CONCEPTOS BASICOS DE SOLDADURA

1. ¿QUE ES LA SOLDADURA?

La soldadura es un elemento de unión permanente en donde se realiza la unión de dos materiales, logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija.

2. SOLDADURA MIG-MAG

Sus siglas MIG (Metal Inert Gas) y MAG (Metal Active Gas) significan: soldadura con gas inerte y soldadura con gas activo.

Consiste en mantener un arco entre un electrodo de hilo sólido continuo y la pieza a soldar. Tanto el arco como el baño de soldadura se protegen mediante un gas que puede ser activo o inerte. El procedimiento es adecuado para unir la mayoría de materiales, disponiéndose de una amplia

variedad de metales de aportación.

En la soldadura SMAW por cada kilogramo de electrodo revestido comprado, alrededor del 65% forma parte del material depositado (el resto es desechado). La utilización de hilos sólidos e hilos tubulares han aumentado esta eficiencia hasta el 80-95%. La soldadura MIG/MAG es un proceso versátil, pudiendo depositar el metal a una gran velocidad y en todas las posiciones. El procedimiento es muy utilizado en espesores delgados y medios, en fabricaciones de acero y estructuras de aleaciones de aluminio, La introducción de hilos tubulares está encontrando cada vez más, su aplicación en los espesores

fuertes que se dan en estructuras de acero pesadas.

Soldadura MIG: Dentro de los gases inertes disponibles en Europa el más empleado es el argón y en Estados Unidos, el helio es el que más se utiliza.

El argón con altas purezas sólo es utilizado en soldadura de titanio, aluminio, cobre y níquel. Para

la soldadura de acero se tiene que aplicar con cantidades inferiores al 5% de mezcla con oxígeno

ya que el argón puro produce mordeduras y cordones irregulares. Así se mejora la penetración y

ensanchamiento de la parte inferior del cordón.

La utilización de helio produce cordones más anchos y una penetración menos profunda que la

producida por el argón.

Soldadura MAG : El CO2 es uno de los gases empleados en este tipo de soldadura. Sus

inconvenientes son que produce arcos muy enérgicos, con lo que también se producen un gran

número de proyecciones.

Por otro lado es un gas mucho más barato que el argón, capaz de producir penetraciones mucho

más profundas y anchas que éste. También se tiene la ventaja que reduce el riesgo de mordeduras

y faltas de fusión.

NORMA TECNICA PERUANA NTP 399.013

Colores de identificación de gases industriales contenidos en envases a presión tales como: cilindros, balones, botellas y tanques.

3. METODOS MODERNOS DE SOLDADURA

Los métodos modernos de soldadura se caracterizan por ser rápidos, especializados, altamente productivos, de elevado costo y fácilmente automatizables. Algunos de ellos son:

-La soldadura por rayo láser (LBW, de laser-beam welding) es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obteniéndose la correspondiente unión entre los elementos involucrados. En la soldadura láser comúnmente no existe aportación de ningún material externo. La soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre estos puntos.

-La soldadura por rayos de electrones es un proceso de soldadura en el cual

la energía requerida para derretir el material es suministrada por un rayo de electrones. Para evitar

la dispersión del rayo de electrones la pieza de trabajo es generalmente ubicada en una cámara

de vacío, aunque se ha intentado también realizar soldadura por rayo de electrones bajo presión

atmosférica. La región afectada por el calor es muy pequeña. En este tipo de soldadura no hay

material de aporte. El haz de electrones se obtiene de un cátodo, que suele ser de wolframio, y se

enfoca mediante un campo magnético producido por bobinas.

-La soldadura ultrasónica consiste en una máquina con punta de base plana, se colocan los

materiales uno encima de otro y después se baja la punta de la máquina, esta emite una onda

ultrasónica que mueve las moléculas de ambos materiales provocando que estas se fundan. Los

parámetros deben de ser ajustados cada vez que se altera en espesor de pared de los materiales a

fundir. Una ejemplo de su uso en la industria es la de soldar cables a terminales.

