Soldadura de los metales.La soldadura es un proceso de unin, por medio de fusin, que consiste en la aplicacin de calor intenso en la zona donde se formara la unin, con el objeto de fundir un pequeo volumen del material.

El calor se aplica el tiempo suficiente para permitir que se mezclen los lquidos provenientes de las dos o ms piezas a ser unidas. Cuando la mezcla se deja enfriar y solidificar, se establece una unin metalrgica entre las piezas. Debido a que esta unin es fundamentalmente el producto de la mezcla de los materiales de las piezas, tiene la potencialidad de exhibir las mismas propiedades mecnicas que posean las piezas. En otras palabras, las propiedades del material base pueden ser reproducidas en la zona de unin.El mtodo utilizado para aplicar el calor en un proceso de soldadura puede afectar significativamente a las propiedades de la unin. Uno de los fenmenos que influye significativamente en las propiedades mecnicas de una soldadura, y que puede causar que las propiedades del metal base no puedan reproducirse en la unin es lo que se llama la zona afectada por el calor. La zona afectada por el calor se genera por el gradiente trmico necesario para fundir los metales

La figura representa la vista en planta de dos placas metlicas que sern unidas por medio de un proceso de soldadura. La fuente de calor aplicada produce gradientes de temperatura en las placas. Este gradiente se representa por las lneas en colores alrededor de la zona donde se aplica el calor. En la zona de unin, el metal alcanza una temperatura elevada. En las zonas lejanas a la unin, el metal prcticamente no sufre cambio alguno de temperatura. El calentamiento no uniforme puede generar problemas de esfuerzos residuales en la zona cercana al cordn de soldadura, lo cual podra afectar la resistencia estructural de la unin. Soldadura por arco elctricoEn este tipo de soldadura, el calor intenso necesario para fundir el metal es producido por un arco electrico. El arco se forma en la pieza de trabajo y un electrodo que se desplaza en forma manual o automatica a lo largo de la zona a ser unida. El electrodo puede consistir en una varilla de carbono o tungsteno, en cuyo caso su unica funsion es conducir la corriente y mantener un arco electrico entre su punta y la pieza de trabajo. El circuito basico de soldadura se muestra en la figura. Este consiste en una fuenta de poder de corriente alterna (AC) o directa (DC), un cable de tierra que se conecta a la pieza de trabajo, y un cable vivo que se conecta a un portaelectrodo adecuado. Este portaelectrodo permite realizar el contacto electrico entre el cable vivo y el electrodo, al mismo tiempo que proporciona un agarradero electricamente aislado para manipular al electrodo.

Cuando el circuito se energiza, con la punta del electrodo se toca la pieza de trabajo y luego se separa ligeramente de esta manteniendola muy cerca del punto de contacto. Con esto se genera un arco electrico entre la punta del electrodo y la pieza. Este arco produce una temperatura aproximada de 3590 C en la punta del electrodo, temperatura adecuada para fundir la mayoria de los metales. El calor producido funde el metal base cercano al arco electrico y cualquier metal de relleno subministrado ya sea por el mismo electrodo o por otros medios adecuados. Cebado y mantenimiento del arcoEl proceso de soldadura comienza con el cebado del arco. Para que se origine el arco elctrico, imprescindible para que ocurra la soldadura, hay que seguir la siguiente secuencia: Hacemos tocar la pieza con el electrodo. Al tocar el electrodo la pieza, se cierra el circuito y se produce un paso de corriente elctrica. Como consecuencia se origina en el punto de contacto una elevacin de la intensidad, y por ende, una elevacin de la temperatura en la zona de contacto hasta la incandescencia. Cualquier metal en estado incandescente emite electrones, es lo que se conoce como efecto termoinico. A continuacin se procede a separar el electrodo de la pieza, lo que va a permitir que los electrones emitidos ionizan el aire circundante, hacindolo conductor, es lo que se llama efecto ionizacin.

Una vez establecido el arco, ste se logra mantener debido a una serie de factores que coinciden en el proceso.

