trabajo de soldadura

7/16/2019 Trabajo de Soldadura

1/65

RESEA HISTORICA DE LA SOLDADURA.

Es Indudable que el primer paso para la invencin de la soldadura lo

produjo Sir Humphry Davy en 1801 cuando descubri que era posible conducir

electricidad en el aire entre dos electrodos; realmente descubri el arco elctrico.

Los primeros electrodos en usarse fueron varillas sin ningn

recubrimiento, las cuales produjeron arcos inestables, cordones amorfos,

excesivas salpicaduras, y altsima fragilidad del metal de soldadura por causa de la

contaminacin del charco.

En el proceso de desarrollo de la soldadura, se comenzaron a utilizar

revestimientos de diversos materiales orgnicos e inorgnicos; aunque en

principio se hizo simplemente para generar estabilidad al arco, ms que para

producir soldaduras limpias.

En el ao 1885, el ruso N Bernardos, determina la posibilidad de generar

un charco metlico entre dos electrodos (un ctodo de carbn y un nodo de

metal) para unir piezas metlicas. l patenta el primer equipo de soldadura en

Inglaterra. Slavianoff es el primero en crear un electrodo (metlico) consumible,

en 1892.

El sueco Oscar Kjellberg, es el primero en patentar un electrodo revestido

(1907) fue el fundador de la compaa ESAB.

En USA (1912), los seores Strohmenger-Slaughter patentaron el primer

electrodo con grueso recubrimiento, el cual comenz a utilizarse a nivel industrial.

Este tuvo una aceptacin bastante lenta por causa de su precio. Desde los inicios

de la dcada de los 20s, se comenz a investigar sobre la proteccin gaseosa para

la operacin de soldeo, pero por causa del desarrollo del proceso SMAW, se

perdi el inters por los procesos con atmosfera protectora de gas.


2/65

Entre los aos 1930 - 1935 las operaciones con el proceso SMAW

alcanzaron las reas de infraestructura pesada; fue en aquellos tiempos que se

construyeron los primeros barcos totalmente soldados tanto en USA como en

Alemania.

Simultneamente (ao 1932) comenzaban a hacerse experimentos con electrodos

continuos protegidos por fundentes granulados, a partir del ao 1935 se consolido

el proceso SAW en la construccin de barcos y la fabricacin de tuberas; fue

tambin en aquel ao (1935) que se introdujo la utilizacin de la Corriente

Alterna, la cual frente a sus ventajas estaban sus dificultades en cuanto a

estabilidad del arco, causas que fomentaron la creacin de mejores revestimientospara los electrodos SMAW.

El primer proceso con proteccin gaseosa fue llamado HELIARC,

denominado as por causa que el primer gas de proteccin fue el Helio, y es el

proceso conocido como GTAW, en principio se utilizaba con CC, se fue

optimizando al utilizarlo con CA, y posteriormente con la implementacin de las

unidades de Alta Frecuencia con lo cual se logro mayor estabilidad del arco as

como la posibilidad de soldar metales con alta conductividad trmica y de

reducidos espesores. Ya para el comienzo de la dcada de los 40s, se consolid el

uso del Argn como gas protector del arco.

Entre los aos 1938 - 1940, se descubri que por causa de las altas

temperaturas del centro del arco, los elementos del recubrimiento (fundente) al

descomponerse atmicamente; producan CO; de tal manera que resulto en un

gas de excelentes cualidades como agente protector del arco.

El proceso GTAW se consolido en la produccin de soldaduras sobre

metales muy reactivos, y de limitados espesores; de tal manera que aun exista una

falencia en cuanto a procesos productivos, es por esto que para el ao 1948 se

creo el proceso GMAW partiendo del anterior; al imitar el Wolframio con un

electrodo de alambre continuo.


3/65

El proceso inicialmente utilizo gases activos (He, Ar) y posteriormente gas

inerte (CO) los cuales hasta hoy se siguen utilizando. En aras de la generacin de

un proceso de alta productividad, pero mas sencillo que el GMAW, se comenz a

ensayar con electrodos revestidos de gran longitud, pero estos al ser enrollados

agrietaban y desadheran el recubrimiento; por ello y despus de varias

investigaciones, para el ao 1957 se lanzo al mercado el proceso FCAW, el cual

inicialmente se utilizara con gas de proteccin y despus sin este.

Hoy da encontramos gran variedad de electrodos para diferentes

aplicaciones tanto para construccin como tambin para reparacin y

recubrimientos duros, para utilizarse con o sin gas. El avance tecnolgico ha

llevado a optimizar y a derivar procesos, mas que a crear nuevos, tenemos por

ejemplo las aplicaciones lser, electroescoria, y hasta la creacin de piezas

completamente por soldadura, sin ningn tipo de maquinado.

Es indudable que de los procesos productivos existentes; sean el FCAW y

el GMAW los de mayor trascendencia, estos se utilizan en la construccin de

lneas de tuberas, estructuras, tanques de almacenamiento; as como tambin en

la fabricacin de elementos metlicos industriales.

SOLDADURA, CLASIFICACION Y EQUIPOS Y PROCESOS PARA

SOLDADURA.

DEFINICIN DE SOLDADURA

El trmino soldadura lo podemos definir como la unin mecnicamente

resistente de dos o ms piezas metlicas diferentes. La primera manifestacin de

ello, aunque poco tiene que ver con los sistemas modernos, se remonta a los

comienzos de la fabricacin de armas. Los trozos de hierro por unir eran

calentados hasta alcanzar un estado plstico, para ser as fcilmente deformados

por la accin de golpes sucesivos. Mediante un continuo golpeteo se haca


4/65

penetrar parte de una pieza dentro de la otra. Luego de repetitivas operaciones de

calentamiento, seguidos de un martilleo intenso, se lograba una unin

satisfactoria. Este mtodo, denominado caldeado, se continu utilizando hasta

no hace mucho tiempo, limitando su uso a piezas de acero forjable, de diseo

sencillo y de tamao reducido.

CLASIFICACIN DE SOLDADURA

Soldadura blanda y soldadura fuerte

Las soldaduras blanda y fuerte son procesos que unen metales con un

tercer metal de enlace, el cual se introduce en la junta en estado lquido, dejndolo

solidificar. Estos procesos tienen un amplio uso comercial en la unin de

pequeos ensambles y partes elctricas.

Soldadura Blanda

La soldadura blanda es la unin de dos piezas de metal por medio de un

metal diferente que se aplica entre ellas en estado lquido, a una temperatura que

no excede de los 430 C. En este proceso se produce una pequea aleacin con el

metal base, y se obtiene una resistencia adicional por adherencia mecnica. Se

usan principalmente las aleaciones de plomo y estao que tienen un rango de

fusin de 180 a 370 C y la resistencia de la junta se determina ampliamente por

la calidad adhesiva de la aleacin.

En el diagrama de fase plomo-estao de la Fig.1.1, se muestran las

caractersticas de la mayora de las soldaduras blandas. Una aleacin 50-50,

comn en la mayora de las soldaduras blandas fluye a 220 C. Para obtener

mejores propiedades fsicas o para reducir precios, algunas soldaduras contienen

otros elementos tales como el cadmio, plata, cobre o zinc.


5/65

Figura.1.1 Diagrama de fase plomo-estao

Aunque se puede emplear cualquier mtodo de calentamiento tal como la

inmersin, horno, soplete o resistencia elctrica, la mayora de soldaduras blandas

se hacen con cautn que es adecuado para partes pequeas y metales de bajo

calibre. Se calienta el cautn y se alimenta soldadura a la junta en forma de

alambre. La limpieza es importante en todas las operaciones de soldadura blanda y

es necesario un fundente.

Soldadura Fuerte

En la soldadura fuerte, se introduce una aleacin no ferrosa en estado

lquido entre las piezas del metal a unir y se deja solidificar. Teniendo el metal de

aporte, una temperatura de fusin mayor de 430 C, pero menor que la

temperatura de fusin del metal de base, se distribuye entre las superficies por

atraccin capilar.

La soldadura con latn es similar a la soldadura fuerte ordinaria excepto

que el metal de aporte no se distribuye por atraccin capilar. En este proceso, el

metal de aporte se funde y deposita en el momento en que se efecta la soldadura.

En ambos casos se requieren fundentes especiales para remover los xidos

superficiales y para dar al metal de aporte la fluidez necesaria para empapar por

completo las superficies a unir.


6/65

Los latones y aleaciones que se usan comnmente para soldadura fuerte

son los siguientes:

1. Cobre: punto de fusin 1083 C.

2. Aleaciones de cobre: aleaciones de latn y bronce teniendo sus puntos

de fusin en el rango de 870 a 1100 C.

3. Aleaciones de plata: con temperaturas de fusin en el rango de 630 a

845 C.

4. Aleaciones de aluminio: con temperaturas de fusin en el rango de 570 a

640 C.

Los tipos bsicos de juntas encontrados en soldaduras son, en traslape, a

tope y diseos achaflanados, como se muestran en la Fig.1.2 Se usan diversas

modificaciones de estas juntas en la produccin de soladura fuerte, dependiendo

de la forma de las piezas a unir. De las tres juntas que se muestran, la junta en

traslape es la ms resistente debido a que tiene mayor rea de contacto. El claroentre la junta es importante, pues debe haber suficiente espacio para que la

atraccin capilar posibilite la distribucin del metal de aporte.

Figura.1.2 Juntas comunes de soldadura fuerte


7/65

En la Tabla 1.1 se enlistan los procesos que tienen amplio uso comercial

en la unin de ensambles pequeos y de partes elctricas.

Los procesos de soldadura fuerte se clasifican de acuerdo al mtodo

empleado para calentar el ensamble. El proceso seleccionado depende de factores

tales como el metal de aporte empleado, equipo disponible, costo y diseo del

ensamble a unir. El soplete oxiacetilnico proporciona una excelente fuente de

calor para muchas aplicaciones.

