SOLDADURA CON GAS (OXIACETILENO)

SOLDADURA
Soldadura con Gas (oxiacetileno)
Se compone básicamente de dos elementos, agua y carburo de calcio, que al ser unidos
producen el gas acetileno. Este es obtenido dentro de tubos que contienen unos 300 pies
cúbicos de gas a 250 LPC (libra por pie cuadrado). Operan por el principio de dejar caer
pedazos de carburo de calcio, para generar acetileno.
El oxigeno y el acetileno se queman por medio de un mechero o soplete, ambos gases se
conducen a la llama a traves de válvulas de reductoras de presión. Debido a que estos gases
mezclados son muy explosivos deben tenerce precauciones en su mezcla.
La llama tiene dos zonas diferentes. El máximo de temperatura (6300º F) se produce en el
extremo del cono interior.
La relación de oxigeno y acetileno de 1 :1 a 1,15 :1 da una llama neutra .
Mayor porcentaje de oxigeno da una llama oxidante (bronces y latones).
Menor porcentaje de oxigeno da una llama carburizante (soldadura monel, acero de bajo
carbono).
En la soldadura debe agregarce material de aporte en forma de varillas o alambres.
El control de temperatura es sencillo.
Con una adecuada técnica se logran una buena soldadura.
En los últimos años esta en desuso, excepto para piezas delgadas de metal o reparaciones.
La soldadura de gas a presión : las uniones se hacen por calentamiento de las terminaciones
con llama de gas a una temp. inferior a la fusión uniendo las terminaciones bajo presión.
Soldadura de Arco
En esta soldadura la fuente de calor es un arco eléctrico entre pieza y electrodo o entre dos
electrodos.
Soldadura con electrodo de carbón
La mayoría de las soldaduras de arco se hacen ahora con electrodos metálicos. En la soldadura
de electrodo de carbón, el arco produce una temp. mas alta que la llama de oxiciacetileno y
precisa metal de aporte. El proceso tiene el defecto de no protegen al metal caliente de la
atmósfera. Aunque hay una variante de arco de carbón con gas que provee protección gaseosa.
Dada la facilidad de control del arco, esta soldadura es útil para fundición de hierro y cobre.
Soldadura con electrodo de metal
En teoría esta soldadura funde el electrodo y el metal original, suministrando el aporte necesario
y acelerando la soldadura
La soldadura de arco con electrodos sin protección, consumibles, es dificultosa porque los arco
tienden a ser inestables, razón por la cual se utiliza poco.
Se desarrollaron dos variantes de este proceso :
 Soldadura con electrodo de tungsteno
 Soldadura de arco de metal protegido
Soldadura de arco de metal protegido
Los electrodos revestidos consisten en un alambre de metal sobre el que se coloca un
revestimiento de componentes químicos que optimizan el proceso de soldadura :
1. Proveen una atmósfera protectora
2. Estabilizan el arco
3. Actúan como fundente para remover impurezas
4. Previenen la oxidación y retardan el enfriamiento del metal fundido
5. Reduce la salpicadura
6. Agregan elementos de aleación
7. Afecta la forma de la moldura de la soldadura.
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Los electrodos con revestimiento pueden ser calificados según la resistencia a la tracción de la
soldadura, la posición de esta y el tipo de corriente y polaridad y tipo de cobertura.
Todos los electrodos van marcados con colores según normas internacionales.
Cuando la cobertura es fundida y vaporizada se libera una atmósfera protectora de gases que
protege al metal caliente.
La inclusión de hierro pulverizado en la cobertura de los electrodos acelera el proceso de
soldadura.
Las fuentes de energía para la soldadura de arco esta constituida por un generador (motor
eléctrico o nafta) o un transformador y rectificador, estos últimas son las mas usadas en los
últimos tiempos.
Los requisitos que deben cumplir esta fuentes son :
- abastecimientos de grandes valores
- uniformidad de tensión en caso de variación voltaica
La máquinas de corriente alterna tienen baja potencia y si se operan varias a la vez deben
conectarse a diferentes fases.
Las de corriente continua son trifásicas
Soldadura de arco de Tungsteno con gas (TIG)
Este proceso emplea un electrodo de tungsteno en un soporte especial del cual a traves de este
un gas puede ser provisto a baja presión a fin de entregar suficiente flujo como para formar una
protección alrededor del arco y del metal fundido, protegiéndolos de la atmósfera. Se usan los
gases inertes como ser Argón o Helio, pero en la soldadura de acero pude sustituirse por CO2.
