PROCESOS DE SOLDADURA
Existe una gran variedad de procesos de soldadura, varios métodos y técnicas de aplicación y una extensa cantidad y variedad, en constante aumento, de metales base y de aporte, por lo que una revisión de tales procesos necesariamente resulta incompleta. Adicionalmente, debido a que cada proceso involucra aspectos técnicos, de producción, metalúrgicos, económicos y de otra índole, las consideraciones de este capítulo se limitan a los procesos más usuales, mismos que son abordados desde los puntos de vista más estrechamente relacionados con la inspección de soldadura: una descripción breve del proceso y del equipo que se emplea, sus principales aplicaciones, ventajas y limitaciones, las variables particulares más relevantes y, en especial, las especificaciones y clasificaciones de los electrodos y metales de aporte.
Debido a que en el idioma Español el término soldadura se aplica de manera
indistinta para referirse a diferentes grupos de procesos de unión y a diversos objetos y significados (unión soldada, electrodo recubierto, metal depositado, metal de aporte y operaciones de soldadura, entre otros), es conveniente, antes de seguir tratando sobre los procesos de soldadura, hacer algunas precisiones sobre el significado de este término, para lo que se recurrirá a las siguientes definiciones estandarizadas:
CARTA MAESTRA DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA (DE ACUERDO CON LA NORMA ANSI/AWS A3.0-94, “TÉRMINOS Y DEFINICIONES ESTÁNDAR DE SOLDADURA”)
Soldadura Por Arco (Arc Welding – Aw)
Soldadura con hidrógeno atómico................................................................ AHW
Soldadura de arco con electrodo desnudo................................................. BMAW
Soldadura de arco con electrodo de carbón............................................... CAW
Soldadura de arco con electrodo de carbón y gas.................................... CAWG
Soldadura por arco con electrodo de carbón protegido......................... CAW-S
Soldadura por arco con electrodos gemelos de carbón.......................... CAW-T
Soldadura por electro-gas............................................................................. EGW
Soldadura por arco con electrodo tubular................................................. FCAW
Soldadura por arco metálico protegido con gas....................................... GMAW
Soldadura por arco metálico pulsado protegido con gas...................... GMAW-P
Soldadura de arco metálico en corto circuito protegido con gas..... GMAW-S
Soldadura por arco de tungsteno protegido con gas..................................GTAW
Soldadura por arco pulsado de tungsteno protegido con gas...............GTAW-P
Soldadura por arco de plasma....................................................................... PAW
Soldadura por arco metálico protegido con electrodo recubierto....... SMAW
Soldadura de pernos por arco eléctrico...................................................... SW
Soldadura por arco sumergido.................................................................... SAW
Soldadura por arco sumergido en serie...................................................... SAW-S
TIPOS BASICOS DE SOLDADURAS.
Según el autor Horwitz, existen cinco tipos básicos de soldadura:
· La de cordón
· La ondeada
· La de filete
· La de tapón
· La de ranura
Las Soldaduras De Cordón.
Se hace en una sola pasada, con el metal de aporte sin movimiento hacia uno y otro lado. Esta soldadura se utiliza principalmente para reconstruir superficies desgastadas, y en muy pocos casos se emplea para juntas.
Metal de aporte
Las Soldaduras Ondeadas.
Se logran haciendo un cordón con algo de movimiento hacia uno y otro lado.
Entre estas soldaduras hay también varios tipos, como el zigzag, el circular, el oscilante entre otros. Esta soldadura se también se usa principalmente para la reconstrucción de superficies.
Las Soldaduras De Tapón Y De Agujero Alargado.
Sirven principalmente para hacer las veces de remaches. Se emplean para unir por fusión dos piezas de metal cuyos bordes, por alguna razón, no pueden fundirse.
Las Soldaduras De Ranura.
Se realiza entre el espacio que queda entre dos piezas de metal. Estas soldaduras se emplean en muchas combinaciones dependiendo de la accesibilidad, de la economía, del diseño, y del tipo de proceso de soldadura que se aplique.
Las Soldaduras De Filete.
Son similares a las de ranura, pero se hacen con mayor rapidez que éstas. Las juntas soldadas de filete son simples de preparar desde el punto de vista de preparación y ajuste de borde, aunque a veces se requieran de más soldadura que las juntas soldadas de ranura. Filete sencillo Filete doble
TIPOS DE SOLDADURA:
Soldadura TIG
Soldadura MAG
Soldadura MIG
Soldadura por arco
Soldadura en frío
Soldadura explosiva
Soldadura por fricción
Soldadura por fusión
Soldadura a gas
Soldadura por inducción
Soldadura mixta
Soldadura por plasma
Soldadura por puntos
Soldadura de choque
Soldadura con rayo de electrones
Soldadura por rayo láser
Soldadura ultrasónica
Soldadura aluminotérmica
Soldadura GMAW
Soldadura sin plomo
Soldadura oxiacetilénica
Soldadura blanda
SOLDADURA (WELDING)
Es la coalescencia localizada de metales o no metales, producida por el calentamiento de los materiales a una temperatura apropiada, con o sin aplicación de presión y con o sin el empleo de material de aporte.