En cualquier operacin de soldadura fuerte, primero se debe limpiar la

junta de toda suciedad, aceite u xidos, y con un claro apropiado para el metal de

aporte se ensamblan las piezas correctamente. Adems del fundente empleado

durante el proceso puede necesitarse una limpieza mecnica o qumica en lapreparacin de la junta. Comnmente se emplea el brax como fundente, ya sea

simple o en combinacin con otras sales. De acuerdo con la Tabla 1.1, se pueden

emplear los siguientes cuatro mtodos en el calentamiento del metal para

completar una junta:

Sumergiendo las partes ensambladas en un bao de metal de aporteo de fundente. Cuando se sumerge en bao de fundente, que se mantiene a una

temperatura suficiente para derretir al metal de aporte, se debe sujetar al ensamble

con seguridad en un montaje y llenar previamente a la junta con la aleacin de

soldadura fuerte.

Soldadura fuerte con horno, en la que los ensambles se sujetan enposicin por medio de montajes y se introducen en un horno de atmsfera

controlada mantenido a una temperatura adecuada para derretir el metal de aporte.


8/65

Estos hornos se pueden calentar ya sea por gas o elctricamente y ser de tipo por

lote o contino.

La soldadura fuerte con soplete es similar a la soldadura

oxiacetilnica. En sta se aplica calor localmente por medio de un soplete

oxiacetilnico u oxhdrico y el metal de aporte en forma de alambre se derrite en

la junta. El fundente se aplica por inmersin del alambre.

En la soldadura fuerte, el calor se puede aplicar por resistencia,induccin o por arco. De estos mtodos, los dos primeros son los ms

frecuentemente empleados debido a su rapidez y a la precisin del control de la

temperatura.

Para facilitar la rapidez en la soldadura fuerte, usualmente se prepara al

metal de aporte en forma de anillos, arandelas, varillas y otras formas especiales

que se ajustan a las juntas a soldar. Esto asegura tener la cantidad apropiada de

metal de aporte disponible para la junta, as como tenerla colocada en posicin

correcta.

Una ventaja del proceso de soldadura fuerte es la de efectuar juntas en

materiales difciles de soldar, en metales no similares y en secciones de metal

extremadamente delgadas. Por aadidura, el proceso es rpido y da como

resultado una junta de apariencia ntida que requiere de un mnimo acabado. La

soldadura fuerte se usa para el ensamble de tubos para aditamentos, puntas de

carburo para herramientas, radiadores, cambiadores de calor, unidades elctricas y

reparacin de piezas fundidas.

Juntas soldadas

Para que una junta soldada sea eficiente, debe estar adecuadamente

diseada de acuerdo al servicio a que se destina. En la Fig. 1.3 se puede ver


9/65

algunos tipos comunes. Algunas, tales como las soldaduras a tope, se pueden an

subdividir ya que varan de forma de acuerdo al espesor del material.

Las juntas para soldadura por forja difieren en la manera de prepararse yno se asemejan a las que se muestran en la figura. Las juntas en traslape y a tope

se usan comnmente en soldadura por resistencia. Las juntas para soldadura por

resistencia se deben preparar con mayor precisin y tener ms limpieza que

aquellas para otros procesos. Las soldaduras por arco y gas emplean los mismos

tipos de juntas.

Figura.1.3 Tipos de juntas soldadas: A, Junta a tope. 8, De forma V simple. C, Doble V

(placas gruesas). D, Forma U (fundicin gruesa). E, Junta con rebordes (metal delgado). F, Junta a

tope con sobre junta. G, Junta en traslape (con cordn doble o simple). H, Junta traslapada con

empalme en bayoneta (soldadura doble o simple). 1, Junta en forma de T (cordones). J, Soldadura en

esquina (para placas delgadas). K, Juntas angulares (metal delgado). L, Junta taponada o remachada.


10/65

Soldadura por Forja

La soldadura por forja fue la primera forma de soldadura y la nica en uso

general por muchos siglos. Brevemente, el proceso consiste en el calentamientodel metal en una fragua hasta un estado plstico y luego se une por presin. El

calentamiento se efecta usualmente en una fragua que quema carbn o coque,

aunque las instalaciones modernas emplean frecuentemente hornos de petrleo o

gas.

El proceso manual est limitado naturalmente al trabajo ligero debido a

que todo el formado y la soldadura se realizan con un mazo. Antes de efectuar la

soldadura, a las piezas se les da la forma correcta de manera que, cuando sesueldan se unirn primero en el centro. Conforme se martillean del centro hacia

las orillas, se eliminarn cualquier xido o partculas extraas. El proceso de

preparacin del metal se conoce como biselado.

La soldadura por forja es ms bien lenta y hay peligro considerable de la

formacin de una costra de xido en la superficie. La oxidacin se puede

contrarrestar un poco usando una capa de aceite grueso y cubriendo las superficies

con un material fundente que disuelva los xidos. Se emplean comnmente brax

en combinacin con sal amoniaca. Cuando hay secciones de espesores diferentes,

el calentamiento debe ser lento. Cuando las piezas se calientan a una temperatura

deseada se llevan al yunque y se martillean.

Para este tipo de soldadura, se recomiendan el acero de bajo carbono y el

hierro forjado, pues tienen un amplio rango de temperatura de soldadura. El rango

de la soldadura disminuye en tanto el contenido de carbn aumenta.

Soldadura con Gas

La soldadura con gas incluye todos los procesos en que se emplean gases

en combinacin para obtener una flama caliente. Aquellos que se usan


11/65

comnmente son el acetileno, gas natural, y el hidrgeno en combinacin con

oxgeno.

La soldadura oxhdrica fue el primer proceso por gas que se desarrollcomercialmente. La temperatura mxima alcanzada por este proceso es de

1086C. El hidrgeno se produce ya sea por la electrlisis del agua o haciendo

pasar vapor a travs del coque. La combinacin que ms se usa es el proceso

oxiacetilnico que tiene una temperatura de flama de 3 500C.

Soldadura Oxiacetilnica

Una soldadura oxiacetilnica se produce calentando con una flama que se

obtiene de la combustin del oxgeno y acetileno, con o sin el uso de un metal de

aporte. En la mayora de los casos, la junta se calienta a un estado de fusin y por

regla general, no requiere de presin.

Oxgeno y el acetileno se almacena en cilindros de acero de diversostamaos como se ve en la Fig. 1.4, a una presin de 14 MPa.

Figura 1.4. Cilindros y reguladores para soldadura oxiacetilnica.


12/65

En la Fig. 1.5 se muestra un diagrama esquemtico de un soplete para

soldar con su suministro de gas. Las presiones de gas se controlan en el suministro

por vlvulas reguladoras, y se hace un ajuste final manualmente en el soplete. La

graduacin de la proporcin de los dos gases es de extrema importancia debido a

que pueden ser variadas las caractersticas de la flama.

Figura 1.5 Dibujo esquemtico de un soplete para soldadura

oxiacetilnica y el suministro de gas.

Los tres tipos de flamas que se pueden obtener son reductores, neutrales y

oxidantes. De las tres, la flama neutral que se muestra en la Fig. 1.6 tiene una

aplicacin ms amplia en operaciones de soldadura y corte. El cono interior,

luminoso en la punta del soplete requiere aproximadamente de una mezcla uno a

uno de oxgeno y acetileno y es el resultado de la reaccin indicada en la figura.

Este cono est rodeado por una flama envolvente exterior que es solo

dbilmente luminosa y ligeramente azul en color. El oxgeno que se requiere para

esta flama proviene de la atmsfera. Se obtiene una temperatura mxima de 3300

a 3 500 C en la punta del cono luminoso.

Figura 1.6 Esquema que muestra las temperaturas alcanzadas en una

flama neutral.


13/65

Cuando hay un uso excesivo de acetileno, se produce un cambio marcado

en la apariencia de la flama. En esta flama se encontrarn tres zonas en lugar de

las dos descritas anteriormente. Hay un cono intermedio de color blanquecino

entre el cono luminoso y el envolvente exterior, cuya longitud est determinada

por la cantidad de exceso de acetileno. Esta flama que se conoce como flama

carburizante y reductora, se usa en la soldadura de metal monel, nquel, ciertas

aleaciones de acero, y muchos de los materiales no ferrosos endurecidos

superficialmente.

Si el soplete se ajusta para proporcionar exceso de oxgeno, se obtiene una

flama similar en apariencia a la flama neutral, excepto que el cono luminoso

interior es mucho ms corto y el envolvente exterior parece tener ms color. Esta

flama oxidante se puede usar en la soldadura por fusin del latn y bronce, pero

no es deseable en otras aplicaciones.

Los usos y ventajas de la soldadura oxiacetilnica son numerosos. El

equipo es comparativamente barato y requiere de poco mantenimiento. Es porttil

y se puede usar con igual facilidad en el campo que en la fbrica. Con una tcnica

adecuada, se pueden soldar prcticamente todos los metales, y el equipo se puedeemplear tanto para corte como para soldadura.

Soldadura Oxhdrica

Puesto que el oxihidrgeno arde a 2 000 C, que es una temperatura mucho

menor que la de oxgeno y acetileno, se emplea principalmente para soldar

lminas delgadas, aleaciones de bajo punto de fusin y algunos trabajos de

soldadura fuerte. Mientras que se puede usar el mismo equipo para ambos

procesos, son ms difciles los ajustes de la flama en la soldadura de hidrgeno

porque no hay un color distintivo para juzgar las proporciones del gas.


14/65

Se recomienda una atmsfera reductora y el proceso se caracteriza por la

ausencia de xidos formados en la superficie de la soldadura. La calidad de estas

soldaduras es igual a la que se obtiene por medio de otros procesos.

Soldadura Aireacetilnica

El soplete que se usa en este proceso es similar en construccin a un

mechero Bunsen en el que se sopla aire segn se requiera para una combustin

correcta. Puesto que la temperatura es ms baja que la que se obtiene por mediode otros procesos de gas, este tipo de soldadura tiene un uso limitado; por

ejemplo, para la soldadura de plomo y para operaciones de soldadura fuerte o

blanda a baja temperatura.

Soldadura por Gas y Presin

En la soldadura por gas y presin, las reas empotradas de las partes a unir

se calientan con flamas oxiacentilnicas a una temperatura de soldadura de

aproximadamente 1200 C y se aplica presin. Hay dos mtodos en uso comn.