-La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente

de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en porcentajes no superiores a un 2%. Dada la

elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 °C), acompañada de la

protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases

más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de

ambos.La gran ventaja de este método de soldadura es, básicamente, la obtención de cordones

más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos,

ya que el gas protector impide el contacto entre el oxígeno de la atmósfera y el baño de fusión.

4. DESIGNACION DE ELECTRODOS POR LA AWS

- E-60XX, esto quiere decir que se trata de un Electrodo Manual Revestido que produce un metal depositado del cual cada pulgada cuadrada de soldadura soporta 60.000 mil Libras de Tensión.

- El tercer digito, indica la posición de soldadura: 1, 2, 3, 4, 5 y 6 G.

- El cuarto digito indica el tipo de revestimiento, tipo de corriente y polaridad con que trabaja el electrodo.

5. SOLDADURA A TOPE

Soldadura a tope es una soldadura en la que las partes de metal a soldar se unen por sus extremos, canto contra canto. Soldadura de una junta fijando sus extremos sin empalmarlos.

La soldadura a tope es la usada comúnmente para la unión de hilos o alambres y tubos, muy utilizada en la fabricación de cestas, rejas, mallas, cadenas, etc, en la actualidad se utiliza este tipo de soldadura en la unión de tubos de polietileno.

6. SOLDADURA A TRASLAPE

La unión de traslape le otorga un doble espesor en la unión, pero en muchas aplicaciones (por ejem, conexiones de plomería) el doble espesor no es objetable. Y la unión de traslape generalmente se sostiene sola durante el proceso de soldadura fuerte. Apoyándose en un miembro plano en el otro generalmente basta para mantener una abertura de unión uniforme. Y en las uniones tubulares, anidar un tubo dentro del otro los mantiene en una alineación correcta para la soldadura fuerte. Sin embargo, supongamos que se desee

que una unión tenga las ventajas de ambos tipos; un espesor individual en la unión combinado con una máxima resistencia de tensión. 

7. FATIGA DE LA SOLDADURA

El fallo de fatiga en la soldadura se manifiesta con la formación de una pequeña grieta que luego se propaga. El origen de formacion de esta grieta de fatiga se produce por las siguientes causas:

- Concentración de tensiones originada por los cambios bruscos de geometria. En todos los nudos de una estructura existen inevitablemente puntos de concentracion de tensiones, siendo dichos puntos los mas propensos a sufrir fallos por fatiga.

- Concentraciones de tensión debidas a las inevitables inclusiones y porosidades que se producen en el proceso de soldeo.

- La gran aportación de calor puntual produce una distribucion no uniforme de temperaturas en la zona soldada que creará tensiones residuales del orden del limite elastico que influiran en la tension real de fatiga en los distintos puntos afectados por el calor.

- Variacion de las propiedades físicas, el material de aporte se elige siempre de forma que sus propiedades sean mejores que el material base, sin embargo esto produce variacion en su composicion cristalografica

8. ESFUERZO DE DISEÑO

En soldadura a tope:

σ= Fhl

Donde:

h= garganta de la soldadura

l= longitud de soldadura

En soldadura a traslape:

τ= Fhl

Donde:

h= garganta de la soldadura

l= longitud de soldadura

Según la AWS el esfuerzo permisible o de diseño en la soldadura es el 0.3 del esfuerzo ultimo de rotura de acuerdo al electrodo seleccionado:

σ perm=0.3Su

9. BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura

http://www.esab.com/es/sp/education/procesos-migmag-gmaw.cfm

http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn53.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_MIG/MAG

http://bvirtual.indecopi.gob.pe/normas/399.013.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_ultras%C3%B3nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura#Soldadura_por_rayo_de_energ.C3.ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_por_rayo_l%C3%A1ser

http://www.gruposemesa.com/pdf/material_aporte_soldadura2012infra.pdf

http://www.ecured.cu/index.php/Soldadura_a_tope

http://www.construmatica.com/construpedia/Uniones_por_Soldadura

http://www.lucasmilhaupt.com/es-MX/brazingfundamentals/jointdesign/

http://es.slideshare.net/OscarReneMuozFuerez/soldadura-diseo