SOLDADURA FUERTE (BRAZING)
Grupo de procesos de soldadura, los cuales producen a coalescencia de los materiales por el calentamiento de éstos, a la temperatura adecuada, y empleando un metal de aporte que tiene una temperatura de liquidus superior a los 450° C (840° F), pero inferior a la temperatura de solidus del metal base. El metal de aporte se distribuye por acción capilar entre las superficies de la junta mantenidas en contacto estrecho.
SOLDADURA BLANDA (SOLDERING)
Grupo de procesos de soldadura que producen coalescencia de materiales, calentándolos a una temperatura adecuada y usando material de aporte que tenga una línea de liquidus que no exceda de 450° C (840° F) y debajo de la línea de solidus del metal base. El metal de aporte se distribuye por acción capilar entre las superficies de la junta mantenidas en contacto estrecho.
[]
SOLDADURA DE ARCO DE METAL BLINDADO (SMAW)
Uno de los tipos más comunes de soldadura de arco es la soldadura de manual con electrodo revestido (SMAW, Shielded Metal Arc Welding), que también es conocida como soldadura manual de arco metálico (MMA) o soldadura de electrodo. La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material base y la varilla de electrodo consumible, que es de acero y está cubierto con un fundente que protege el área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación por medio de la producción del gas CO2 durante el proceso de la soldadura. El núcleo en sí mismo del electrodo actúa como material de relleno, haciendo innecesario un material de relleno adicional.
El proceso es versátil y puede realizarse con un equipo relativamente barato, haciéndolo adecuado para trabajos de tiendas? Y trabajo de campo.[ ]Un operador puede hacerse razonablemente competente con una modesta cantidad de entrenamiento y puede alcanzar la maestría con experiencia. Los tiempos de soldadura son algo lentos, puesto que los electrodos consumibles deben ser sustituidos con frecuencia y porque la escoria, el residuo del fundente, debe ser retirada después de soldar.[16] Además, el proceso es generalmente limitado a materiales de soldadura ferrosos, aunque electrodos especializados han hecho posible la soldadura del hierro fundido, níquel, aluminio, cobre, y de otros metales. Con este proceso, operadores inexpertos pueden encontrar difícil de hacer buenas soldaduras fuera? de posición?.
SOLDADURA DE ARCO METÁLICO CON GAS (GMAW)
Es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura.
También conocida como soldadura de gas de metal inerte o soldadura MIG, es un proceso semiautomático o automático que usa una alimentación continua de alambre como electrodo y una mezcla de gas inerte o semi-inerte para proteger la soldadura contra la contaminación. Como con la SMAW, la habilidad razonable del operador puede ser alcanzada con entrenamiento modesto. Puesto que el electrodo es continuo, las velocidades de soldado son mayores para la GMAW que para la SMAW. También, el tamaño más pequeño del arco, comparado a los procesos de soldadura de arco metálico protegido, hace más fácil hacer las soldaduras fuera de posición (Ej.: empalmes en lo alto, como sería soldando por debajo de una estructura).
El equipo requerido para realizar el proceso de GMAW es más complejo y costoso que el requerido para la SMAW, y requiere un procedimiento más complejo de disposición. Por lo tanto, la GMAW es menos portable y versátil, y debido al uso de un gas de blindaje separado, no es particularmente adecuado para el trabajo al aire libre. Sin embargo, debido a la rata media más alta en la que las soldaduras pueden ser terminadas, la GMAW es adecuada para la soldadura de producción. El proceso puede ser aplicado a una amplia variedad de metales, tanto ferrosos como no ferrosos.[]
Un proceso relacionado, la soldadura de arco de núcleo fundente (FCAW), usa un equipo similar pero utiliza un alambre que consiste en un electrodo de acero rodeando un material de relleno en polvo. Este alambre nucleado?? es más costoso que el alambre sólido estándar y puede generar humos y/o escoria, pero permite incluso una velocidad más alta de soldadura y mayor penetración del metal.[18]
SOLDADURA DE ARCO DE GAS DE TUNGSTENO (GTAW)
La soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG) (también a veces designada erróneamente como soldadura heliarc), es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo de tungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte, y un material de relleno separado. Especialmente útil para soldar materiales finos, este método es caracterizado por un arco estable y una soldadura de alta calidad, pero requiere una significativa habilidad del operador y solamente puede ser lograda en velocidades relativamente bajas.