En el proceso con electrodo no consumible, cualquier metal de aporte adicional necesario se
provee por una varilla separada. Para aplicaciones donde hay ajuste perfecto entre las parte no
hace falta metal de aporte.
No se usa ninguna clase de fundente, la soldaduras resultantes son muy limpias y no es
necesario ningún tipo especial de limpieza o remoción de rebabas.
Soldadura de arco de metal con gas (MIG)
Es una alternativa a la soldadura de arco de tungsteno con gas. Con el CO2, Helio, o Argón
como bases protectores una pistola de soldar y un mecanismo de alimentación especiales
renuevan el electrodo a medida que este ser consume.
No se forman rebabas que deban ser removidas.
Con un gas inerte tal como los mencionados, este proceso puede usarse para soldar casi
cualquier material, el proceso es usualmente mas caro y es usado para soldar aluminio,
magnesio, o aleaciones de acero inoxidable, en donde es necesario un acabado perfecto.
El proceso de arco de metal con gas permite mantener una arco muy corto.
Para soldar espesores mas grandes de acero se combina a menudo fundente granular con
CO2.
Soldadura con Hidrogeno atómico.
Se mantiene un arco de corriente alterna entre dos electrodos de tungsteno. El gas de
hidrogeno es disociado en el arco, cuando este se pone en contacto con la base de metal se
combina, abandonando importantes cantidades de calor.
El gas hidrogeno alrededor de la soldadura provee la protección contra el oxigeno y Nitrógeno
de la atmósfera.
Esta soldadura es de alta calidad y es usada para aceros de alta aleación, usándose también
para materiales muy delgados.
Esta fue desplazada por soldadura de gas.
Soldadura de arco sumergida.
En esta soldadura el arco voltaico es mantenido debajo de un fundente granular. Puede usar
corriente CA o CC.
El fundente provee completa protección del metal fundido y , por lo tanto, se obtienen
soldaduras de alta calidad.
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Como procedimiento básico el cabezal soldador se traslada a lo largo de la pieza
automáticamente obteniéndose grandes velocidades de soldadura y por ende siendo posible
soldar gruesas planchas y grandes volúmenes.
Se la utiliza para construcción de barcos o tubos de acero de grandes diámetro o de tanques.
Una variante de esta es el arco sumergido manual, en donde un cañón o embudo contiene el
fundente, es sostenido y movido manualmente.
Soldadura de flujo magnético
Es una modificación de arco sumergido en donde se utiliza un fundente magnetizado por el
campo eléctrico del electrodo de alambre originado por la corriente que fluye por el alambre.
Tiene un control de cantidad de fundente mas preciso y virtualmente no hay fundente sin usar.
Soldadura con perno
Es un proceso de soldadura de arco donde la coalescencia es producida estableciendo un aro
entre un perno metálico y la pieza, hasta que se produce la temp. suficiente, y luego
presionando el perno contra la pieza con suficiente presión para completar la unión. Se hace
generalmente sin protección atmosférica.
La terminación del perno se ahueca y el hueco se rellena con fundente de soldar.
El operador tiene que colocar el perno y el casquillo de sujeción en la pistola, coloca la pistola
en posición sobre la pieza y aprieta el gatillo. El ciclo es automático.
Tipos de soldadura de fusión y uniones
Hay 4 tipos básicos de soldadura de fusión :
 de pestaña : para hojas delgadas, reparación de superficies o aplicación de materiales de
consistencia dura
 de ranura :para obtener resistencia en todo el espesor en materiales gruesos.
 de filete : uniones en T, solapa y esquinas. Puede ser continua o intermitente.
 tipo espiga : para vincular una pieza encima de otra evitando el uso de remaches o tornillos
Soldadura con Resistencia
La soldadura de resistencia es producida por el calor obtenido de la resistencia de la piezas de
trabajo a temperaturas más bajas.
No hay fusión del metal, ya que la presión ejercida produce un forjado resultando de grano más
fino la soldadura. La temperatura se obtiene en fracción de segundo por ende es muy rápida y
económica y apropiada para la producción en masa.
El calor se obtiene por el pasaje de corriente eléctrica a través de la pieza a soldar, usa
corriente alterna.
En este tipo de soldadura el control de la presión es de suma importancia dado que un exceso
de presión hace que el material fundido salte de las superficies de empalme, y la baja presión
provoca quemadura de las superficies y picadura de los electrodos.
La corriente generalmente se obtiene de un transformador reductor.
Soldadura de punto
La soldadura de punto es el tipo más simple y más usada de la soldaduras de resistencia.
