedidos de
soldar una superficie cadmiada, pueden ser mortales en poco tiempo. Después de identificar el
peligro, controles apropiados pueden implementarse.
Monitoreo Médico
Debido a que las emisiones de la soldadura son tan peligrosas, el NIOSH recomienda que todos
los trabajadores que tal vez estén expuestos a los procesos de la soldadura reciban exámenes
médicos por lo menos una vez al año. El doctor debe examinar los pulmones, piel y ojos, corazón,
y audición, aparte de cualquier otro examen que sea apropiado.
El Estándar de Soldadura de la OSHA
Los requisitos específicos para asegurar la seguridad de los trabajos de soldar y cortar se cubren
bajo el estándar 29 CFR 1910.252 de la OSHA. Siguen abajo algunos requisitos seleccionados del
estándar: • Los cilindros de gas comprimido tienen que mantenerse alejados de radiadores y otras
fuentes de calor y tienen que almacenarse verticalmente en un lugar ventilado y seco por lo menos
20 pies de materiales muy combustibles tal como el aceite. Los cilindros deben mantenerse
alejados de elevadores, escaleras u otros espacios donde pueden caerse o dañarse.
• Los sistemas de tubería tienen que examinarse y comprobarse impermeable a gases 1.5 veces
la presión máxima de operación, y se purgarán completamente con aire antes de ponerse en
servicio. Los sistemas de tubería en servicio tienen que protegerse con aparatos de descompresión.
• Las mangueras que muestran fugas, quemaduras, lugares desgastados u otros defectos tienen
que repararse o reemplazarse.
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• Los cortadores y soldadores tienen que tener capacitación adecuada sobre el funcionamiento
seguro de su equipo y sobre el uso seguro del proceso.
• El soldador debe encerrarse en una cabina individual, o por pantallas no combustibles, que
están pintadas con un acabado de baja reflectividad tal como el óxido de cinc o el negro de humo
(para absorber radiaciones ultravioletas). Otras personas juntas al área de soldar tienen que
protegerse con pantallas no combustibles o resistentes al fuego o tienen que usar goggles
apropiados. Las cabinas o pantallas deben permitir la circulación de aire al nivel del piso.
• Todos los peligros movibles en los alrededores de los trabajos de soldadura tienen que llevarse
a un lugar seguro. Si no se pueden mover todos los peli- gros de incendio, se tienen que usar
barreras para contener el calor, chispas y escoria.
• Equipo adecuado para apagar incendios tiene que mantenerse listo para su uso inmediato.
• Se requieren vigilantes cuandoquiera que se realizan trabajos de soldadura en un lugar donde
puede surgir un incendio mayor. Una vigilancia contra incendios tiene que mantenerse al menos
media hora después de haber terminado trabajos de soldadura para detectar y extinguir posibles
incendios lentos.
• No se llevará a cabo ningún trabajo de soldar, cortar u otro trabajo caliente en los bidones,
barriles, tanques u otros contenedores usados hasta que hayan sido limpiado completamente (se
recomienda también una purga con un gas inerte).
• Hay que usar protección para los ojos durante todos los trabajos de soldar o cortar al arco,
soldar con gas, cortar con oxígeno, soldar a resistencia o soldar con latón (el grado correcto de
tinte debe seleccionarse).
• Al tener que entrar un soldador a un espacio reducido por una boca de alcantarilla u otra
abertura pequeña, un ayudante con un procedimiento de rescate ya planeado tiene que emplazarse
1M2 – MECÁNICA 2014 33
afuera para observar al soldador a toda hora y para poner en marcha la operación de rescate, si es
necesario.
• Se requiere ventilación especial y/o respiradores para los espacios reducidos, para los
compuestos de limpieza, al encontrar compuestos de flúor, cinc, plomo, berilio, cadmio y mercurio
y al cortar acero inoxidable.
• Etiquetas de advertencia son obligatorias para todos los metales de relleno y los fundentes que
contienen compuestos de flúor (fluoruros).