Clasificacin de los cordones de soldaduraLos cordones de soldadura se pueden clasificar segn los siguientes criterios: Por la posicin geomtrica de las piezas a unir: Soldaduras a tope; Soldaduras en ngulo; Por la posicin del cordn de soldadura respecto al esfuerzo: Cordn frontal; Cordn lateral; Cordn oblicuo; Por la posicin del cordn de soldadura durante la operacin de soldeo: Cordn plano (se designa con H). Cordn horizontal u horizontal en ngulo (se designa por C). Cordn vertical (se designa con V). Cordn en techo o en techo y en ngulo (se designa con T).A continuacin, se muestra una serie de figuras representativas de los tipos anteriormente definidos.EJEMPLOS DE SOLDADURAS A TOPEEn prolongacin

A tope en T

A tope en L

Soldadura autgena.Losgasesenestadocomprimido son en la actualidad prcticamente indispensables para llevar a cabo la mayora de losprocesosde soldadura. Por su gran capacidad inflamable, elgasms utilizado es el acetileno que, combinado con eloxgeno, es la base de la soldadura oxiacetilnica y oxicorte, el tipo de soldadura por gas ms utilizado.Se seala que la soldadura oxiacetilnica por la altapresindonde tanto el oxgeno como el gas combustible (acetileno,hidrgeno) que alimentan el soplete proceden de las botellas que los contienen a alta presin. Es conveniente resaltar que la llama de un soplete de acetileno/oxgeno puede llegar a alcanzar unatemperaturapor encima de los 3100 C aumentando de esta forma la peligrosidad de este tipo de soldadura.Caractersticas de los elementos de la soldadura autgena.Adems de las dos botellas mviles que contienen el combustible y el comburente, los elementos principales que intervienen en el proceso de soldadura autgena son mano reductores, el soplete, lasvlvulasanti-retroceso y las mangueras. Tal como se muestra en la figura 1.

Fig. 1: Elementos principales de una instalacin mvil de soldadura por gas.

Temperatura de la llama.Regulacin de la llama de la soldadura autgena.La llama se caracteriza por tener dos zonas bien delimitadas, el cono o dardo, decolorblanco deslumbrante y es donde se produce lacombustindel oxgeno y acetileno y el penacho que es donde se produce la combustin con el oxgeno delairede losproductosno quemados.La zona de mayor temperatura es aquella que esta inmediatamente delante del dardo y en el soldeo oxiacetilnico es la que se usa ya que es la de mayor temperatura hasta 3200C. La llama es fcilmente regulable ya que pueden obtenerse llamas estables con diferentes proporciones de oxgeno y acetileno. Enfuncinde la proporcin de acetileno y oxgeno se disponen de los siguientes tipos de llama: Llama de acetileno puro: Se produce cuando se quema este en el aire. Presenta una llama que va del amarillo al rojo naranja en su parte final y que produce partculas de holln en el aire. No tieneutilidaden soldadura. Llama reductora: Se genera cuando hay un exceso de acetileno. Partiendo de la llama de acetileno puro, al aumentarse el porcentaje de oxgeno se hace visible una zona brillante, dardo, seguida de un penacho acetilnico de color verde plido, que desaparece al igualarse las proporciones.Una forma de comparar la proporcin de acetileno con respecto al oxgeno, es comparando la longitud del dardo con el penacho acetilnico medido desde la boquilla. Si este es el doble de grande, habr por tanto el doble de acetileno. Llama neutra: Misma proporcin de acetileno que de oxgeno. No hay penacho acetilnico. Llama oxidante: Hay un exceso de oxgeno que tiende a estrechar la llama a la salida de la boquilla. No debe utilizarse en el soldeo de aceros.Tanto en este caso como en el anterior el penacho que se forma, produce la combustin del oxgeno con el aire de todos los productos que no se quemaron anteriormente.

Partes de la soldadora oxiacetilnica o autgena.