Se conecta y desconecta la corriente por medios automáticos y semiautomáticos. Esto produce
una pepita de metal unido con muy poca o ninguna fusión y sin que salte el material.
Máquinas de soldadura
1. Con brazo oscilante : el electrodo inferior esta quieto y se mueve el superior, oscila alrededor
de un pivote
2. de presión : electrodo superior comandado por cilindro neumático ; para trabajos pesados o
de alta producción ; gran variedad de tamaños de máquinas.
3. portátil : transportable, usa una pistola conectada a la fuente de energía. La pistola puede
uno de sus electrodos para dar la presión necesaria. Muy utilizada en la industria por su alta
velocidad de producción
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Tienen una variedad muy grande, casi todos los materiales dúctiles y aleaciones pueden ser
soldados a punto, como ser chapa dulce (el más común), fundiciones, aluminio(altas corrientes,
intervalo corto, baja presión), magnesio (limpieza superficial), cobre (es difícil), plata (difícil por
su conductibilidad)
El límite practico del espesor es de 1/8 pulgadas si cada pieza tiene el mismo espesor. Se ha
logrado hasta ½ pulgada de planchas de acera satisfactoriamente.
Soldadura de costura
Consiste en una serie de soldaduras de punto sobrepuestas, que de este modo forman una
soldadura continua.
Constituida por dos discos que giran, cuando el material pasa por estos electrodos se conecta y
desconecta corriente de soldadura, de modo que forma soldaduras elípticas individuales que se
superponen formando una hilera. La duración debe ser regulado de manera que las piezas no
se calienten demasiado y por ello se usa enfriamiento externo.
Se usa la soldadura de costura para tanques herméticos, de gasolina, silenciadores de
automóvil, etc.
Para formas especiales se pueden usar electrodos recortados.
Tiene un alto nivel de producción.
Soldadura de saliente
Para hacer una soldadura de saliente se estampan en relieve hoyuelos, estos se colocan luego
entre electrodos planos, se aplican corriente y presión, y como casi toda la resistencia del
circuito está en los hoyuelos se concentra calor y se produce la soldadura.
Esta limitado por las dimensiones de la máquina.
Soldadura por chispas
Es un proceso de soldadura de resistencia donde la unión se produce simultáneamente por
medio de calor obtenido de la corriente eléctrica entre las superficies y se completa por presión
después del calentamiento.
Los equipos necesario son costoso y de gran tamaño, pero pueden obtenerse muy buenas
soldaduras a un alto ritmo de producción.
Se utiliza en caños, accesorios tubulares, ventanas metálicas.
Soldadura por recalcado
Se aplica continuamente una presión después que se aplica la corriente de soldadura. Como
resultado de esto, la soldadura se produce a menor temperatura.
Las superficies deben estar limpias y adecuadamente preparadas para calentamiento uniforme
y soldaduras fuertes.
Se usa para caños y tubos.
Soldadura por percusión
Se aplica una potencia de alta tensión sobre las piezas para luego chocar las partes con gran
fuerza, produciéndose una descarga eléctrica muy grande que suelda los dos extremos.
Características :
- Deben soldarse 2 piezas distintas de metal (no sirve en una misma pieza)
- puede aplicarse a metales diferentes
- se aplica alambres, varillas, y tubos
- Es un método muy rápido
- El equipo es semiautomático
- No precisa material de aporte
- Alto costo del equipo
- Mantenimiento especial
- En algunos materiales se debe preparar la superficie
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MISCELANEA DE SOLDADURAS Y PROCESOS ASOCIADOS
Soldadura con termita
La unión se produce calentando con metal y virutas recalentados (reacción de óxido metálico y
aluminio).
El metal líquido proporciona tanto el calor requerido como el metal de aporte.
Se produce una temperatura de 5000º F en 30 segundos.
Para esta soldadura se construye un molde con la forma de la soldadura llenando las aberturas
con cera. Se usa soplete para secar el molde (similar a molde de arena) y fundir la cera.
Cuando las superficies están al rojo se vierte el metal fundido. Luego se mecaniza.
Soldadura eléctrica con escoria : la temperatura se obtiene de la resistencia eléctrica de la
escoria fundida en la que se sumerge el alambre del electrodo (3200º F). Suelda hasta 16
pulgadas. Se funde una gran masa de metal, tiene un lento enfriamiento posterior.
Soldadura con haz de electrones : Soldadura de muy alta pureza en metales reactivas y
refractarios usados en energía atómica y en cohetería. Usa un sistema de óptica electrónica
para el soldado.