La GTAW puede ser usada en casi todos los metales soldables, aunque es aplicada más a menudo a metales de acero inoxidable y livianos. Con frecuencia es usada cuando son extremadamente importantes las soldaduras de calidad, por ejemplo en bicicletas, aviones y aplicaciones navales.[] Un proceso relacionado, la soldadura de arco de plasma, también usa un electrodo de tungsteno pero utiliza un gas de plasma para hacer el arco. El arco es más concentrado que el arco de la GTAW, haciendo el control transversal más crítico y así generalmente restringiendo la técnica a un proceso mecanizado. Debido a su corriente estable, el método puede ser usado en una gama más amplia de materiales gruesos que el proceso GTAW, y además, es mucho más rápido. Puede ser aplicado a los mismos materiales que la GTAW excepto al magnesio, y la soldadura automatizada del acero inoxidable es una aplicación importante del proceso. Una variación del proceso es el corte por plasma, un eficiente proceso de corte de acero.[]
SOLDADURA DE ARCO SUMERGIDO (SAW)
Es un método de soldadura de alta productividad en el cual el arco se pulsa bajo una capa de cubierta de flujo. Esto aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes en la atmósfera son bloqueados por el flujo. La escoria que forma la soldadura generalmente sale por sí misma, y combinada con el uso de una alimentación de alambre continua, la rata de deposición de la soldadura es alta. Las condiciones de trabajo están muy mejoradas sobre otros procesos de soldadura de arco, puesto que el flujo oculta el arco y casi no se produce ningún humo. El proceso es usado comúnmente en la industria, especialmente para productos grandes y en la fabricación de los recipientes de presión soldados.[21] Otros procesos de soldadura de arco incluyen la soldadura de hidrógeno atómico, la soldadura de arco de carbono, la soldadura de electroescoria, la soldadura por electrogas, y la soldadura de arco de perno.
SOLDADURA A GAS
Soldadura a gas de una armadura de acero usando el proceso de oxiacetileno. El proceso más común de soldadura a gas es la soldadura oxiacetilénica, también conocida como soldadura autógena o soldadura oxi-combustible. Es uno de los más viejos y más versátiles procesos de soldadura, pero en años recientes ha llegado a ser menos popular en aplicaciones industriales. Todavía es usada extensamente para soldar tuberías y tubos, como también para trabajo de reparación. El equipo es relativamente barato y simple, generalmente empleando la combustión del acetileno en oxígeno para producir una temperatura de la llama de soldadura de cerca de 3100 °C. Puesto que la llama es menos concentrada que un arco eléctrico, causa un enfriamiento más lento de la soldadura, que puede conducir a mayores tensiones residuales y distorsión de soldadura, aunque facilita la soldadura de aceros de alta aleación. Un proceso similar, generalmente llamado corte de oxicombustible, es usado para cortar los metales.[] Otros métodos de la soldadura a gas, tales como soldadura de acetileno y aire, soldadura de hidrógeno y oxígeno, y soldadura de gas a presión son muy similares, generalmente diferenciándose solamente en el tipo de gases usados. Una antorcha de agua a veces es usada para la soldadura de precisión de artículos como joyería. La soldadura a gas también es usada en la soldadura de plástico, aunque la sustancia calentada es el aire, y las temperaturas son mucho más bajas.
SOLDADURA POR RESISTENCIA
La soldadura por resistencia implica la generación de calor pasando corriente a través de la resistencia causada por el contacto entre dos o más superficies de metal. Se forman pequeños charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) pasa a través del metal. En general, los métodos de la soldadura por resistencia son eficientes y causan poca contaminación, pero sus aplicaciones son algo limitadas y el costo del equipo puede ser alto.
SOLDADOR DE PUNTO
La soldadura por puntos es un popular método de soldadura por resistencia usado para juntar hojas de metal solapadas de hasta 3 mm de grueso. Dos electrodos son usados simultáneamente para sujetar las hojas de metal juntas y para pasar corriente a través de las hojas. Las ventajas del método incluyen el uso eficiente de la energía, limitada deformación de la pieza de trabajo, altas ratas de producción, fácil automatización, y el no requerimiento de materiales de relleno. La fuerza de la soldadura es perceptiblemente más baja que con otros métodos de soldadura, haciendo el proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Es usada extensivamente en la industria de automóviles - Los carros ordinarios puede tener varios miles de puntos soldados hechos por robots industriales. Un proceso especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usada para los puntos de soldadura del acero inoxidable.
