METALES SOLDABLES
SOLDABILIDAD
La calidad de una soldadura también es dependiente de la combinación de los materiales usados para el material base y el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables.
1. METALES FERROSOS
ACEROS
La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabildad del acero depende de su composición química, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleación resultando en mayor templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero al carbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación decrece.[] La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleación fueron desarrollados especialmente para los usos en la soldadura durante los años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.[]
Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequeña de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables, y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.[]
ALUMINIO
La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía significativamente dependiendo de la composición química de la aleación usada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el agrietamiento caliente, pero puede reducir las características mecánicas del material base y no debe ser usado cuando el material base está restringido. El diseño del empalme también puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleación de relleno más compatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento caliente. Las aleaciones de aluminio también deben ser limpiadas antes de la soldadura, con el objeto de quitar todos los óxidos, aceites, y partículas sueltas de la superficie a ser soldada. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidad debido al hidrógeno y a la escoria debido al oxígeno.[]
2. METALES NO FERROSOS
Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:
¨ Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 Kg./dm³,
¨ Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 Kg./dm³.
¨ Ultraligeros: su densidad es menor de 2 Kg./dm³.
Metales no ferrosos pesados:
1. Estaño (Sn)
¨ Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 Kg./dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 Kg./mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño.
¨ Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)
¨ Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.
2. Cobre (Cu)
¨ Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 Kg./dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 Kg./mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
ALEACION
TIPOS/COMPOSICION
APLICACIONES
BRONCE
( Cu + Sn)
Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%)
Campanas y engranajes
Especial: Cu + Sn + elementos químicos
Esculturas y cables eléctricos
LATON
(Cu + Zn)
Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%)
Tortillería
Especial: Cu + Zn elementos químicos
Grifos, tuerca y tornillos
CUPROALUMINIO
Cu + Al
Hélices de barco, turbinas
ALPACA
Cu + Ni + Zn. Tiene color plateado
Joyería barata, cubiertos
CUPRONIQUEL
Cu + Ni (40 a 50%)
Monedas y contactos eléctricos
3. Cinc (Zn)
¨ Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 Kg./dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 Kg./mm², y en las piezas forjadas de 20 Kg./mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
ALEACION
CARACTERISTICAS Y APLICACIONES
En forma de aleación
Latones: Cu + Zn
Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre
Alpaca: Cu + Zn + Ni
Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches
En estado puro
Chapas de diferentes espesores
Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas
Recubrimiento de piezas
Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc
Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida
Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger
Otras formas
Óxidos de Zn
Bronceadores, desodorantes
Colorantes, pegamentos y conservantes
4. Plomo (Pb)
¨ Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 Kg./dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 Kg./mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
En estado puro:
Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio)
Tuberías: en desuso
Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X)
Formando aleación:
Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación
5. Cromo (Cr)
¨ Características: su densidad es de 6,8 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Cromado brillante: para objetos decorativos
Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.
6. Níquel (Ni)
¨ Características: su densidad es 8,85 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables
En aparatos de la industria química
En recubrimiento de metales por electrolisis
7. Wolframio (W)
¨ Características: su densidad es 19 Kg./dm³; su punto de fusión de 3370ºC
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.
8. Cobalto (Co)
¨ Características: su densidad es de 8,6 Kg./dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.
Metales no ferrosos ligeros:
1. Aluminio (Al):
¨ Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 Kg./dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 Kg./mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Tipo
Aleación
Características y aplicaciones
Aleación
Al + Mg
Se emplea en aeronáutica y en automoción
Al + Ni + Co (Alnico)
Potentes imanes permanentes
2. Titanio (Ti):
¨ Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 Kg./dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.
Metales no ferrosos ultraligeros:
1. Magnesio(Mg):
¨ Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 Kg./dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 Kg./mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.
METALES SOLDABLES
SOLDABILIDAD
La calidad de una soldadura también es dependiente de la combinación de los materiales usados para el material base y el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables.
1. METALES FERROSOS
ACEROS
La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabildad del acero depende de su composición química, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleación resultando en mayor templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero al carbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación decrece.[] La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleación fueron desarrollados especialmente para los usos en la soldadura durante los años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.[]
Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequeña de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables, y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.[]
ALUMINIO
La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía significativamente dependiendo de la composición química de la aleación usada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el agrietamiento caliente, pero puede reducir las características mecánicas del material base y no debe ser usado cuando el material base está restringido. El diseño del empalme también puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleación de relleno más compatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento caliente. Las aleaciones de aluminio también deben ser limpiadas antes de la soldadura, con el objeto de quitar todos los óxidos, aceites, y partículas sueltas de la superficie a ser soldada. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidad debido al hidrógeno y a la escoria debido al oxígeno.[]
2. METALES NO FERROSOS
Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:
¨ Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 Kg./dm³,
¨ Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 Kg./dm³.