En el primero, que se conoce como mtodo de junta cerrada, en el que las

superficies a unir se mantienen juntas bajo presin durante el periodo de

calentamiento. Se usan sopletes multiflama, con enfriamiento de agua, diseados

para rodear totalmente a la junta.

Durante la operacin de calentamiento los sopletes se oscilan ligeramente

hacia adelante y atrs para eliminar el calentamiento local excesivo. En tanto el

calentamiento aumenta, los extremos, que se preparan con un ligero chafln, se

cierran. Cuando se alcanza la temperatura correcta, se aplica una presin de

refuerzo adicional. Para el acero de bajo carbono la presin inicial es menor de 10

MPa y la presin de refuerzo es de unos 28 MPa


15/65

El segundo mtodo o de junta abierta, mostrado en la Fig. 1.7, emplea un

soplete mutiflama plano que se coloca entre las dos superficies a unir. Este soplete

calienta a las superficies uniformemente hasta que se forma una pelcula de metal

fundido sobre cada una de ellas.

Entonces se retira rpidamente el soplete, y las dos superficies se

aproximan con fuerza y se sostienen a una presin de 28 MPa hasta que se

produce la solidificacin. No se usa metal de aporte y la calidad de la soldadura

est determinada por las propiedades del metal que se une.

Figura 1.7 Dibujo esquemtico mostrando la soldadura a tope por gas

y presin.

Soldadura por Resistencia

En este proceso, se hace pasar una alta corriente elctrica a travs de los

metales la cual produce calor local en la junta, aplicndose presin para completar

la junta. Un transformador en la mquina soldadora reduce el voltaje de la

corriente alterna de 120 o 240 V a cerca de 4 o 12 V y eleva el amperaje

suficientemente para producir una buena corriente de calentamiento.


16/65

Cuando la corriente pasa a travs del metal, la mayor parte de

calentamiento se produce en el punto de resistencia ms grande de la trayectoria

elctrica, que es en la interfaz de las dos lminas. Es aqu en donde se produce la

soldadura. La cantidad de corriente necesaria es de 50 a 60 MVA/m2 del rea a

unir, basada en un tiempo de aproximadamente 10 s. La presin necesaria para

efectuar la soldadura variar de 30 a 55 MPa.

La soldadura de resistencia es esencialmente un proceso de produccin

adaptado a la unin de metales de bajo calibre que se pueden traslapar. El equipo

es usualmente conveniente para un slo tipo de soldadura y la pieza se debe

trasladar a la mquina.

Es el nico proceso que emplea la accin de la presin en la soldadura

durante una aplicacin de calor regulada con precisin. La operacin es rpida. Se

pueden soldar prcticamente todos los metales por medio de soldadura de

resistencia, aunque algunos pocos, tales como el estao, zinc y plomo, se pueden

soldar nicamente con gran dificultad.

En toda soldadura por resistencia se deben considerar los tres factores

expresados en la frmula: calor A2 t, donde A es la corriente de soldadura en

amperes, la resistencia entre los electrodos empleados y t el tiempo. Para

buenas soldaduras se deben considerar cuidadosamente estas tres variables;

corriente, resistencia y tiempo, y determinarse por factores tales como el espesor,

clase de material y tamao del electrodo.

El cronometraje de la corriente de soldadura es importante. Debe haber un

retraso ajustable despus que se ha aplicado la presin hasta que se inicia la

soldadura. Entonces la corriente se hace pasar por el contador de tiempo y se

mantiene el tiempo suficiente para la soldadura. Luego se suspende, pero la

presin permanece hasta que la soldadura se enfra, de esta manera los electrodos

no producen arco y se protege tambin a la soldadura de descoloramiento. La

presin para la soldadura se puede obtener manualmente, por medios mecnicos,

por presin de aire, resortes o por medios hidrulicos. Se debe controlar y

coordinar su aplicacin con la corriente de soldadura.


17/65

Los procesos de soldadura por resistencia son los siguientes:

Soldadura por puntos,

En esta forma de soldadura por resistencia, se sujetan dos o ms lminas

entre electrodos metlicos como se muestra en la Fig. 1.8. El ciclo de la soldadura

comienza con los electrodos tocando al metal bajo presin antes de que se aplique

la corriente, y por un periodo conocido como tiempo de prensado. Se hace pasar

entre los electrodos una corriente de bajo voltaje y con suficiente amperaje,

provocando que el metal en contacto se eleve rpidamente a una temperatura de

soldadura.

Tan pronto como se alcanza la temperatura, la presin entre los electrodos

comprime al metal y la soldadura se completa. Este periodo que se le conoce

como el tiempo de soldadura es usualmente de 3 a 30 Hz. En seguida mientras lapresin todava acta, la corriente se suspende por un periodo llamado tiempo de

sostenimiento, durante el cual el metal restituye cierta resistencia por

enfriamiento. Entonces se suelta la presin, y ya sea que se retire la pieza de la

mquina o solamente se mueva para que se pueda soldar otra porcin. Este es el

tiempo de desconexin.


18/65

Figura 1.8. Diagrama de una mquina soldadora por puntos.

Figura 1.9 Distribucin de la temperatura en la soldadura por puntos.

Se hacen mquinas soldadoras por puntos de tres tipos generales:

estacionaria de un solo punto, porttil de un solo punto, y multipunto.

Soldadura con Resaltes

La soldadura con resaltes, que es un proceso similar a la soldadura por

puntos, se ilustra en el diagrama lineal de la Fig. 1.10. Las soldaduras con resaltes

se producen en puntos determinados en las piezas sostenidas bajo presin entre

electrodos apropiados. Para soldar lminas de metal de esta manera, se colocan

primero en una prensa troqueladora, que hace pequeos resaltes o protuberancias

en el metal. Estos resaltes se hacen con un dimetro en la cara igual al espesor del

material y se extienden por encima de ste cerca de un 60% de su espesor. Tales

puntos de resalte o crestas se hacen en todos los puntos en que se desea soldar.

Este proceso se emplea tambin para la soldadura de malla de alambre y

para piezas en las que las crestas se producen por medio de maquinado. Con este

proceso, se pueden efectuar numerosas soldaduras simultneamente. La nica


19/65

limitacin en nmero est en la capacidad de la prensa de proporcionar y distribuir

igualmente la corriente y presin correctas. Los resultados son generalmente

uniformes y la apariencia de la soldadura es con frecuencia mejor que en la

soldadura por puntos.

Figura 1.10 Soldadura con resaltes.

Soldadura por Costura

La soldadura por costura consiste en un enlace continuo sobre dos piezas

de lmina de metal traslapadas. La coalescencia se produce por el calentamiento

obtenido de la resistencia a la corriente. La corriente pasa a travs de las lminas

traslapadas que se sostienen bajo presin entre dos electrodos circulares.

Estos mtodos es, en efecto, un proceso continuo de soldadura por puntos,

aunque por lo general, la corriente no pasa de manera continua, sino que se regula

por medio de un contador de tiempo en la mquina. En la soldadura por costura a

alta velocidad, usando corriente continua, la frecuencia de la corriente acta como

interruptor.

La ms comn es la soldadura por costura de traslape simple que se

muestra en la parte superior de la figura. 1.11 Esta consta de un conjunto de

soldaduras por puntos traslapadas con suficiente solape de las lentejas para


20/65

producir una junta estrecha a presin. Este proceso se conoce como soldadura por

puntos con rodillo.

En el centro de la figura1.11 se muestra una soldadura por costuraestampada producida por reduccin en la cantidad de traslape de la lmina a un

valor pequeo. Se emplean electrodos planos, de caras anchas, que forjan a las

lminas mientras se sueldan. Esta accin de forja por los electrodos se conoce con

el nombre de estampado y ocurre simultneamente con la fusin de las lminas.

La soldadura por costura se emplea en la produccin de recipientes de

metal, mofles y defensas para automviles, gabinetes para refrigeradores y

tanques de gasolina. Las ventajas de este tipo de fabricacin incluyen, un mejordiseo, ahorro de materiales y bajos costos de produccin.


21/65

Figura 1.11 Tipos de soldaduras por costura.

Soldadura a Tope

Esta forma de soldadura, que se ilustra en la Fig. .1.12, es el agarre de dos

piezas de metal que tienen una misma seccin transversal y que se presionan

mientras se est generando calor por resistencia elctrica en la superficie de

contacto. Dentro de la operacin real, se sujeta primero la pieza en la mquina y

se aplica presin en las juntas. Entonces se hace pasar la corriente de soldadura yse produce calor, cuya proporcin depende de la presin del material y de las

condiciones superficiales.

Puesto que la resistencia de contacto vara inversamente con la presin, la

presin es menor en un principio y se aumenta a una cantidad necesaria para

efectuar la soldadura. La presin es comnmente de 15 a 55 MPa cuando se

alcanza la temperatura de soldadura. Este tipo de soldadura se adapta

especialmente para barras redondas, tubos, formas estructurales pequeas y

muchas otras piezas de seccin uniforme. Se han soldado exitosamente reas

mayores de 450 cm2, pero el proceso est limitado generalmente a reas pequeas,

debido a las limitaciones en corriente.

Figura 1.12 Esquema ilustrando formas de soldadura a tope en barras

de acero.


22/65

La Fig. 1.13 ilustra un tipo especial de sa1dadura por costura a tope que se

emplea en la produccin de tubos. Dos electrodos de disco conducen una corriente

de alto amperaje a travs de la junta, cual genera calor por medio de resistencia

elctrica en las superficies en contacto. Para tubos de pared delgada se pueden

usar corrientes de alta frecuencia que provienen de una bobina de induccin para

generar el calor en lugar de los electrodos. De otro modo, el proceso es el mismo.

Figura 1.13 Soldadura continua a tope por resistencia en tubo de

acero.

Soldadura por Chisporroteo

En la soldadura por chisporroteo, las partes se deben llevar a un contacto

muy ligero. Un voltaje alto inicia una accin de chisporroteo entre las dos

superficies y contina en tanto las partes avanzan lentamente y se alcanza la

temperatura de forja. La soldadura se completa por aplicacin de una presin de

forja suficiente, que va de 35 a 170 MPa. La pequea pestaa o resalte dejada

alrededor de la junta, se puede quitar fcilmente.