Soldadura Ultrasónica : Es una combinación de energía ultrasónica y presión, se usa para
materiales delgados y disimiles. Puede ser de punto o de costura.
Soldadura por fricción mecánica : entre dos piezas, una en movimiento y la otra fija con un
eje horizontal en común están juntadas fuertemente y la fricción del rozamiento genera calor
muy rápido con un tiempo muy breve de soldadura (menos de 25 seg.). Suelda algunos
materiales disímiles.
Revestimiento Superficial
Se hace por soldadura de gas o de arco, de una capa integral de metal de una composición,
sobre la superficie de un metal de base de composición diferente obteniendo superficies con
características especiales. Se le llama revestimiento superficial duro.
Hay 7 categorías de metales para revestimiento superficial :
1. Acero al carbono endurecido al aire y aceros de baja aleación
2. Aceros y hierros de alta aleación
3. Aleaciones con base de cobalto
4. Carburos
5. Aleaciones con base de cobre
6. Aleaciones de níquel, tales como monel, nicron, etc.
7. Aceros Inoxidables
Se aplica en dientes de rasquetes, palas excavadoras, trépanos de excavadoras de petróleo,
etc.
Metalizado
El proceso consiste básicamente en el metal fundido y atomizado en un soplete especial y
pulverizado sobre un material de base. Se emplea llama de oxiacetileno.
Cualquier metal que pueda trefilarse puede utilizarse para metalizar
Sopletes de plasma para materiales de alto punto de fusión
Es adecuado para revestimientos de superficies, para soportar la abrasión y desgaste. Su
porosidad puede retener lubricante lo que le da mayor resistencia al desgaste.
Hay revestimientos de protectores de zinc y aluminio.
Soldaduras de plásticos
Para soldado de termoplásticos, consiste en calentar localmente hasta que las áreas a unir se
ablanden y luego se aplica presión. El calor es suministrado por un soplete de gas caliente o
una herramienta similar a un soldador eléctrico.
Frecuentemente se provee el aporte de material (barra de plástico de aporte).
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Se sueldan mediante este método tubos pláticas, barras, etc.
Soldadura Fuerte
La soldadura se produce por calentamiento a temperaturas superiores a 800º F y el uso de un
metal no ferroso de aporte que tiene una temperatura de fusión por debajo de la temperatura
del metal de base.
Características :
El metal de aporte es diferente del de base
Espacio en la unión entre metales pequeño
Fusión entre el metal de base y el metal de aporte y no entre metales de base
Superficies a soldar limpias
Unión de metales disímiles
Se puede soldar todo tipo de materiales : Aleaciones de plata se usan para soldar acero
inoxidable, cobre para reparación de fundiciones de acero y hierro, aluminio para soldar
aluminio y aleaciones de Al.
Se usan fundentes para el proceso en donde estos disuelven óxidos superficiales y promueven
el flujo dentro de la unión del metal de aporte en el metal de base.
La soldadura se puede hacer con soplete de oxiacetileno o de oxihidrogeno, etc., pero tiene
dificultad para conseguir un calentamiento uniforme de la unión.
También puede hacerse en horno, con atmósfera controlada, en donde la pieza a unir tiene un
calentamiento uniforme al igual que el material de aporte cargado previamente.
Uniones a tope, traslapada y solapada.
Soldadura con Latón
Usa la atracción capilar para la distribución del material de aporte que se deposita por
gravedad. Se usa para reparar acero de máquinaria o fundiciones ferrosas a una baja
temperatura, usando soplete de oxiacetileno.
Soldadura blanda (con estaño)
No implica ninguna fusión del material de base, por lo tanto la unión es por adhesión del
material de base y el fusible (estaño).
Hay 3 aleaciones de estaño : con 60, 50, 40 % de estaño.
Se usa para rellenar abolladuras, juntas superpuestas, y donde no se requiere resistencia en la
unión.
Unión con adhesivos
Usado para fabricar pares tanto metálicas como no metálicas
Los adhesivos son a base de resinas termoplásticas y termofraguantes y muchos elastomeros
artificiales.
No pueden emplearse a elevadas temperaturas pero tiene como ventaja que son fáciles de usar
a temperaturas ambiente.
Algunos de estos adhesivos : poliamia, caucho de neoprene, epoxi,etc
Se pegan cualquier tipo de material o combinación de material, de igual o diferentes espesores,
tiene buena resistencia a la fatiga, aislantes eléctricos. Son malos resistiendo a la tracción e
inestables a temperatura media o alta.
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