¨ Ultraligeros: su densidad es menor de 2 Kg./dm³.
Metales no ferrosos pesados:
1. Estaño (Sn)
¨ Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 Kg./dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 Kg./mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño.
¨ Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)
¨ Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.
2. Cobre (Cu)
¨ Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 Kg./dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 Kg./mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
ALEACION
TIPOS/COMPOSICION
APLICACIONES
BRONCE
( Cu + Sn)
Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%)
Campanas y engranajes
Especial: Cu + Sn + elementos químicos
Esculturas y cables eléctricos
LATON
(Cu + Zn)
Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%)
Tortillería
Especial: Cu + Zn elementos químicos
Grifos, tuerca y tornillos
CUPROALUMINIO
Cu + Al
Hélices de barco, turbinas
ALPACA
Cu + Ni + Zn. Tiene color plateado
Joyería barata, cubiertos
CUPRONIQUEL
Cu + Ni (40 a 50%)
Monedas y contactos eléctricos
3. Cinc (Zn)
¨ Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 Kg./dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 Kg./mm², y en las piezas forjadas de 20 Kg./mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
ALEACION
CARACTERISTICAS Y APLICACIONES
En forma de aleación
Latones: Cu + Zn
Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre
Alpaca: Cu + Zn + Ni
Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches
En estado puro
Chapas de diferentes espesores
Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas
Recubrimiento de piezas
Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc
Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida
Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger
Otras formas
Óxidos de Zn
Bronceadores, desodorantes
Colorantes, pegamentos y conservantes
4. Plomo (Pb)
¨ Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 Kg./dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 Kg./mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
En estado puro:
Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio)
Tuberías: en desuso
Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X)
Formando aleación:
Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación
5. Cromo (Cr)
¨ Características: su densidad es de 6,8 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Cromado brillante: para objetos decorativos
Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.
6. Níquel (Ni)
¨ Características: su densidad es 8,85 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables
En aparatos de la industria química
En recubrimiento de metales por electrolisis
7. Wolframio (W)
¨ Características: su densidad es 19 Kg./dm³; su punto de fusión de 3370ºC
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.
8. Cobalto (Co)
¨ Características: su densidad es de 8,6 Kg./dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.
Metales no ferrosos ligeros:
1. Aluminio (Al):
¨ Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 Kg./dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 Kg./mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Tipo
Aleación
Características y aplicaciones
Aleación
Al + Mg
Se emplea en aeronáutica y en automoción
Al + Ni + Co (Alnico)
Potentes imanes permanentes
2. Titanio (Ti):
¨ Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 Kg./dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.
Metales no ferrosos ultraligeros:
1. Magnesio(Mg):
¨ Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 Kg./dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 Kg./mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.
SOLDABILIDAD
La calidad de una soldadura también es dependiente de la combinación de los materiales usados para el material base y el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables.
1. METALES FERROSOS
ACEROS
La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabildad del acero depende de su composición química, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleación resultando en mayor templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero al carbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación decrece.[] La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleación fueron desarrollados especialmente para los usos en la soldadura durante los años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.[]
Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequeña de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables, y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.[]
ALUMINIO
La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía significativamente dependiendo de la composición química de la aleación usada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el agrietamiento caliente, pero puede reducir las características mecánicas del material base y no debe ser usado cuando el material base está restringido. El diseño del empalme también puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleación de relleno más compatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento caliente. Las aleaciones de aluminio también deben ser limpiadas antes de la soldadura, con el objeto de quitar todos los óxidos, aceites, y partículas sueltas de la superficie a ser soldada. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidad debido al hidrógeno y a la escoria debido al oxígeno.[]
2. METALES NO FERROSOS
Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:
¨ Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 Kg./dm³,
¨ Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 Kg./dm³.
¨ Ultraligeros: su densidad es menor de 2 Kg./dm³.
Metales no ferrosos pesados:
1. Estaño (Sn)
¨ Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 Kg./dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 Kg./mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño.
¨ Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)
¨ Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.