Frecuentemente.los factores determinantes en esta soldadura son, la forma

de la pieza y la naturaleza de la aleacin. Se han soldado exitosamente reas del

rango de 1 a 32.000 mm2 con soldadura por chisporroteo. Se requiere menos

corriente en este proceso, que en la soldadura a tope ordinaria; hay menos metal

removido alrededor de las juntas; el metal que forma la soldadura est protegido

de la contaminacin atmosfrica.


23/65

Mientras que muchos metales no ferrosos se pueden soldar

satisfactoriamente por chisporroteo, las aleaciones que contienen altos porcentajes

de plomo, zinc, estao y cobre no son recomendables para este proceso.

Soldadura por Percusin

Esta se basa en el efecto de arco para el calentamiento, ms que en la

resistencia del metal. Las piezas a soldar se sujetan aparte, una en un sujetador fijo

y la otra en un sujetador montado en una gua y soportada contra una fuertepresin de resorte. Cuando el sujetador mvil se libera, se mueve rpidamente,

llevando consigo la pieza a soldar. Cuando las piezas estn separadas

aproximadamente 1.6 mm, se produce una descarga repentina de energa elctrica,

provocando un intenso efecto inductor de arco sobre las superficies, elevndolas a

una alta temperatura. El arco se extingue por la explosin de percusin de las dos

piezas que se aproximan con suficiente fuerza para efectuar la soldadura.

Mediante este proceso se pueden unir exitosamente partes con diferente

masa y conductividad trmica, puesto que el calor se concentra slo en las dos

superficies. Algunos ejemplos son las soldaduras de puntas de estelita para

herramienta, cobre en aluminio o acero inoxidable, puntos de contacto de plata en

cobre, hierro gris en acero, alambres con plomo para lmparas elctricas y zinc en

acero.

Estas soldaduras se hacen sin ningn recalcado y rebaba en la junta. La

limitacin principal del proceso es que slo se pueden soldar pequeas reas,

hasta 650 mm2 de secciones aproximadamente regulares.

Soldadura por Induccin

La coalescencia en la soldadura por induccin se produce por el calor

obtenido de la resistencia que la ensambladura soldada opone al flujo de una


24/65

corriente elctrica inducida. Frecuentemente se emplea presin para completar 1a

soldadura. La bobina inductora no est en contacto con la ensambladura soldada;

la corriente es inducida al material conductor. La resistencia del material a este

flujo de corriente da como resultado que el calor se genere rpidamente.

Cerca de la superficie del metal fluye una corriente de alta frecuencia y ya

que el calentamiento es casi instantneo, no existe la posibilidad de que se formen

xidos nocivos. Las fuentes de energa para la mayora de soldaduras por alta

frecuencia son osciladores de tubos al vaco.

La soldadura por induccin se puede usar para la mayora de los metales y

se ha empleado con xito para metales no similares. Las aplicaciones incluyen lasoldadura de tubo por costura y a tope, recipientes sellados, metal de expansin

soldado y la fabricacin de varias formas estructurales de material plano.

Soldadura por Arco

La soldadura por arco es un proceso en el que la coalescencia se obtiene

por medio del calor producido por un arco elctrico entre la pieza y el electrodo.

El electrodo o metal de aporte se calienta a un estado lquido y se deposita en lajunta para efectuar la soldadura. Primero se hace contacto entre el electrodo y la

pieza para crear un circuito elctrico y, despus, separando los conductores, se

forma un arco. La energa elctrica es convertida en calor intenso en el arco, que

alcanza una temperatura de alrededor de5500 C. Para la soldadura por arco se

puede usar ya sea corriente alterna o directa, prefirindose la corriente directa para

la mayora de los propsitos.

Soldadura por Electrodo de Carbn

El arco de carbn se usa solamente como fuente de calor, y el soplete se

sostiene de un modo similar al empleado en soldadura por gas. Si se necesita

metal adicional, las varillas de aporte proporcionan el metal para soldar. Uno de


25/65

los primeros en ser empleados, fue el mtodo de arco de carbn doble. El arco se

encontraba entre los dos electrodos y no con la pieza. En la operacin el arco se

mantiene por encima de la pieza de 6.5 a 9.5 mm y se obtienen mejores resultados

con la pieza en posicin plana. El uso de este mtodo est limitado a las

soldaduras fuerte y blanda.

Un segundo proceso, que emplea un solo electrodo de carbn, es

considerablemente ms sencillo. El arco se crea entre el electrodo de carbn y la

pieza y cualquier metal de soldadura necesario lo proporciona una varilla por

separado. Tal arco es fcil de iniciar, pues el electrodo no se pega al metal.

Siempre se debe usar polaridad directa, pues el arco de carbn es inestable con

polaridad invertida.

Soldadura con Electrodo Metlico

Este proceso se inicia cuando el arco toca la pieza con un electrodo y se

retira rpidamente a una corta distancia, conforme el extremo del electrodo se est

derritiendo por el calor intenso, la mayor parte del mismo se transfiere a travs delarco en forma de pequeas gotas hacia el charco de fusin. Se pierde una pequea

cantidad por volatilizacin, y algunas gotas se depositan a lo largo de la soldadura

en forma se salpicaduras.

El arco se mantiene al mover uniformemente el electrodo hacia la pieza en

una proporcin que compense la porcin que se ha fundido y transferido a la

soldadura. Al mismo tiempo el electrodo se mueve gradualmente a lo largo de la

junta.

Para la soldadura ordinaria hay poca diferencia en la calidad de la

soldadura realizada por el equipo de cd y de ca. Las mquinas de ca constan

principalmente de transformadores estticos que son simples piezas de un equipo

que carece de partes mviles.

Se construyen mquinas soldadoras de este tipo en seis tamaos

especificados por NEMA, y se clasifican como de 150, 200, 300, 500, 750, y 1000


26/65

A. Para la soldadura manual que requiere de 200 A o ms, se prefiere un equipo

de ca. La mayora de los metales no ferrosos y muchas de las aleaciones no se

pueden soldar con un equipo de ca, ya que no se han desarrollado los electrodos

para este propsito.

La velocidad y facilidad de la soldadura, con mquinas soldadoras de ca y

cd son comparativamente iguales; sin embargo, para placas gruesas que usan

varillas de dimetro grande, la ca es ms rpida. Las mquinas de corriente directa

se pueden usar con todo tipo de electrodos de carbn y de metal, puesto que se

puede cambiar la polaridad para adaptarla al electrodo.

Figura 1.14 Dibujo esquemtico de la flama de arco.

Soldadura por Arco con Hidrgeno Atmico

En este proceso se mantiene un arco de ca de una sola fase entre dos

electrodos de tungsteno y se introduce hidrgeno en el arco. Conforme el

hidrgeno penetra al arco, hay un rompimiento de molculas en tomos, los cuales

se recombinan en molculas de hidrgeno fuera del arco. Esta reaccin va

acompaada de la liberacin de un calor intenso, que alcanza una temperatura de

alrededor de 6100 C.


27/65

El proceso de hidrgeno atmico difiere de los otros procesos de soldadura

por arco en que el arco se forma entre dos electrodos, como se muestra en la Fig.

1.15, ms bien que entre el electrodo y el metal. Esto hace del porta electrodo una

herramienta mvil, puesto que se puede mover de un lugar a otro, sin que se

extinga el arco.

La ventaja sorprendente de este proceso sobre otros, est en su habilidad

para proveer concentraciones de calor muy altas. Por aadidura el hidrgeno acta

tambin como escudo y protege a los electrodos y al metal fundido de la

oxidacin. Se puede usar metal de aporte del mismo anlisis del que se est

soldando, tanto con equipo automtico como manual. Muchas aleaciones difciles

de soldar por medio de otros procesos, se pueden tratar con xito. La mayora de

las aplicaciones de la soldadura con hidrgeno atmico, se efecta por medio del

proceso por arco con gas inerte protector.

Figura 1.15 Soplete para soldadura con hidrgeno atmico.

Soldadura por Arco con Gas Inerte Protector

En este proceso la coalescencia se produce por el calor que proviene de un

arco entre un electrodo de metal y la pieza, la cual est protegida por medio de


28/65

una atmsfera de argn, helio, CO2 o una mezcla de gases. Se emplean dos

mtodos: uno que usa electrodo de tungsteno con metal de aporte agregado, como

en la soldadura por gas (soldadura TIG, tungsteno inerte gas) y la otra que emplea

alambre de metal consumible como electrodo (soldadura MIG, metal inerte gas).

Ambos mtodos son adaptables tanto a soldaduras manuales como

automticas y no se requiere de fundente o alambre revestido para la proteccin de

la soldadura. El primer mtodo que emplea electrodo de tungsteno simple (no

consumible) se conoce tambin como soldadura por arco con tungsteno y gas y se

ilustra esquemticamente en la Fig. 1.16. En este proceso la zona de la soldadura

se protege por medio de una cubierta de gas inerte que se alimenta por medio del

portaelectrodo enfriado con agua.

El ms frecuentemente empleado es el argn, aunque se puede emplear

helio o una mezcla de ambos. Se puede usar ya sea corriente alterna o corriente

directa. La seleccin est determinada por la clase de metal que se va a soldar. Se

requiere corriente directa con polaridad directa para acero, hierro fundido

aleaciones de cobre y acero inoxidable, mientras que la polaridad invertida no

tiene uso amplio. Se usa corriente alterna para aluminio, magnesio, hierro fundidoy otros numerosos metales. La mayor parte de las soldaduras no consumibles, con

gas inerte se hacen manualmente.

Fig.1.16. Proceso de soldadura por arco con gas tungsteno.

El segundo mtodo de soldadura por arco con gas inerte protector, emplea

electrodos consumibles (soldadura por arco metlico con gas), se efecta por un


29/65

arco protegido entre el electrodo de alambre descubierto consumible y la pieza de

trabajo.

En este proceso que se muestra en la Fig. 1.17. La corriente directa depolaridad invertida proporciona un arco estable y ofrece la mayor entrada de calor

en la pieza de trabajo. Se recomienda generalmente para aluminio, magnesio,

cobre y acero. La polaridad directa con argn tiene un ndice alto de combustin,

pero el arco es inestable y con muchas salpicaduras.