Sistema operativo soldadura oxiacetilnica

Tcnica operativa.La soldadura fuerte de los aceros inoxidables, requiere de una llama ligeramente reductora o casi neutra con el fin de reducir la oxidacin en las superficies de los materiales base durante el calentamiento. Para evitar el sobrecalentamiento o inclusive la fusin del metal base, se utilizar la zona exterior de la llama y no las zonas cercanas al cono interno o dardo, manteniendo el soplete en continuomovimiento para evitar puntos calientes.Las piezas que forman la unin deben ser calentadas uniformemente para que alcancen la temperatura de soldeo al mismotiempo, la antorcha debe estar en continuo movimiento para evitar sobrecalentamiento.Al tratar de soldar dos piezas con diferentes secciones o distintas conductividad, siempre recibir mayor aporte energtico, la de mayor espesor o la de mayor conductividad, simplemente debido a que esta ltima disipar elcalorms rpidamente. En cualquier caso, la mejor manera de comprobar la homogeneidad del calentamiento, radica en observar que los cambios que sufre el fundente se realizan de manera uniforme independientes de las secciones o conductividad de las superficies a soldar.Soldadura por contacto o por resistencia elctricaEn esta tcnica se aplica unacorriente elctrica directamente a las piezasque deben ser soldadas, lo que permite fundirlas y unirlas. Requiere de equiposcostososy sus aplicaciones son bastantelimitadas. Las tcnicas ms utilizadas son las llamadassoldadura por puntos ysoldadura de costura, que permiten unir varas piezas de metal fino, ya sea en pequeas uniones o en soldaduras largas y continuas.Las dos piezas de metal que van a unirse son presionadas juntas por los electrodos de la mquina soldadora de manera que hagan un buen contacto elctrico. Entonces se pasa la corriente elctrica a travs de ellos, se los calienta hasta que empiecen a derretir en el punto donde estn en contacto. El metal fundido de las dos piezas fluye y las piezas se unen; entonces la corriente se apaga y el metal fundido se solidifica, formando una conexin metlica slida entre las dos piezas. El trmino "Soldadura de Resistencia" viene del hecho de que es la propiedad elctrica de la resistencia del metal a ser soldado la que causa el calor que se generar cuando la corriente fluye a travs de l.

Una corriente de 10.000 amperios no est disponible en cualquier tomacorriente estndar. La mxima corriente disponible en los tomacorrientes de casa y oficinas es de 15 amperios. An en las fbricas donde se utilizan grandes cantidades de energa elctrica, 200 amperios es la corriente disponible en los circuitos de distribucin elctrica. Sin embargo, para conseguir los 10.000 amperios necesarios para la soldadura por resistencia hay algunos dispositivos que deben usarse para aumentar la corriente desde un nivel relativamente bajo de la lnea de energa. El dispositivo usado generalmente es un transformador. La soldadura por resistencia puede realizarse de las siguientes maneras: Por puntos.- Las piezas -generalmente chapas- quedan soldadas por pequeas zonas circulares aisladas y regularmente espaciadas que, debido a su relativa pequeez, se denominan puntos. Las chapas objeto de unin se sujetan por medio de los electrodos y, a travs de ellos, se hace pasar la corriente elctrica para que funda los puntos.

Por costura.- La soldadura elctrica por costura se basa en el mismo principio que la soldadura por puntos, pero en este caso las puntas de los electrodos se sustituyen por rodillos, entre los cuales y, presionadas por el borde de stos, pasan las piezas a soldar.

A tope.- Las dos piezas que hay que soldar se sujetan entre unas mordazas por las que pasa la corriente, las cuales estn conectadas a un transformador que reduce la tensin de red a la de la soldadura. Las superficies que se van a unir, a consecuencia de la elevada resistencia al paso de la corriente que circula por las piezas, se calientan hasta la temperatura conveniente para la soldadura. En este momento se interrumpe la corriente, y se aprietan las dos piezas fuertemente una contra otra. Una variante de este mtodo es no ejercer presin sino dejar que entre las piezas se realicen mltiples arcos elctricos, llamado por chisporroteo.