Como la soldadura de punto, la soldadura de costura confía en dos electrodos para aplicar la presión y la corriente para juntar hojas de metal. Sin embargo, en vez de electrodos de punto, los electrodos con forma de rueda, ruedan a lo largo y a menudo alimentan la pieza de trabajo, haciendo posible las soldaduras continuas largas. En el pasado, este proceso fue usado en la fabricación de latas de bebidas, pero ahora sus usos son más limitados. Otros métodos de soldadura por resistencia incluyen la soldadura de destello, la soldadura de proyección, y la soldadura de volcado?.[]
SOLDADURA POR RAYO DE ENERGÍA
Los métodos de soldadura por rayo de energía, llamados soldadura por rayo láser y soldadura con rayo de electrones, son procesos relativamente nuevos que han llegado a ser absolutamente populares en aplicaciones de alta producción. Los dos procesos son muy similares, diferenciándose más notablemente en su fuente de energía. La soldadura de rayo láser emplea un rayo láser altamente enfocado, mientras que la soldadura de rayo de electrones es hecha en un vacío y usa un haz de electrones. Ambas tienen una muy alta densidad de energía, haciendo posible la penetración de soldadura profunda y minimizando el tamaño del área de la soldadura. Ambos procesos son extremadamente rápidos, y son fáciles de automatizar, haciéndolos altamente productivos. Las desventajas primarias son sus muy altos costos de equipo (aunque éstos están disminuyendo) y una susceptibilidad al agrietamiento. Los desarrollos en esta área incluyen la soldadura de láser híbrido, que usa los principios de la soldadura de rayo láser y de la soldadura de arco para incluso mejores propiedades de soldadura.[]
SOLDADURA DE ESTADO SÓLIDO
Como el primer proceso de soldadura, la soldadura de fragua, algunos métodos modernos de soldadura no implican derretimiento de los materiales que son juntados. Uno de los más populares, la soldadura ultrasónica, es usada para conectar hojas o alambres finos hechos de metal o termoplásticos, haciéndolos vibrar en alta frecuencia y bajo alta presión. El equipo y los métodos implicados son similares a los de la soldadura por resistencia, pero en vez de corriente eléctrica, la vibración proporciona la fuente de energía. Soldar metales con este proceso no implica el derretimiento de los materiales; en su lugar, la soldadura se forma introduciendo vibraciones mecánicas horizontalmente bajo presión. Cuando se están soldando plásticos, los materiales deben tener similares temperaturas de fusión, y las vibraciones son introducidas verticalmente. La soldadura ultrasónica se usa comúnmente para hacer conexiones eléctricas de aluminio o cobre, y también es un muy común proceso de soldadura de polímeros.
Otro proceso común, la soldadura explosiva, implica juntar materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta. La energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solamente una limitada cantidad de calor sea generada. El proceso es usado comúnmente para materiales disímiles de soldadura, tales como la soldadura del aluminio con acero en cascos de naves o placas compuestas. Otros procesos se soldadura de estado sólido incluyen la soldadura de coextrusión, la soldadura en frío, la soldadura de difusión, la soldadura por fricción (incluyendo la soldadura por agitación???), la soldadura por alta frecuencia, la soldadura por presión caliente, la soldadura por inducción, y la soldadura de rodillo.[]
SOLDADURA SUBACUÁTICA
Aunque que muchas aplicaciones de la soldadura se llevan a cabo en ambientes controlados como fábricas y talleres de reparaciones, algunos procesos de soldadura se usan con frecuencia en una amplia variedad de condiciones, como al aire abierto, bajo el agua y en vacíos (como en el espacio). En usos al aire libre, tales como la construcción y la reparación en exteriores, la soldadura de arco de metal blindado es el proceso más común.
Los procesos que emplean gases inertes para proteger la soldadura no pueden usarse fácilmente en tales situaciones, porque los movimientos atmosféricos impredecibles pueden dar lugar a una soldadura fallida. La soldadura de arco de metal blindado a menudo también es usada en la soldadura subacuática en la construcción y la reparación de naves, plataformas costa afuera, y tuberías, pero también otras son comunes, tales como la soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura de arco de gas tungsteno. Es también posible soldar en el espacio, fue intentado por primera vez en 1969 por cosmonautas rusos, cuando realizaron experimentos para probar la soldadura de arco de metal blindado, la soldadura de arco de plasma, y la soldadura de haz de electrones en un ambiente despresurizado. Se hicieron pruebas adicionales de estos métodos en las siguientes décadas, y hoy en día los investigadores continúan desarrollando métodos para usar otros procesos de soldadura en el espacio, como la soldadura de rayo láser, soldadura por resistencia, y soldadura por fricción. Los avances en estas áreas podrían probar ser indispensables para proyectos como la construcción de la Estación Espacial Internacional, que probablemente utilizará profusamente la soldadura para juntar en el espacio las partes manufacturadas en la Tierra.[]
A menudo, los soldadores también se exponen a gases peligrosos y a partículas finas suspendidas en el aire. Los procesos como la soldadura por arco de núcleo fundente y la soldadura por arco metálico blindado producen humo que contiene partículas de varios tipos de óxidos, que en algunos casos pueden producir cuadros médicos como el llamado fiebre del vapor metálico. El tamaño de las partículas en cuestión influye en la toxicidad de los vapores, pues las partículas más pequeñas presentan un peligro mayor.