Se usa ampliamente el gas dixido de carbono en la soldadura de aceros al

carbono y de baja aleacin. Como tiene una excelente penetracin produce

soldaduras sanas a alta velocidad.

Figura 1.17 Dibujo esquemtico del proceso de soldadura por arco

metlico con gas.


30/65

Mquinas Automticas para Soldadura por Arco

Tal soldadura es esencialmente la misma que la soldadura manual, excepto

que las unidades soldadoras estn prevista de controles que alimentan el alambre

conforme se consume y mueven ya sea el cabezal de soldadura o funcionan con

una velocidad adecuada. Algunos sistemas de control varan la velocidad de

alimentacin del electrodo, conforme vara el voltaje a travs del arco.

Dando tambin una longitud de arco uniforme, cuando se usa con unafuente de potencia que tiene un voltaje de salida constante. El electrodo y el metal

base fundido se protege de la oxidacin por medio del argn, helio, o dixido de

carbono.

Los prerrequisitos para una soldadura econmica con mquina son, un

volumen suficiente de produccin que justifique el equipo costoso y un producto

uniforme. Los ensambles se deben ajustar fcilmente y cada pieza debe ser del

mismo tamao y similar en contorno. El uso de mquinas soldadoras automticas

da como resultado un aumento en la velocidad de soldadura y una calidad

uniforme de la misma.

Soldadura por Puntos con Arco

Una aplicacin interesante de la soldadura por arco con gas inerte es la

realizacin de soldaduras provisionales de puntos, de tapn o soldadura por

costura por medio de un arco elctrico protegido con argn usando electrodos

consumibles. Para efectuar la soldadura, una pequea pistola con empuadura se

sujeta fuertemente contra de la pieza a soldar. En cuanto se suelta el gatillo, se

abre la vlvula de argn y se permite el paso de corriente a travs del electrodo

por un intervalo predeterminado (2 a 5 s) y entonces se cierran ambos.


31/65

Tambin se emplean pistolas para soldar por arco con tungsteno y gas usan

corriente directa para hacer soldaduras por puntos. Una ventaja de este equipo es

que las soldaduras por puntos se pueden hacer en lminas delgadas desde un solo

lado de la pieza.

Siendo un proceso de bajo costo, es particularmente recomendado en la

soldadura de ensambles con formas irregulares o muy grandes que son difciles de

soldar por puntos con equipo de resistencia.

Soldadura por Arco Sumergido

Este proceso se denomina as porque el arco metlico est protegido por

una cubierta de fundente granular fusible durante la operacin de soldadura. El

electrodo desnudo metido en el material granular, se alimenta a travs del cabezal

soldador, tal como se muestra en la Fig. 1.8. Este material se deposita a lo largo de

la costura a soldar y la accin completa de soldadura tiene lugar por debajo de

ella.

El arco se inicia ya sea golpeando por debajo del fundente a la pieza o

colocando inicialmente algn medio conductor tal como fibra de acero por

debajo del electrodo. El calor intenso del arco produce inmediatamente un charco

de metal fundido en la junta y al mismo tiempo funde una porcin de fundente

granular. Este material flota por encima del metal fundido, formando una cubierta

que elimina prdidas por salpicadura y protege a la junta de oxidacin.

Esta soldadura se limita a la soldadura plana, aunque se pueden hacer

soldaduras con pequeas inclinaciones o en juntas circunferenciales. Se

recomienda usar una banda de respaldo de acero, cobre o algn material

refractario en la junta, para evitar alguna prdida de metal fundido.

El proceso emplea altas corrientes, de 300 a 4000.A permiten altos grados

de transferencia del metal y de velocidad. Se obtiene penetracin profunda y se


32/65

pueden soldar la mayora de espesores comerciales de placas de metal con una

sola pasada. Como consecuencia, se pueden soldar placas delgadas sin

preparacin alguna, mientras que en la mayor parte de las otras slo se requiere

una pequea v.

La mayor parte de soldaduras por arco sumergido se hacen en aceros

aleados y de bajo carbono, pero tambin se puede usar en muchos metales no

ferrosos.

Figura 8.24 Dibujo esquemtico de la soldadura por arco sumergido.

Soldadura de Esprragos por Arco

La soldadura de esprragos es un proceso por arco con cd, desarrollado

para soldar los extremos de los esprragos en superficies planas. Se realiza con un

can para soldar en forma de pistola que sostiene al esprrago o sujetador a


33/65

soldar; cuando se presiona el disparador del can, se separa el esprrago para

formar un arco y luego se empuja contra el charco fundido por medio de un

resorte de retroceso. La operacin completa se controla por medio de un

cronmetro, preparado de acuerdo al tamao del esprrago a soldar. El arco se

protege rodendolo de un casquillo de cermica que tambin confina al metal en

el rea de soldadura, y protege del arco al operador.

Un can del tipo de percusin tiene un pequeo resalte en la punta del

esprrago. Conforme el esprrago se mueve hacia adelante, el resalte toca a la

pieza y se vaporiza provocando la formacin de un arco. La soldadura se completa

conforme el esprrago se mueve hacia la superficie del trabajo.

Soldadura por Electroescoria

La soldadura por electroescoria, otro de los procesos de soldadura por arco

metlico, tiene su mejor uso en la soldadura de placas gruesas estando la junta a

soldar en posicin vertical. El calor se obtiene de la resistencia de la corriente en

un fundente derretido elctricamente conductivo. Se alimentan continuamente uno

o dos electrodos a un charco fundido de escoria que mantiene una temperatura que

excede los 1800 C.

En la Fig. 1.19 se muestra un diagrama esquemtico del proceso. Para

iniciar la soldadura se crea un arco entre el electrodo y la placa inferior y se

mantiene hasta que se forma una capa suficientemente gruesa de escoria fundida.

Entonces la corriente fluye a travs de la escoria que mantiene una temperatura

suficiente para fundir los electrodos de alambre y las superficies de la pieza de

trabajo. En ambos lados de la junta hay deslizaderas de cobre con enfriamiento de

agua, que confinan al metal fundido y a la escoria.

En cuanto el metal se solidifica, las placas de cobre se mueven hacia

arriba automticamente. La proporcin est determinada por la velocidad a la que

se funden los electrodos y el metal de base. Se puede aadir escoria


34/65

continuamente desde una tolva area o usando alambre con ncleo de fundente. Se

prefiere el ltimo mtodo, pues el fundente entrante se lleva siempre a la parte

ms caliente del charco.

Las ventajas de este proceso incluyen la capacidad para soldar metales de

espesor muy grueso en un solo paso, mnima preparacin de la junta, alta

velocidad de soldadura y una buena distribucin de esfuerzo a travs de la

soldadura con poca deformacin. Tambin el metal de soldadura debe estar

protegido en todo momento de la contaminacin.

Figura 1.19. Proceso de soldadura por electroescoria.

Soldadura por Haz de Electrones

En la soldadura por haz de electrones, la coalescencia se produce por el

bombardeo de la pieza de trabajo con un denso haz de electrones a alta velocidad.


35/65

El metal se une al fundirse los bordes de la pieza, o por penetracin a travs del

material, y no se aade metal de aporte usualmente.

Este proceso se puede usar no slo para unir metales comunes, sinotambin metales refractarios, metales altamente oxidantes, y diversas

superaleaciones que han sido imposibles de soldar anteriormente. En la Fig. 1.20

se muestra un diagrama esquemtico de un can de electrones. Este can est

colocado dentro de una cmara de vaco, y dispuesto de tal manera que se puede

elevar, bajas o mover en un plano horizontal. Se puede posicionar al can

mientras se vaca la cmara antes de la operacin de soldadura.

Despus que la cmara se ha vaciado a una presin de cerca de l0 -4 mm

de mercurio, se energiza el circuito del haz y se dirige al punto deseado en la

soldadura. El haz permanece generalmente estacionario y la pieza se mueve a una

velocidad deseada a travs del haz de electrones. El rango de temperatura de este

can de electrones es suficiente para vaporizar tungsteno o cualquier otro

material conocido.

Figura 1.20 .Can de electrones usado para la Soldadura por haz de

electrones.


36/65

El proceso se adapta al control numrico para diversos componentes

electrnicos tales como los envases para condensadores. Se colocan varias

unidades en un portador fijo especial y despus del vaco, el rayo se dirige

alrededor de cada unidad a alta velocidad para efectuar la soldadura.

La soldadura por haz de electrones se puede efectuar en el aire o bajo una

cubierta de gas inerte, pero con algunas limitaciones. El haz de electrones se

forma dentro de un arreglo de la cmara similar a la mquina convencional de

vaco, luego pasa a travs de un orificio especial y finalmente a travs de argn o

helio hacia la pieza de trabajo. La efectividad mxima del haz es de 25 mm con

una limitacin en la pieza de trabajo de 13 mm. Mientras se aumenta la velocidad

de soldadura, las juntas no estn libres de contaminacin y el tamao de la

soldadura es mucho menor del que se obtiene por el mtodo de vaco. La unidad

sin vaco suplementa al proceso de soldadura al vaco convencional y aumenta el

rango de soldaduras que se pueden hacer por medio del haz de electrones.

Soldadura Laser

El laser ptico debido a su alta intensidad de calor se usa tambin para

soldadura. Puesto que el laser libera su energa en forma de luz se puede operar en

cualquier medio transparente sin que haya contacto con la pieza de trabajo.En

soldadura, la energa se libera mejor en forma de pulsos que de un haz continuo.

El haz se enfoca sobre la pieza de trabajo, en donde se ha de efectuar la junta, y el

calor intenso produce la fusin de soldadura. La soldadura laser es lenta y se usa

solamente para trabajos especiales que implican soldaduras pequeas. Su uso

mayor se encuentra en la industria electrnica.

Soldadura por Friccin

En la soldadura por friccin, la coalescencia se produce por el calor de

friccin generado por la rotacin de una pieza sobre otra bajo una presin axial

controlada. Las dos superficies en contacto se calientan a una temperatura de


37/65

fusin; el material adyacente se hace plstico. El movimiento relativo entre las

dos piezas se suspende y se aplica una presin de forja que recalca ligeramente a

la junta.