2. Cobre (Cu)
¨ Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 Kg./dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 Kg./mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
ALEACION
TIPOS/COMPOSICION
APLICACIONES
BRONCE
( Cu + Sn)
Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%)
Campanas y engranajes
Especial: Cu + Sn + elementos químicos
Esculturas y cables eléctricos
LATON
(Cu + Zn)
Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%)
Tortillería
Especial: Cu + Zn elementos químicos
Grifos, tuerca y tornillos
CUPROALUMINIO
Cu + Al
Hélices de barco, turbinas
ALPACA
Cu + Ni + Zn. Tiene color plateado
Joyería barata, cubiertos
CUPRONIQUEL
Cu + Ni (40 a 50%)
Monedas y contactos eléctricos
3. Cinc (Zn)
¨ Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 Kg./dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 Kg./mm², y en las piezas forjadas de 20 Kg./mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
ALEACION
CARACTERISTICAS Y APLICACIONES
En forma de aleación
Latones: Cu + Zn
Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre
Alpaca: Cu + Zn + Ni
Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches
En estado puro
Chapas de diferentes espesores
Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas
Recubrimiento de piezas
Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc
Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida
Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger
Otras formas
Óxidos de Zn
Bronceadores, desodorantes
Colorantes, pegamentos y conservantes
4. Plomo (Pb)
¨ Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 Kg./dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 Kg./mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
En estado puro:
Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio)
Tuberías: en desuso
Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X)
Formando aleación:
Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación
5. Cromo (Cr)
¨ Características: su densidad es de 6,8 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Cromado brillante: para objetos decorativos
Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.
6. Níquel (Ni)
¨ Características: su densidad es 8,85 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables
En aparatos de la industria química
En recubrimiento de metales por electrolisis
7. Wolframio (W)
¨ Características: su densidad es 19 Kg./dm³; su punto de fusión de 3370ºC
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.
8. Cobalto (Co)
¨ Características: su densidad es de 8,6 Kg./dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.
Metales no ferrosos ligeros:
1. Aluminio (Al):
¨ Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 Kg./dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 Kg./mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Tipo
Aleación
Características y aplicaciones
Aleación
Al + Mg
Se emplea en aeronáutica y en automoción
Al + Ni + Co (Alnico)
Potentes imanes permanentes
2. Titanio (Ti):
¨ Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 Kg./dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.
Metales no ferrosos ultraligeros:
1. Magnesio(Mg):
¨ Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 Kg./dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 Kg./mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.
METALES SOLDABLES
SOLDABILIDAD
La calidad de una soldadura también es dependiente de la combinación de los materiales usados para el material base y el material de relleno. No todos los metales son adecuados para la soldadura, y no todos los metales de relleno trabajan bien con materiales base aceptables.
1. METALES FERROSOS
ACEROS
La soldabilidad de aceros es inversamente proporcional a una propiedad conocida como la templabilidad del acero, que mide la probabilidad de formar la martensita durante el tratamiento de soldadura o calor. La templabildad del acero depende de su composición química, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleación resultando en mayor templabildad y por lo tanto una soldabilidad menor. Para poder juzgar las aleaciones compuestas de muchos materiales distintos, se usa una medida conocida como el contenido equivalente de carbono para comparar las soldabilidades relativas de diferentes aleaciones comparando sus propiedades a un acero al carbono simple. El efecto sobre la soldabilidad de elementos como el cromo y el vanadio, mientras que no es tan grande como la del carbono, es por ejemplo más significativa que la del cobre y el níquel. A medida que se eleva el contenido equivalente de carbono, la soldabilidad de la aleación decrece.[] La desventaja de usar simple carbono y los aceros de baja aleación es su menor resistencia - hay una compensación entre la resistencia del material y la soldabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleación fueron desarrollados especialmente para los usos en la soldadura durante los años 1970, y estos materiales, generalmente fáciles de soldar tienen buena resistencia, haciéndolos ideales para muchas aplicaciones de soldadura.[]
Debido a su alto contenido de cromo, los aceros inoxidables tienden a comportarse de una manera diferente a otros aceros con respecto a la soldabilidad. Los grados austeníticos de los aceros inoxidables tienden a ser más soldables, pero son especialmente susceptibles a la distorsión debido a su alto coeficiente de expansión térmica. Algunas aleaciones de este tipo son propensas a agrietarse y también a tener una reducida resistencia a la corrosión. Si no está controlada la cantidad de ferrita en la soldadura es posible el agrietamiento caliente. Para aliviar el problema, se usa un electrodo que deposita un metal de soldadura que contiene una cantidad pequeña de ferrita. Otros tipos de aceros inoxidables, tales como los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, no son fácilmente soldables, y a menudo deben ser precalentados y soldados con electrodos especiales.[]
ALUMINIO
La soldabilidad de las aleaciones de aluminio varía significativamente dependiendo de la composición química de la aleación usada. Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento caliente, y para combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y por lo tanto ayuda a reducir el agrietamiento caliente, pero puede reducir las características mecánicas del material base y no debe ser usado cuando el material base está restringido. El diseño del empalme también puede cambiarse, y puede seleccionarse una aleación de relleno más compatible para disminuir la probabilidad del agrietamiento caliente. Las aleaciones de aluminio también deben ser limpiadas antes de la soldadura, con el objeto de quitar todos los óxidos, aceites, y partículas sueltas de la superficie a ser soldada. Esto es especialmente importante debido a la susceptibilidad de una soldadura de aluminio a la porosidad debido al hidrógeno y a la escoria debido al oxígeno.[]
2. METALES NO FERROSOS
Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:
¨ Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 Kg./dm³,
¨ Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 Kg./dm³.