Además, muchos procesos producen vapores y varios gases, comúnmente dióxido de carbono, ozono y metales pesados, que pueden ser peligrosos sin la ventilación y la protección apropiados. Debido al uso de gases comprimidos y llamas, en muchos procesos de soldadura se plantea un riesgo de explosión y fuego. Algunas precauciones comunes incluyen la limitación de la cantidad de oxígeno en el aire y mantener los materiales combustibles lejos del lugar de trabajo.[]
Existe una gran variedad de procesos de soldadura, varios métodos y técnicas de aplicación y una extensa cantidad y variedad, en constante aumento, de metales base y de aporte, por lo que una revisión de tales procesos necesariamente resulta incompleta. Adicionalmente, debido a que cada proceso involucra aspectos técnicos, de producción, metalúrgicos, económicos y de otra índole, las consideraciones de este capítulo se limitan a los procesos más usuales, mismos que son abordados desde los puntos de vista más estrechamente relacionados con la inspección de soldadura: una descripción breve del proceso y del equipo que se emplea, sus principales aplicaciones, ventajas y limitaciones, las variables particulares más relevantes y, en especial, las especificaciones y clasificaciones de los electrodos y metales de aporte.
Debido a que en el idioma Español el término soldadura se aplica de manera
indistinta para referirse a diferentes grupos de procesos de unión y a diversos objetos y significados (unión soldada, electrodo recubierto, metal depositado, metal de aporte y operaciones de soldadura, entre otros), es conveniente, antes de seguir tratando sobre los procesos de soldadura, hacer algunas precisiones sobre el significado de este término, para lo que se recurrirá a las siguientes definiciones estandarizadas:
CARTA MAESTRA DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA (DE ACUERDO CON LA NORMA ANSI/AWS A3.0-94, “TÉRMINOS Y DEFINICIONES ESTÁNDAR DE SOLDADURA”)
Soldadura Por Arco (Arc Welding – Aw)
Soldadura con hidrógeno atómico................................................................ AHW
Soldadura de arco con electrodo desnudo................................................. BMAW
Soldadura de arco con electrodo de carbón............................................... CAW
Soldadura de arco con electrodo de carbón y gas.................................... CAWG
Soldadura por arco con electrodo de carbón protegido......................... CAW-S
Soldadura por arco con electrodos gemelos de carbón.......................... CAW-T
Soldadura por electro-gas............................................................................. EGW
Soldadura por arco con electrodo tubular................................................. FCAW
Soldadura por arco metálico protegido con gas....................................... GMAW
Soldadura por arco metálico pulsado protegido con gas...................... GMAW-P
Soldadura de arco metálico en corto circuito protegido con gas..... GMAW-S
Soldadura por arco de tungsteno protegido con gas..................................GTAW
Soldadura por arco pulsado de tungsteno protegido con gas...............GTAW-P
Soldadura por arco de plasma....................................................................... PAW
Soldadura por arco metálico protegido con electrodo recubierto....... SMAW
Soldadura de pernos por arco eléctrico...................................................... SW
Soldadura por arco sumergido.................................................................... SAW
Soldadura por arco sumergido en serie...................................................... SAW-S
TIPOS BASICOS DE SOLDADURAS.
Según el autor Horwitz, existen cinco tipos básicos de soldadura:
· La de cordón
· La ondeada
· La de filete
· La de tapón
· La de ranura
Las Soldaduras De Cordón.
Se hace en una sola pasada, con el metal de aporte sin movimiento hacia uno y otro lado. Esta soldadura se utiliza principalmente para reconstruir superficies desgastadas, y en muy pocos casos se emplea para juntas.
Metal de aporte
Las Soldaduras Ondeadas.
Se logran haciendo un cordón con algo de movimiento hacia uno y otro lado.
Entre estas soldaduras hay también varios tipos, como el zigzag, el circular, el oscilante entre otros. Esta soldadura se también se usa principalmente para la reconstrucción de superficies.
Las Soldaduras De Tapón Y De Agujero Alargado.
Sirven principalmente para hacer las veces de remaches. Se emplean para unir por fusión dos piezas de metal cuyos bordes, por alguna razón, no pueden fundirse.
Las Soldaduras De Ranura.
Se realiza entre el espacio que queda entre dos piezas de metal. Estas soldaduras se emplean en muchas combinaciones dependiendo de la accesibilidad, de la economía, del diseño, y del tipo de proceso de soldadura que se aplique.
Las Soldaduras De Filete.
Son similares a las de ranura, pero se hacen con mayor rapidez que éstas. Las juntas soldadas de filete son simples de preparar desde el punto de vista de preparación y ajuste de borde, aunque a veces se requieran de más soldadura que las juntas soldadas de ranura. Filete sencillo Filete doble
TIPOS DE SOLDADURA:
Soldadura TIG
Soldadura MAG
Soldadura MIG
Soldadura por arco
Soldadura en frío
Soldadura explosiva
Soldadura por fricción
Soldadura por fusión
Soldadura a gas
Soldadura por inducción
Soldadura mixta
Soldadura por plasma
Soldadura por puntos
Soldadura de choque
Soldadura con rayo de electrones
Soldadura por rayo láser
Soldadura ultrasónica
Soldadura aluminotérmica
Soldadura GMAW
Soldadura sin plomo
Soldadura oxiacetilénica
Soldadura blanda
SOLDADURA (WELDING)
Es la coalescencia localizada de metales o no metales, producida por el calentamiento de los materiales a una temperatura apropiada, con o sin aplicación de presión y con o sin el empleo de material de aporte.