Esta presin puede ser igual o mayor que la presin que predomina durante

el calentamiento, dependiendo su valor, del material que se est soldando. La

rebaba producida durante el proceso tiende a separar de la junta las impurezas y

xidos superficiales.

En la Fig. 1.21. Se muestra esquemticamente el ejemplo para la soldadura

de dos ejes redondos. Para la soldadura de tubos se empleara un arreglo similar.

En su estado actual de desarrollo no se pueden soldar otro tipo de configuraciones,excepto en la que una varilla o tubo se rematan con una superficie plana. Las

velocidades de rotacin y la presin de contacto dependen del tamao de la pieza

y del tipo de material. Por ejemplo, para una barra de acero al carbono de 25 mm,

se recomienda una velocidad relativa de rotacin de 1500 rpm y una presin axial

de 10 MPa, mientras que para una barra del mismo tamao de acero inoxidable se

requieren 3000 rpm y 85 MPa.

La principal limitacin del proceso es que slo se pueden soldar pocas

configuraciones. Las ventajas atribuidas al proceso son: equipo simple,

produccin rpida de soldaduras sanas, poca preparacin requerida para las juntas

y bajos requerimientos de energa total. Tambin se puede soldar muchos metales

no similares y el ciclo de soldadura adecuado se puede programar fcilmente en la

mquina. La soldadura por friccin encuentra uso considerable en la soldadura de

plsticos.

Figura 1.21 Proceso que emplea calor generado por friccin para producir una soldadura.


38/65

Soldadura Aluminotermica

La soldadura aluminotermica es el nico proceso que emplea una reaccin

qumica exotrmica, con el propsito de desarrollar una alta temperatura y se basa

en el hecho de que el aluminio tiene una gran afinidad por el oxgeno y puede

usarse como agente reductor para muchos xidos. La mezcla o compuesto

aluminotrmica comn, consta de aluminio finamente molido y xido de hierro

mezclado a una proporcin de aproximadamente 1 a 3 con relacin a su masa.

El xido de hierro se encuentra generalmente en forma de costras de

laminacin. La mezcla no es explosiva y slo se puede inflamar a una temperatura

de cerca de 1500 C. Para iniciar la reaccin se usa un polvo de ignicin especial.

La reaccin qumica requiere de slo 30 s para alcanzar una temperatura de cerca

de los 2500 C. La mezcla reacciona de acuerdo con la ecuacin qumica.

8Al + 3Fe3O4 = 9Fe + 4Al2O3

En la Fig. 1.22 se ilustra el mtodo de cmo preparar el material para tal

soldadura. Alrededor de la abertura donde se va a hacer la soldadura se construye

un modelo de cera de la misma. Se aprieta arena refractaria alrededor de la junta,

y se hace la provisin necesaria para el elevador y las compuertas. Se usa una

flama de precalentamiento para fundir y quemar la cera, para secar el molde y

para elevar a las juntas a un calor rojo.

Entonces se inicia la reaccin en el crisol, y cuando se termina, el metal es

colado y se le permite fluir hacia el molde. Puesto que la temperatura de soldadura

del metal es aproximadamente dos veces la temperatura de fusin del acero, se

funde fcilmente en la junta. Tales soldaduras son sanas debido a que el metal se

solidifica desde el interior hacia el exterior y se excluye todo el aire de los

alrededores del molde.


39/65

No hay lmite en tamao de las soldaduras que se pueden hacer por medio

de soldadura aluminotrmica. Se emplea principalmente en la reparacin de piezas

grandes que seran difciles de soldar por otros procesos.

Figura 1.22. El molde y el crisol para una soldadura aluminotrmica


40/65

Soldadura por Vaciado

La soldadura por vaciado se define como el proceso de soldadura en el

fundido, vaciado sobre las superficies a unir hasta que se alcanza la temperatura

de soldadura y se ha aadido el metal de aporte necesario. La soldadura por

vaciado se emplea en la unin de secciones gruesas de metales no ferrosos,

empleando un aporte de la misma composicin que el metal de base.

En la operacin, el rea de soldadura se prepara primero adecuadamente y

se precalienta. Entonces se vaca el metal de aporte fundido entre los extremos del

material, hasta que empieza a derretirse. En este punto se suspende el flujo y la

junta rellena de metal se deja enfriar lentamente. Para asegurar la fusin de los

bordes superiores y la obtencin de una buena soldadura, se debe mantener metal

de aporte a un nivel ms alto que el de las superficies a soldar.

Soldadura en Fro

La soldadura en fro es un mtodo de unin de metales a temperatura

ambiente con simple presin. La presin aplicada provoca que los metales fluyan,

lo cual produce la soldadura. Es un proceso de enlace en estado slido en el que

no se proporciona calor de una fuente externa. En la Fig. 1.23 se muestra el tipo

de unin obtenida en una soldadura en traslape.

Tambin se puede hacer soldadura a tope de alambres y varillas sujetando

los extremos en dados especiales y juntndolos bajo una carga suficiente para

producir el flujo plstico en la junta. Antes de hacer una soldadura, las superficies

o partes a unir se deben limpiar muy bien con un cepillo de alambre a una

velocidad superficial de cerca de 900 m/min, para eliminar las pelculas de xido

en la superficie.


41/65

Otros mtodos de limpieza parecen ser poco satisfactorios. Para producir

la soldadura se aplica la presin sobre una franja angosta de manera que el metal

puede fluir de la soldadura hacia ambos lados. Se puede aplicar ya sea por

impacto o por medio de una accin lenta de compresin, siendo ambas igualmente

efectivas.

La presin necesaria para el aluminio es de 170 a 240 MPa. Las

soldaduras por puntos son de formas rectangulares y en trminos del calibre de

espesor son de un rea de aproximadamente t x 5t. Por aadidura, se pueden hacer

tanto soldaduras anulares como soldaduras por costura continua. Este mtodo de

soldadura se usa para aluminio y cobre; sin embargo, tambin se pueden unir por

presin en fro, el plomo, nquel, zinc y el monel.

Figura 1.23. Una macrofotografa de una soldadura en fro en

aluminio mostrando las lneas de flujo.

Soldadura por Ultrasonido

Es un proceso de unin en estado slido para el enlace de metales

similares o distintos, generalmente con una junta de tipo en traslape. Se introduce

una energa de tipo vibratoria con alta frecuencia en el rea de soldadura, en un


42/65

plano paralelo a la superficie del ensamble. Las fuerzas involucradas establecen

esfuerzos de corte oscilantes en la interfaz de la soldadura, que rompen y eliminan

a los xidos superficiales.

Este deslizamiento interfacial da como resultado el contacto metal a metal,

permitiendo la mezcla del metal y la formacin de una lenteja de soldadura sana.

No se aplica calor externo, aunque el metal de soldadura experimenta una ligera

elevacin de temperatura.

En la Fig. 1.24 se muestra un diagrama esquemtico de un sistema de

soldadura del tipo de punto simple, con los principales componentes marcados.

Antes de la soldadura se prepara a la mquina para la fuerza de apriete, tiempo,potencia y las piezas de traslape se colocan encima del yunque o miembro

soporte.

En cuanto se inicia el ciclo de soldadura, se baja al sonotropo hacia el

ensamble soldado, y se produce la fuerza de apriete en las magnitudes deseadas.

Entonces se introduce a travs del sonotropo por un tiempo predeterminado,

potencia ultrasnica de suficiente intensidad para hacer la soldadura. Se suspende

entonces la potencia automticamente y se suelta el ensamble soldado. Se produce

soldadura por costura continua, por medio de un disco de punta rotatoria y ya sea

con un rodillo soporte contrarrotatorio o con un yunque de tipo mesa. El ensamble

completo transductor-acoplamiento-punta gira de manera que la velocidad

perifrica de la punta iguale la velocidad transversal de la pieza. Esencialmente se

producen costuras continuas, sin deslizamiento entre la punta y la pieza.

Figura 1.24 Soldadura por ultrasonido.


43/65

Este proceso se puede emplear, slo para materiales por encima de 3 mm

de espesor, aunque se est desarrollando equipo para ampliar este rango. No hayun lmite mnimo para los espesores que se pueden soldar. La soldadura

ultrasnica es excelente para la unin de lminas delgadas con lminas ms

gruesas, puesto que la limitacin en espesor se aplica slo a la pieza ms delgada.

El proceso tiene variedad de aplicaciones en la industria elctrica y

electrnica, en el empacado y sellado, en el empalme de hojas delgadas, en

aeronutica, en los proyectiles, yen la fabricacin de componentes para reactores

nucleares.

Soldadura por Explosin

La soldadura por explosin o de recubrimiento, como se le llama

frecuentemente, es la conjuncin de dos superficies metlicas con un impacto ypresin suficientes para producir su enlace. La presin se desarrolla por medio de

un impacto explosivo colocado en contacto con, o en la proximidad cercana a los

metales, como se ilustra en la Fig. 1.25.

En algunos casos se coloca un material protector tal como goma sobre la

plancha superior para prevenir dao a la superficie. El ensamble completo se

coloca sobre una placa de choque o yunque que absorbe la energa generada

durante la operacin de enlace. De las dos disposiciones mostradas delrecubrimiento o laminado de metales se prefiere la de arriba.

Para obtener el enlace metalrgico, los tomos de ambas superficies se

deben poner en contacto ntimo. Los diversos xidos y pelculas siempre presentes

en las superficies de los metales, se rompen o dispersan por la alta presin o bien

se disuelven en la zona fundida. La fuerza explosiva conjunta a las superficies

limpias y produce un enlace sano.


44/65

Fig.1.25. Disposiciones comunes usadas para producir recubrimientos

explosivos.

La Fig. 1.26 muestra el desarrollo de una reaccin a alta velocidad

emanando de un punto de colisin, fenmeno que sucede en la mayora de

soldaduras por explosin. La reaccin se forma por el flujo plstico de las

superficies de ambas placas hacia adelante del punto de colisin en el espacio

entre ellas. Se requiere de una presin elevada para que esto ocurra. Tal de

formacin plstica extrema, elimina pelculas no metlicas y produce el enlace

metlico.