Medidas de seguridad personal para soldar:
GORRO:
Protege el cabello y el cuero cabelludo, especialmente cuando se hace soldadura en posiciones.
MASCARILLAS RESPIRATORIAS PARA HUMOS METÁLICOS:
Esta mascarilla debe usarla siempre debajo de la máscara para soldar. Estas deben ser
reemplazadas al menos una vez a la semana.
MÁSCARA DE SOLDAR:
Protege los ojos, la cara, el cuello y debe estar provista de filtros inactínicos de acuerdo al proceso
e intensidades de corriente empleadas.
GUANTES DE CUERO:
Tipo mosquetero con costura interna, para proteger las manos y muñecas.
COLETO O DELANTAL DE CUERO:
Para protegerse de salpicaduras y exposición a rayos ultravioletas del arco.
1M2 – MECÁNICA 2014 34
POLAINAS Y CASACA DE CUERO:
Cuando es necesario hacer soldadura en posiciones verticales y sobre cabeza, deben usarse estos
aditamentos, para evitar las severas quemaduras que puedan ocasionar las salpicaduras del metal
fundido.
ZAPATOS DE SEGURIDAD:
Que cubran los tobillos para evitar el atrape de salpicaduras.
IMPORTANTE:
Evite tener en los bolsillos todo material inflamable como fósforos, encendedores o papel celofán.
No use ropa de material sintético, use ropa de algodón
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V. Conclusiones
En todos los casos, una buena soldadura requiere personal altamente calificado y con requisitos
específicos en cada proceso para lograr una unión perfecta de las piezas a soldar.
Los procesos de soldadura han ido evolucionando rápidamente, con métodos cada vez más
confiables y de bajo costo. Luego de la Primera y Segunda Guerra Mundial fueron desarrolladas
varias técnicas modernas de soldadura, incluyendo métodos manuales como la Soldadura de metal
por arco.
En la industria metalúrgica, el 90% de los conjuntos (piezas armadas) se unen con soldadura,
de tal modo que la capacitación del personal en este tema es fundamental, ya que si no se realiza
por personal especializado, no hay calidad alguna.
Si bien cada proceso posee características particulares, todos se caracterizan por la unión de dos
materiales, generalmente metales o termoplásticos, en la cual las piezas son soldadas fundiendo
ambas que, al enfriarse, se convierte en una unión fija.
Se puede decir que en la actualidad, la soldadura es un proceso de fabricación que se aplica a
muchas ramas de la actividad industrial. Diversas industrias como la autopartista, agrícola y la
industria de electrodomésticos, utilizan diferentes técnicas de soldadura para la obtención de
productos, siendo éste un proceso clave, ya que una buena soldadura determinará entre otros
elementos, la calidad del producto final.
Es importante tener en cuenta la limpieza del material, el tipo de material, el espesor, saber
seleccionar el proceso de acuerdo a lo anterior, la economía y rapidez. Los problemas que pueden
aparecer durante el proceso dependen mucho de la habilidad manual del operario y de la capacidad
de asimilación, por eso generalmente en un grupo hay un 30% de excelentes soldadores, otro tanto
de buenos y los restantes regulares o malos.
Se puede decir que una soldadura es correcta si está libre de defectos y este es un tema que
durante la capacitación, cualquiera sea el proceso de soldadura, lo explicamos en profundidad, lo
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primero es realizar un examen visual con un ojo crítico y experto luego se pueden hacer
ultrasonido, radiografía, tintas, etc.
Salvo que se busque a un soldador certificado en un determinado tipo de soldadura y que posea
una certificación otorgada por un organismo autorizado, generalmente cuando las empresas buscan
un soldador, se los somete a la realización de algún tipo de probeta para comprobar que sepa soldar,
muchas veces el que lo evalúa dentro de la empresa no sabe mucho más que el soldador, por eso
es importante la capacitación y la certificación que acredita que el trabajador es competente para
desempeñarse con eficiencia en el puesto de trabajo. Esta certificación hoy en día es reconocida
por el sector empresario y esto reduce el período de prueba dentro de la empresa.
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VI. Anexos
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