¨ Ultraligeros: su densidad es menor de 2 Kg./dm³.
Metales no ferrosos pesados:
1. Estaño (Sn)
¨ Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 Kg./dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 Kg./mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño.
¨ Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)
¨ Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.
2. Cobre (Cu)
¨ Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 Kg./dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 Kg./mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
ALEACION
TIPOS/COMPOSICION
APLICACIONES
BRONCE
( Cu + Sn)
Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%)
Campanas y engranajes
Especial: Cu + Sn + elementos químicos
Esculturas y cables eléctricos
LATON
(Cu + Zn)
Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%)
Tortillería
Especial: Cu + Zn elementos químicos
Grifos, tuerca y tornillos
CUPROALUMINIO
Cu + Al
Hélices de barco, turbinas
ALPACA
Cu + Ni + Zn. Tiene color plateado
Joyería barata, cubiertos
CUPRONIQUEL
Cu + Ni (40 a 50%)
Monedas y contactos eléctricos
3. Cinc (Zn)
¨ Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 Kg./dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 Kg./mm², y en las piezas forjadas de 20 Kg./mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
ALEACION
CARACTERISTICAS Y APLICACIONES
En forma de aleación
Latones: Cu + Zn
Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre
Alpaca: Cu + Zn + Ni
Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches
En estado puro
Chapas de diferentes espesores
Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas
Recubrimiento de piezas
Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc
Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida
Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger
Otras formas
Óxidos de Zn
Bronceadores, desodorantes
Colorantes, pegamentos y conservantes
4. Plomo (Pb)
¨ Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 Kg./dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 Kg./mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
En estado puro:
Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio)
Tuberías: en desuso
Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X)
Formando aleación:
Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación
5. Cromo (Cr)
¨ Características: su densidad es de 6,8 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Cromado brillante: para objetos decorativos
Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.
6. Níquel (Ni)
¨ Características: su densidad es 8,85 Kg./dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables
En aparatos de la industria química
En recubrimiento de metales por electrolisis
7. Wolframio (W)
¨ Características: su densidad es 19 Kg./dm³; su punto de fusión de 3370ºC
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.
8. Cobalto (Co)
¨ Características: su densidad es de 8,6 Kg./dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.
Metales no ferrosos ligeros:
1. Aluminio (Al):
¨ Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 Kg./dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 Kg./mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Tipo
Aleación
Características y aplicaciones
Aleación
Al + Mg
Se emplea en aeronáutica y en automoción
Al + Ni + Co (Alnico)
Potentes imanes permanentes
2. Titanio (Ti):
¨ Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 Kg./dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC
¨ Aleaciones y aplicaciones:
Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.
Metales no ferrosos ultraligeros:
1. Magnesio(Mg):
¨ Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 Kg./dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 Kg./mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio
¨ Aplicaciones y aleaciones:
Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.
1 comentario:
buenas tardes Cristian, mi nombre es Gaston y estoy investigando materiales que me sirvan para la fabricacion de armazones de anteojos, si podes darme una mano vos que sabes del tema...Me interesa que sean soldables, livianos, que no se corroan o se oxiden por factores climaticos...tenia la idea de hacer los frentes de los armazones en Aluminio o Acero Inox pero me la bajaron contandome que son muy dificiles de soldar, tal vez haya alguna aleacion mas barata y facil de soldar y maniobrar...la idea es hacer el frente en estos materiales y soldarlo con otro material que se usa en la optica para calzar los cristales por detras de ese "frente" que quiero hacerle (normalmente se usa MONEL)...si tenes un celular al cual podamos hablar por wpp y mandarte fotos de cuales son mis ideas...desde ya muchas gracias Gaston Massa CEL/WHATSAPP: 1536636061
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