Figura 1.26 Proceso de unin explosiva mostrando la reaccin a alta

velocidad que emana del punto de colisin debido a la presin ascendente.


45/65

El uso principal de la soldadura por recubrimiento explosiva, es la unin

de lminas de superficies grandes. Las ventajas atribuidas a este proceso incluyen,simplicidad, rapidez, tolerancia de espesor restringida que se puede mantener y la

capacidad de unir metales no similares. Los metales con bajos puntos de fusin y

baja resistencia al impacto no se pueden unir eficientemente.

CLASIFICACION DE LOS ELECTRODOS, SEGN LA NORMA AWS.

Clasificacin de Electrodos segn Normas AWS

Las especificaciones ms comunes para la clasificacin de electrodos

segn la AWS son las siguientes:

1. Especificacin para electrodos revestidos de acero al carbono,designacin AWS: A5.1-91

2. Especificacin para electrodos revestidos de aceros de baja aleacin,

designacin AWS: A5.5-96.

3. Especificacin para electrodos revestidos de aceros al cromo, y cromo-

niquel resistentes a la corrosin, designacin AWS: A5.4-92.

4. Especificacin para varillas de aporte en uso oxiacetilnico y/o TIG,designacin AWS: A5.2-92.

5. Especificacin para electrodos revestidos para soldaduras de Fe fundido,

designacin AWS: A5.15-90

6. Especificaciones para electrodos continuos y fundentes para Arco

Sumergido, designacin AWS: A5.17-97.


46/65

7. Especificaciones para electrodos de aceros dulces, para soldadura con

electrodos continuos protegidos por gas (MIG/MAG), designacin AWS: A5.18-

93.

En la especificacin para aceros al carbono de electrodos revestidos, el

sistema de clasificacin est basado en la resistencia a la traccin del depsito.

La identificacin de clasificacin, est compuesta de la letra E y cuatro

dgitos. Esta letra significa "Electrodo" Los primeros dos dgitos indican laresistencia mnima a la traccin del metal depositado en miles de libras por

pulgada cuadrada. Es as como E 60 XX indica un electrodo revestido cuyo

depsito posee como mnimo 60.000 lbs. por pulgada cuadrada. Esta es la

resistencia mnima que debe cumplir el depsito. Aunque los dos ltimos dgitos

sealan las caractersticas del electrodo, es necesario considerarlos

separadamente, ya que el tercer dgito indica la posicin para soldar del electrodo.

EXX1X - toda posicin

EXX2X - posicin plana y horizontal

EXX4X - toda posicin, vertical descendente.

El ltimo dgito indica el tipo de revestimiento del electrodo. Sin embargo

para una identificacin completa es necesario leer los dos dgitos en conjunto.


47/65

Para las posiciones vertical y sobrecabeza existe una limitacin de

dimetro hasta 3/16" comnmente y de 5/ 32" para electrodos de B.H.

Los sistemas de clasificacin para los electrodos revestidos de acero de

baja aleacin son similares a la de los aceros al carbono, pero a continuacin del

cuarto dgito existe una letra y un dgito que indican la composicin qumica del

metal depositado. As la A significa un electrodo de acero al Carbono-Molibdeno;

la B un electrodo al Cromo-Molibdeno, la C un electrodo al Nquel y la letra D un

electrodo al Manganeso-Molibdeno. El dgito final indica la composicin

qumica, segn esta clasificacin. En las especificaciones para aceros inoxidables

AWS: A5.4.92, la AISI clasific estos aceros por nmeros, y estos mismos se

usan para la designacin de los electrodos. Por lo tanto, la clasificacin para los

electrodos de acero inoxidables, como 308, 347, etc. es su nmero y luego dos

dgitos ms que indican sus caractersticas de empleo (fuente de poder, tipo de

revestimiento, etc). La letra L a continuacin de los tres primeros dgitos indica

que el acero inoxidable es de bajo contenido en carbono.


48/65

G* Slo necesita tener un porcentaje mnimo de uno de los elementos.

Requerimientos qumicos adicionales pueden acordarse entre el fabricante

y el usuario.

PROCESOS DE OXICORTE.

La soldadura con gas conocida tambin con el nombre genrico de

autgena (su nombre correcto es oxiacetileno, incluye todos los procesos en los

cuales la fuente de calor es una flama de gas la unin puede hacerse con o sin

metal de aporte (varilla).

Es un gas combustible llamado acetileno, propano o natural (MAPP) que

significa metil acetileno propadieno, el oxgeno puede estar en forma de

aire comprimido, pero casi siempre se utiliza oxgeno puro. En la soldadura

con gas el combustible se debe mezclar con uniformidad con el oxgeno,

esto se hace en una cmara mezcladora que es parte del soplete. El soporte

sirve para mover, dirigir o guardar la flama.


49/65

Los gases combustibles y el oxgeno cuando se combinan producen una

flama de altas temperaturas. En este proceso se utiliza un gas llamado acetileno

es un gas carburante cuya mezcla alcanza una temperatura aproximada de

3000C esta temperatura alcanza a fundir aproximadamente al 98% de los

materiales, la alta temperatura producida por la combustin del acetileno con

el oxgeno dirigido por un soplete funde la superficie del metal base para formar

una forma pastosa, y adems se le aade el metal de aporte, para rellenar las

separaciones o ranuras a medida que la flama se desplaza a lo largo de la

unin. El metal base fundido y el metal de aporte se solidifican para producir la

soldadura del trabajo requerido.

El corte con oxiacetileno, llamado a veces oxicorte, se utiliza solo para

cortar metales ferrosos. La fusin del metal tiene escasa importancia en el corte

con oxiacetileno. La parte ms importante del proceso es la oxidacin del metal.

Cuando se calienta un metal ferroso hasta ponerlo al rojo y, luego se le

expone a la accin del oxigeno puro ocurre una reaccin qumica entre el

metal caliente y el oxigeno. Esta reaccin, llamada oxidacin, produce una gran

cantidad de calor.

EQUIPO DE CORTE CON OXIACETILENO.

El equipo bsico para cortar es similar al que se utiliza para la

soldadura, es decir suministro de gas, mangueras, reguladores y un soplete. Se

pueden usar para el corte los mismos cilindros empleados para la soldadura.

Como en el corte se consume ms oxigeno es preferible el sistema

mltiple, se pueden usar las mismas mangueras que para la soldadura pero,

cuando se van a cortar piezas gruesas o se va a trabajar en forma continua se

requiere una manguera de mayor dimetro a fin de tener un suministro

adecuado de gas. Se usa el mismo tipo de reguladores sin embargo, si se van a

hacer trabajos grandes de corte, se requieren reguladores capaces de producir

presiones mucho ms altas. El soplete para corte es muy diferente del soplete

para cortar.


50/65

BOQUILLAS PARA CORTE

Las boquillas para corte estn hechas con un anillo de agujeros o aberturas

que rodean al agujero del oxgeno para corte. Cada uno de estos agujerossuministra una flama de precalentamiento, que produce una distribucin uniforme

del calor en todo el contorno del orificio del para oxgeno y permite cambiar en

cualquier momento la direccin del corte. Si se cambia la boquilla para que

vaya de acuerdo con el espesor del metal, se puede cortar casi cualquier

espesor.

PRESIONES PARA CORTE.

Al igual que el soplete para soldar, es posible enumerar todas las

marcas y presiones aplicables en cada boquilla para corte, pero siempre es

ms seguro seguir las recomendaciones del fabricante para el soplete particular

que se utiliza. Igual que en la soldadura, cuanto ms grueso sea el metal, mayor

es el tamao de la boquilla requerida.

OPERACIN DEL EQUIPO DE OXICORTE

El proceso de oxicorte de metales ferrosos es una reaccin qumica

la que aprovecha oxigeno y metales ferrosos en especial a altas temperaturas

(900C). En este proceso se percalina el material ferroso hasta la temperatura

de igniciones este momento una corriente de oxigeno sale por el orificio

central la boquilla se oxida violentamente la material base. La fuerza con la

que sale l oxgeno, produce un efecto de erosin lma vez iniciado el corte hay

una determinada velocidad que permita continuarlo. Este avance puede ser

automtico o manual. Las llamas por calentamiento se forman en una serie de

orificios perifricos que tiene la boquilla de corte. Se produce un retroceso de

llama cuando se introduce en el mezclador del soplete. Antes de producirse el

retroceso de llama se produce una explosin en la boquilla en el corte de

oxiacetileno el combustible propio metal ferroso, la temperatura de ignicin

(900C) se obtiene con llamas de precalentamiento la temperatura de

ignicin (446C)se obtiene con el encendedor de chispa.


51/65

TECNOLOGA DEL CORTE DE CHAPA POR OXICORTE

Proceso

El proceso fue desarrollado completamente en el siglo XX y sus primeras

aplicaciones se llevaron a cabo en Europa. No obstante, su total desarrollo hasta lo

que hoy conocemos por oxicorte se produjo en Estados Unidos durante el primer

cuarto del siglo XX.

El proceso de oxicorte, al contrario de lo que pueda parecer, no consiste en

una fusin

del metal, el corte se produce por una literal combustin del mismo. En otras

palabras al

cortar quemamos el metal a medida que avanzamos con el soplete. Por esta razn,

la

presencia de aleantes se hace crtica, ya que merman la capacidad del acero a ser

quemado.

Para que se produzca una reaccin de combustin son necesarios tres

requisitos;

presencia de combustible (a su temperatura de ignicin), presencia de comburente

(en

una mnima proporcin), y un agente iniciador. En el proceso de oxicorte, el

combustible

es el Fe, el comburente el O2, y el agente iniciador la llama del soplete. En

condiciones

normales, aunque apliquemos un agente iniciador a una pieza de acero, sta no

arde

espontneamente por dos motivos; el Fe contenido no est a su temperatura de

ignicin

(aproximadamente 870C) y el O2 atmosfrico no es lo suficientemente puro (el

O2

atmosfrico se encuentra en una proporcin del 20% y la proporcin mnima

necesaria

para quemar el Fe es un 87%).