SOLDADURA FUERTE (BRAZING)
Grupo de procesos de soldadura, los cuales producen a coalescencia de los materiales por el calentamiento de éstos, a la temperatura adecuada, y empleando un metal de aporte que tiene una temperatura de liquidus superior a los 450° C (840° F), pero inferior a la temperatura de solidus del metal base. El metal de aporte se distribuye por acción capilar entre las superficies de la junta mantenidas en contacto estrecho.
SOLDADURA BLANDA (SOLDERING)
Grupo de procesos de soldadura que producen coalescencia de materiales, calentándolos a una temperatura adecuada y usando material de aporte que tenga una línea de liquidus que no exceda de 450° C (840° F) y debajo de la línea de solidus del metal base. El metal de aporte se distribuye por acción capilar entre las superficies de la junta mantenidas en contacto estrecho.
[]
SOLDADURA DE ARCO DE METAL BLINDADO (SMAW)
Uno de los tipos más comunes de soldadura de arco es la soldadura de manual con electrodo revestido (SMAW, Shielded Metal Arc Welding), que también es conocida como soldadura manual de arco metálico (MMA) o soldadura de electrodo. La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material base y la varilla de electrodo consumible, que es de acero y está cubierto con un fundente que protege el área de la soldadura contra la oxidación y la contaminación por medio de la producción del gas CO2 durante el proceso de la soldadura. El núcleo en sí mismo del electrodo actúa como material de relleno, haciendo innecesario un material de relleno adicional.
El proceso es versátil y puede realizarse con un equipo relativamente barato, haciéndolo adecuado para trabajos de tiendas? Y trabajo de campo.[ ]Un operador puede hacerse razonablemente competente con una modesta cantidad de entrenamiento y puede alcanzar la maestría con experiencia. Los tiempos de soldadura son algo lentos, puesto que los electrodos consumibles deben ser sustituidos con frecuencia y porque la escoria, el residuo del fundente, debe ser retirada después de soldar.[16] Además, el proceso es generalmente limitado a materiales de soldadura ferrosos, aunque electrodos especializados han hecho posible la soldadura del hierro fundido, níquel, aluminio, cobre, y de otros metales. Con este proceso, operadores inexpertos pueden encontrar difícil de hacer buenas soldaduras fuera? de posición?.
SOLDADURA DE ARCO METÁLICO CON GAS (GMAW)
Es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura.
También conocida como soldadura de gas de metal inerte o soldadura MIG, es un proceso semiautomático o automático que usa una alimentación continua de alambre como electrodo y una mezcla de gas inerte o semi-inerte para proteger la soldadura contra la contaminación. Como con la SMAW, la habilidad razonable del operador puede ser alcanzada con entrenamiento modesto. Puesto que el electrodo es continuo, las velocidades de soldado son mayores para la GMAW que para la SMAW. También, el tamaño más pequeño del arco, comparado a los procesos de soldadura de arco metálico protegido, hace más fácil hacer las soldaduras fuera de posición (Ej.: empalmes en lo alto, como sería soldando por debajo de una estructura).
El equipo requerido para realizar el proceso de GMAW es más complejo y costoso que el requerido para la SMAW, y requiere un procedimiento más complejo de disposición. Por lo tanto, la GMAW es menos portable y versátil, y debido al uso de un gas de blindaje separado, no es particularmente adecuado para el trabajo al aire libre. Sin embargo, debido a la rata media más alta en la que las soldaduras pueden ser terminadas, la GMAW es adecuada para la soldadura de producción. El proceso puede ser aplicado a una amplia variedad de metales, tanto ferrosos como no ferrosos.[]
Un proceso relacionado, la soldadura de arco de núcleo fundente (FCAW), usa un equipo similar pero utiliza un alambre que consiste en un electrodo de acero rodeando un material de relleno en polvo. Este alambre nucleado?? es más costoso que el alambre sólido estándar y puede generar humos y/o escoria, pero permite incluso una velocidad más alta de soldadura y mayor penetración del metal.[18]
SOLDADURA DE ARCO DE GAS DE TUNGSTENO (GTAW)
La soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG) (también a veces designada erróneamente como soldadura heliarc), es un proceso manual de soldadura que usa un electrodo de tungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte, y un material de relleno separado. Especialmente útil para soldar materiales finos, este método es caracterizado por un arco estable y una soldadura de alta calidad, pero requiere una significativa habilidad del operador y solamente puede ser lograda en velocidades relativamente bajas.