52/65

El soplete

El soplete de corte juega tres papeles distintos: llevar el Fe contenido en el

acero a su temperatura de ignicin, aportar una atmsfera envolvente con unaproporcin mayor que la mnima necesariaO2 y, por ltimo, generar el agente

iniciador.

Para lo primero el soplete de corte utiliza parte del O2 disponible para

mezclarlo con el

gas combustible y as crear la llama de precalentamiento formada por un anillo de

llamas en la boquilla de corte. La llama de precalentamiento puede alcanzar

temperaturas entre 2.425C y 3.320C dependiendo del tipo de gas utilizado y la

riqueza de O2 en la mezcla. La proporcin de O2 y gas en la mezcla para el

precalentamiento se controla a travs de las dos vlvulas que incorpora el soplete.

Con

la llama de precalentamiento bien ajustada, se acerca sta a la pieza a cortar hasta

que

se alcanza la temperatura de ignicin. Una vez alcanzada sta, el metal se torna en

un

color naranja brillante y pueden verse algunas chispas saltar de la superficie.

En este momento debe ser accionada la palanca del soplete para permitir la

salida por el orificio central de la boquilla de un chorro de O2 puro (llamado

chorro de corte). As se consigue enriquecer en O2 la atmsfera que rodea la pieza

precalentada para que sea posible la combustin. Inmediatamente, y gracias a la

presencia de la llama de precalentamiento que acta tambin como agente

iniciador, comienza la reaccin exotrmica de combustin del Fe, que nos llevar

finalmente al corte de la pieza.

Como toda combustin, la reaccin de oxidacin del Fe es altamente

exotrmica, y precisamente esa enorme cantidad de energa desprendida en la

reaccin ayuda a llevar las zonas colindantes a la temperatura de ignicin, y poder

as progresar en la accin del corte


53/65

CORTE POR PLASMA

La tecnologa de uniones de piezas metlicas por arco elctrico vio sus

xitos en 1930 al construir un barco totalmente soldado en Carolina del Sur en

Estados Unidos, aos despus se introdujo mejoras en el proceso como corriente

alterna, y se utiliz proteccin como fundente granulado.

En los aos 40 se introdujo el primer proceso con proteccin gaseosa

empleando un electrodo no consumible de wolframio y helio como gas protector,

recibi el nombre de TIG (Tungsten Inert Gas).

En 1954 Los cientficos descubren que, al aumentar el flujo del gas y

reducir la abertura de la boquilla utilizada en la soldadura TIG, se obtiene unchorro de plasma. Este chorro es capaz de cortar metales, lo que dio lugar al

proceso de corte por plasma conocido hoy en da.

FUNDAMENTOS FSICO-QUMICOS

En la naturaleza podemos encontrar materia en forma slida, lquida o

vapor, el plasma es el cuarto estado de la materia.A muy elevadas temperaturas, los electrones tienen suficiente energa

como para escapar de su rbita alrededor del ncleo del tomo, generando iones

de carga positiva.

El plasma es el estado en el que se encuentran las estrellas por su elevada

temperatura. En la atmsfera terrestre solo podemos conseguir el plasma por

medios artificiales.

Al calentar un gas a temperaturas del orden de 50.000 C los tomospierden electrones. Estos electrones libres se colocan en los ncleos que han

perdido sus propios electrones, convirtindose as en iones. De esta forma el gas

se convierte en plasma y por consecuencia tendremos un conductor elctrico

gaseoso con alta densidad de energa.


54/65

PROCESO DE MECANIZADO CON PLASMA

El fundamento del corte por plasma se basa en elevar la temperatura del

material a cortar de una forma muy localizada y por encima de los 30.000 C,

llevando el gas utilizado hasta el cuarto estado de la materia, el plasma, estado en

el que los electrones se disocian del tomo y el gas se ioniza (se vuelve

conductor).

El procedimiento consiste en provocar un arco elctrico estrangulado a

travs de la seccin de la boquilla del soplete, sumamente pequea, lo que

concentra extraordinariamente la energa cintica del gas empleado, ionizndolo,

y por polaridad adquiere la propiedad de cortar. La ventaja principal de estesistema radica en su reducido riesgo de deformaciones debido a la compactacin

calorfica de la zona de corte. Tambin es valorable la economa de los gases

aplicables, ya que a priori es viable cualquiera, si bien es cierto que no debe de

atacar al electrodo ni a la pieza.

CARACTERSTICAS DEL PROCESO

Esta moderna tecnologa es usable para el corte de cualquier material

metlico conductor, y ms especialmente en acero estructural, inoxidables y

metales no frricos.

El corte por plasma puede ser un proceso complementario para trabajos

especiales, como pueden ser la produccin de pequeas series, la consecucin de

tolerancias muy ajustadas o la mejora de acabados.

Tambin se produce una baja afectacin trmica del material gracias a laalta concentracin energtica del arco-plasma.

Este proceso permite mecanizar a altas velocidades de corte y produce

menos tiempos muertos, (no se necesita precalentamiento para la perforacin).

Permite espesores de corte de 0.5 a 160 milmetros, con unidades de

plasma de hasta 1000 amperios.

El corte por plasma tambin posibilita mecanizados en acero estructural

con posibilidad de biselados hasta en 30 milmetros.


55/65

Una de las caractersticas ms reseables es que se consiguen cortes de alta

calidad y muy bun acabado.

EQUIPO NECESARIO

El equipo necesario para aportar esta energa consiste en un generador de

alta frecuencia alimentado por energa elctrica, gas para generar la llama de

calentamiento, y que ms tarde se ionizar (argn, hidrgeno, nitrgeno), un

electrodo y portaelectrodo que dependiendo del gas puede ser de tungsteno, hafnio

o circonio, y por supuesto la pieza a mecanizar.

VARIABLES DEL PROCESO

Las variables del proceso son:

Gases empleados.

El caudal y la presin de los mismos.

Distancia boquilla pieza.

Velocidad del corte.Energa empleada o intensidad del arco.

Las variables como el caudal, la presin del gas-plasma, la distancia

boquilla-pieza y la velocidad del corte se pueden ajustar en las maquinas de corte

por plasma existentes en el mercado segn cada pieza a cortar. Su calidad varia en

funcin del control de esos parmetros para conseguir mejor acabado de las piezas

y mayor productividad.

GAS-PLASMA

Los principales gases que se utilizan como gases plasmgenos son, argn,

nitrgeno y aire, o mezcla de estos gases, en general se utiliza el nitrgeno por su

mejor comportamiento respecto a la calidad del corte y garantiza una durabilidad

de la boquilla. El chorro del gasplasma utilizado en el proceso se compone de


56/65

dos zonas:

Zona envolvente, que es una capa anular fra sin ionizar que envuelve la

zona central. Al ser fra conseguimos refrigerar la boquilla, aislarla elctricamente

y confinar el arco de la regin de la columna-plasma.

La zona central, que se compone por dos capas, una perifrica constituida

por un anillo de gas caliente no suficientemente conductor y la columna de plasma

o el ncleo donde el gas-plasma presenta su ms alta conductividad trmica, la

mayor densidad de partculas ionizadas y las ms altas temperaturas, entre 10.000

y 30.000 C.

ARCO ELCTRICO

El arco generado en el proceso de corte por plasma se denomina arco

transferido. Como su propio nombre lo indica, el arco se genera en una zona y es

transferido a otra.

Cmo?

Por medio de un generador de alta frecuencia conseguimos generar un arco

entre el electrodo y la boquilla, este arco calienta el gas plasmgeno que hay en sualrededor y lo ioniza estableciendo un arco-plasma.

Gracias a la conductividad elctrica es transferido hasta la zona de corte,

mientras que el arco generado inicialmente, denominado arco piloto, se apaga

automticamente.

Una vez el arco-plasma est establecido, la pieza se carga positivamente

mientras el electrodo se carga negativamente, lo que hace mantener el arco-

plasma y cortar la pieza.En ocasiones podemos generar el arco-plasma acercando la boquilla a la

pieza. Este arco se denomina 'arco no transferido' y se genera entre el electrodo y

la boquilla que est conectada al lado positivo de la fuente de corriente a travs de

una resistencia.

Este tipo de arco se emplea ms en procesos de soldadura.


57/65

TIPOS DE CORTE POR PLASMA

Corte por plasma de aire

Corte con inyeccin de oxigeno

Corte con doble flujo

Corte con inyeccin de agua

VENTAJAS RESPECTO AL PROCESO DE OXICORTE

El corte con plasma a diferencia del oxicorte, tiene un espectro de

aplicacin sobre materiales ms amplio.Especialmente se puede destacar la versatilidad para cortar metales de

espesores delgados, lo cual con oxicorte no sera posible.

Otras desventajas del oxicorte son la baja calidad de corte y el efecto

negativo sobre la estructura molecular, al verse afectada por las altas temperaturas

y metales ferrosos al cromo-niquel (aceros inoxidables), adems del aluminio y el

cobre.

Adicionalmente, el corte con plasma es un proceso que brinda mayorproductividad toda vez que la velocidad de corte es mayor, dependiendo del

espesor del material hasta 6 veces mayor, lo cual entrega una razn de coste-

beneficio mejor que el oxicorte.

Adems, con el corte por plasma conseguimos una mayor precisin y

limpieza en la zona de corte que con el oxicorte convencional.

NORMAS DE SEGURIDAD PARA LA SOLDADURA.

REGLAS DE SEGURIDAD EN LA SOLDADURA

1. Sea limpio y ordenado2. Suelde en lugares alejados de materiales inflamables


58/65

3. Colquese el equipo completo de proteccin antes de empezar a soldar:evitara que los rayos del arco daen su vista, y que las chispas le

produzcan quemaduras

4. Cercirese que tanto las gafas blancas como las negras estn en buenascondiciones.

5. Suelde en lugares y sitios secos6. Suelde en lugares abiertos y con ventilacin adecuada en especial,

cuando suelde metales que despidan gases txicos.

7. Mantenga su equipo en buen estado8. Si la careta no tiene ventana mvil, utilice gafas de proteccin al picar

escoria. Es recomendable dejar enfriar la escoria pues as es ms fcil su

remocin

9. Suelde depsitos que han contenido gases inflamables, despus de haberlavado y limpiado perfectament

trabajo de soldadura

Documents