La GTAW puede ser usada en casi todos los metales soldables, aunque es aplicada más a menudo a metales de acero inoxidable y livianos. Con frecuencia es usada cuando son extremadamente importantes las soldaduras de calidad, por ejemplo en bicicletas, aviones y aplicaciones navales.[] Un proceso relacionado, la soldadura de arco de plasma, también usa un electrodo de tungsteno pero utiliza un gas de plasma para hacer el arco. El arco es más concentrado que el arco de la GTAW, haciendo el control transversal más crítico y así generalmente restringiendo la técnica a un proceso mecanizado. Debido a su corriente estable, el método puede ser usado en una gama más amplia de materiales gruesos que el proceso GTAW, y además, es mucho más rápido. Puede ser aplicado a los mismos materiales que la GTAW excepto al magnesio, y la soldadura automatizada del acero inoxidable es una aplicación importante del proceso. Una variación del proceso es el corte por plasma, un eficiente proceso de corte de acero.[]
SOLDADURA DE ARCO SUMERGIDO (SAW)
Es un método de soldadura de alta productividad en el cual el arco se pulsa bajo una capa de cubierta de flujo. Esto aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes en la atmósfera son bloqueados por el flujo. La escoria que forma la soldadura generalmente sale por sí misma, y combinada con el uso de una alimentación de alambre continua, la rata de deposición de la soldadura es alta. Las condiciones de trabajo están muy mejoradas sobre otros procesos de soldadura de arco, puesto que el flujo oculta el arco y casi no se produce ningún humo. El proceso es usado comúnmente en la industria, especialmente para productos grandes y en la fabricación de los recipientes de presión soldados.[21] Otros procesos de soldadura de arco incluyen la soldadura de hidrógeno atómico, la soldadura de arco de carbono, la soldadura de electroescoria, la soldadura por electrogas, y la soldadura de arco de perno.
SOLDADURA A GAS
Soldadura a gas de una armadura de acero usando el proceso de oxiacetileno. El proceso más común de soldadura a gas es la soldadura oxiacetilénica, también conocida como soldadura autógena o soldadura oxi-combustible. Es uno de los más viejos y más versátiles procesos de soldadura, pero en años recientes ha llegado a ser menos popular en aplicaciones industriales. Todavía es usada extensamente para soldar tuberías y tubos, como también para trabajo de reparación. El equipo es relativamente barato y simple, generalmente empleando la combustión del acetileno en oxígeno para producir una temperatura de la llama de soldadura de cerca de 3100 °C. Puesto que la llama es menos concentrada que un arco eléctrico, causa un enfriamiento más lento de la soldadura, que puede conducir a mayores tensiones residuales y distorsión de soldadura, aunque facilita la soldadura de aceros de alta aleación. Un proceso similar, generalmente llamado corte de oxicombustible, es usado para cortar los metales.[] Otros métodos de la soldadura a gas, tales como soldadura de acetileno y aire, soldadura de hidrógeno y oxígeno, y soldadura de gas a presión son muy similares, generalmente diferenciándose solamente en el tipo de gases usados. Una antorcha de agua a veces es usada para la soldadura de precisión de artículos como joyería. La soldadura a gas también es usada en la soldadura de plástico, aunque la sustancia calentada es el aire, y las temperaturas son mucho más bajas.
SOLDADURA POR RESISTENCIA
La soldadura por resistencia implica la generación de calor pasando corriente a través de la resistencia causada por el contacto entre dos o más superficies de metal. Se forman pequeños charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) pasa a través del metal. En general, los métodos de la soldadura por resistencia son eficientes y causan poca contaminación, pero sus aplicaciones son algo limitadas y el costo del equipo puede ser alto.
SOLDADOR DE PUNTO
La soldadura por puntos es un popular método de soldadura por resistencia usado para juntar hojas de metal solapadas de hasta 3 mm de grueso. Dos electrodos son usados simultáneamente para sujetar las hojas de metal juntas y para pasar corriente a través de las hojas. Las ventajas del método incluyen el uso eficiente de la energía, limitada deformación de la pieza de trabajo, altas ratas de producción, fácil automatización, y el no requerimiento de materiales de relleno. La fuerza de la soldadura es perceptiblemente más baja que con otros métodos de soldadura, haciendo el proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Es usada extensivamente en la industria de automóviles - Los carros ordinarios puede tener varios miles de puntos soldados hechos por robots industriales. Un proceso especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usada para los puntos de soldadura del acero inoxidable.
Como la soldadura de punto, la soldadura de costura confía en dos electrodos para aplicar la presión y la corriente para juntar hojas de metal. Sin embargo, en vez de electrodos de punto, los electrodos con forma de rueda, ruedan a lo largo y a menudo alimentan la pieza de trabajo, haciendo posible las soldaduras continuas largas. En el pasado, este proceso fue usado en la fabricación de latas de bebidas, pero ahora sus usos son más limitados. Otros métodos de soldadura por resistencia incluyen la soldadura de destello, la soldadura de proyección, y la soldadura de volcado?.[]
SOLDADURA POR RAYO DE ENERGÍA
Los métodos de soldadura por rayo de energía, llamados soldadura por rayo láser y soldadura con rayo de electrones, son procesos relativamente nuevos que han llegado a ser absolutamente populares en aplicaciones de alta producción. Los dos procesos son muy similares, diferenciándose más notablemente en su fuente de energía. La soldadura de rayo láser emplea un rayo láser altamente enfocado, mientras que la soldadura de rayo de electrones es hecha en un vacío y usa un haz de electrones. Ambas tienen una muy alta densidad de energía, haciendo posible la penetración de soldadura profunda y minimizando el tamaño del área de la soldadura. Ambos procesos son extremadamente rápidos, y son fáciles de automatizar, haciéndolos altamente productivos. Las desventajas primarias son sus muy altos costos de equipo (aunque éstos están disminuyendo) y una susceptibilidad al agrietamiento. Los desarrollos en esta área incluyen la soldadura de láser híbrido, que usa los principios de la soldadura de rayo láser y de la soldadura de arco para incluso mejores propiedades de soldadura.[]
SOLDADURA DE ESTADO SÓLIDO
Como el primer proceso de soldadura, la soldadura de fragua, algunos métodos modernos de soldadura no implican derretimiento de los materiales que son juntados. Uno de los más populares, la soldadura ultrasónica, es usada para conectar hojas o alambres finos hechos de metal o termoplásticos, haciéndolos vibrar en alta frecuencia y bajo alta presión. El equipo y los métodos implicados son similares a los de la soldadura por resistencia, pero en vez de corriente eléctrica, la vibración proporciona la fuente de energía. Soldar metales con este proceso no implica el derretimiento de los materiales; en su lugar, la soldadura se forma introduciendo vibraciones mecánicas horizontalmente bajo presión. Cuando se están soldando plásticos, los materiales deben tener similares temperaturas de fusión, y las vibraciones son introducidas verticalmente. La soldadura ultrasónica se usa comúnmente para hacer conexiones eléctricas de aluminio o cobre, y también es un muy común proceso de soldadura de polímeros.
Otro proceso común, la soldadura explosiva, implica juntar materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta. La energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solamente una limitada cantidad de calor sea generada. El proceso es usado comúnmente para materiales disímiles de soldadura, tales como la soldadura del aluminio con acero en cascos de naves o placas compuestas. Otros procesos se soldadura de estado sólido incluyen la soldadura de coextrusión, la soldadura en frío, la soldadura de difusión, la soldadura por fricción (incluyendo la soldadura por agitación???), la soldadura por alta frecuencia, la soldadura por presión caliente, la soldadura por inducción, y la soldadura de rodillo.[]
SOLDADURA SUBACUÁTICA
Aunque que muchas aplicaciones de la soldadura se llevan a cabo en ambientes controlados como fábricas y talleres de reparaciones, algunos procesos de soldadura se usan con frecuencia en una amplia variedad de condiciones, como al aire abierto, bajo el agua y en vacíos (como en el espacio). En usos al aire libre, tales como la construcción y la reparación en exteriores, la soldadura de arco de metal blindado es el proceso más común.
Los procesos que emplean gases inertes para proteger la soldadura no pueden usarse fácilmente en tales situaciones, porque los movimientos atmosféricos impredecibles pueden dar lugar a una soldadura fallida. La soldadura de arco de metal blindado a menudo también es usada en la soldadura subacuática en la construcción y la reparación de naves, plataformas costa afuera, y tuberías, pero también otras son comunes, tales como la soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura de arco de gas tungsteno. Es también posible soldar en el espacio, fue intentado por primera vez en 1969 por cosmonautas rusos, cuando realizaron experimentos para probar la soldadura de arco de metal blindado, la soldadura de arco de plasma, y la soldadura de haz de electrones en un ambiente despresurizado. Se hicieron pruebas adicionales de estos métodos en las siguientes décadas, y hoy en día los investigadores continúan desarrollando métodos para usar otros procesos de soldadura en el espacio, como la soldadura de rayo láser, soldadura por resistencia, y soldadura por fricción. Los avances en estas áreas podrían probar ser indispensables para proyectos como la construcción de la Estación Espacial Internacional, que probablemente utilizará profusamente la soldadura para juntar en el espacio las partes manufacturadas en la Tierra.[]
A menudo, los soldadores también se exponen a gases peligrosos y a partículas finas suspendidas en el aire. Los procesos como la soldadura por arco de núcleo fundente y la soldadura por arco metálico blindado producen humo que contiene partículas de varios tipos de óxidos, que en algunos casos pueden producir cuadros médicos como el llamado fiebre del vapor metálico. El tamaño de las partículas en cuestión influye en la toxicidad de los vapores, pues las partículas más pequeñas presentan un peligro mayor.
Además, muchos procesos producen vapores y varios gases, comúnmente dióxido de carbono, ozono y metales pesados, que pueden ser peligrosos sin la ventilación y la protección apropiados. Debido al uso de gases comprimidos y llamas, en muchos procesos de soldadura se plantea un riesgo de explosión y fuego. Algunas precauciones comunes incluyen la limitación de la cantidad de oxígeno en el aire y mantener los materiales combustibles lejos del lugar de trabajo.[]
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