SOLDADURA Y EQUIPOS TIPOS SOLDADURAS

1 – ARCO ELECTRICO – ARCO DESCUBIERTO CON ELECTRODOS REVESTIDOS

PROCESO CONTINUO -

MIG / MAG (METAL-INERTE-GAS/METAL ACTIVE GAS )

TIG ( TUNGTENO-INERTE GAS ) ARCO ENCUBIERTO : POR ARCO SUMERGIDO ELECTROESCORIA

2 – SOLDADURA OXIACETILENICA

3 – SOLDADURA POR RESISTENCIA ELECTRICA ( POR PUNTOS ) 4 – SOLDADURA LASER 5 - SOLDADURA CON HAZ DE ELECTRONES 6 - SOLDADURA DE ESTADO SOLIDO

La soldadura ultrasónica

Soldadura de la explosión

Soldadura de la de fricción

Soldadura del rodillo

Soldadura de pulso electromagnético

Soldadura de co-extrusión

Soldadura en frío

Soldadura de difusión

Soldadura exotérmica

Soldadura de alta frecuencia

Soldadura de presión caliente

Soldadura de inducción

EQUIPOS PARA CORTE DE METALES –PLASMAS – ELECTRODOS DE CARBONO Y AIRE COMPRIMIDO(https://youtu.be/aTCojFerfO4 – OXICORTE (https://youtu.be/e3wzGtJQkuI )

- LASER https://youtu.be/jOsPY8L3eIY - LANZA TERMICA CON OXIGENO (https://youtu.be/rSpXJJ-ris8) - CORTE POR CHORRO DE AGUA ( https://youtu.be/dBXo5r4UeQs) - HIDROGENO

1 ARCO ELECTRICO Los procedimientos de soldaduras más empleados industrialmente son

aquellos donde la fuente de calor tiene su origen en un arco eléctrico.

La soldadura por arco eléctrico se basa en dar a dos conductores una di-

ferencia de potencial eléctrico ( para nuestro caso la pieza a soldar por

un lado y el electrodo por el otro ) si ambas piezas se ponen en contacto

o muy próximas ( esto dependerá de la temperatura de ambas,) estable-

ciéndose un arco eléctrico o corriente eléctrica generando inmediata-

mente calor ( 3000 ºc), el aire del entorno se ioniza y se crea un medio de

necesario para la circulación de la corriente eléctrica , posteriormente el

soldador separa el electrodo lo necesario para que no corte el arco ni

tampoco para que el mismo se pegue a la pieza.

Permite opciones de automatización y gran productividad.

Generación de calor en una zona muy delimitada.

Se alcanzan temperaturas elevadas ( mayor a los 3000 ºc )

ARCO DESCUBIERTO

SOLDADURA CON ELECTRODOS REVESTIDOS

El recubrimiento de los electrodos está constituido generalmente por

óxidos minerales, carbonatos, silicatos o compuestos orgánicos.

Funciones del revestimiento.

ELECTRICA

El Cebado y la Estabilidad del arco para la soldadura depende de una

amplia serie de factores, como es la ionización del aire para que fluya

adecuadamente la electricidad.

Una vez originado el arco es necesario su estabilización para controlar

el proceso de soldadura y garantizar un cordón con buen aspecto.

Para ello, en la composición del revestimiento debe primar la presencia

de iones positivos durante el proceso de soldadura.

Esto se consigue añadiendo a la composición sales de sodio y potasio,

que además cumplen otra función, como la de servir de aglutinante a los

demás elementos de la composición del revestimiento.

Para un arco en corriente alterna es imprescindible un medio fuertemente

ionizado.

FISICA

Una misión fundamental del revestimiento es evitar que el metal fundido

entre en contacto con el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno del aire, ya

sea por la formación de un gas protector alrededor del camino que han

de seguir las gotas del metal fundido y después, mediante la formación

de una abundante escoria que flota por encima del baño de fusión.

Forman humos más densos que el aire, para proteger a la pileta de con-

taminación de los gases atmosféricos circundantes del medio ambiente.

Y sirven de sustentación del metal fundido en soldaduras verticales o

sobre cabeza.

El revestimiento debe ser versátil y permitir generalmente la soldadura

en todas las posiciones. En ello interviene dos factores:

el propio espesor del revestimiento.

Su naturaleza, que determina la viscosidad de la escoria, que es necesa-

ria para mantener la gota en su lugar a través de su propia tensión super-

ficial y para proteger el baño fundido del contacto con el aire.

El revestimiento del electrodo se consume en el arco con

una velocidad lineal menor que el alma metálica del mismo. Como resul-

tado, el recubrimiento queda prolongado sobre el extremo del alma y

forma un cráter que sirve para dirigir y concentrar el chorro del arco,

disminuyendo sus pérdidas térmicas.

Metalúrgica.

El revestimiento dispone de elementos que se disuelven en el metal fun-

dido con objeto de mejorar las características mecánicas del metal depo-

sitado.

La escoria: Reduce la velocidad de enfriamiento de la soldadura por su

efecto aislante;

Reduce el número de inclusiones en la soldadura, al eliminar un gran

número de impurezas;

Aisla el baño de elementos con los que tiene gran afinidad: oxígeno,

nitrógeno, hidrógeno ya sea a través de escorias o gases protectores.

MAQUINAS DE SOLDAR CON ELECTRODOS REVESTIDOS

MAQUINA DE SOLDAR CON TRANSFORMADOR DE TENSION

MAQUINA DE SOLDAR INVERTER ALIMENTACION TRANSFORMADOR 20 Vol MODULO DE 310 V TRANSFORMADOR 65 Vol + ALTA + 220 vol – 50 Hz RECTIFICADOR DC FRECUENCIA 100 KHz RECTIFICADOR DC

SOLDADURA CON ALAMBRE (MIG – MAG)

El MIG/MAG se ha convertido en uno de los principales métodos de soldadura en el mundo, se encuentra altamente posicionado en la industria metalmecánica gracias a que incrementa la productividad, mejora la presentación de los cordones de soldadura, produce menos escoria y cumple con las medidas para la protección ambiental.

Ventajas Puede utilizarse para el soldeo de cualquier tipo de material. El electrodo es continuo, MACIZO O TUBULAR por lo que se aumenta la productividad al no tener que cambiar de electrodo y la tasa de deposición es más elevada. Se pueden conseguir velocidades de soldeo mucho más elevadas que con el electrodo recubierto ( SMAW ). Se puede realizar el soldeo en cualquier posición. Se pueden realizar soldaduras largas sin que existan empalmes entre cordones, evitando así las zonas de peligro de imperfecciones. No se requiere eliminar la escoria ya que no existe.

Permite automatizar las soldaduras.

Limitaciones

El equipo de soldeo es más costoso, complejo y menos transportable que el de SMAW.

Es difícil de utilizar en espacios restringidos, requiere conducciones de gas , tuberías, botellas de

gas de protección, por lo que no puede emplearse en lugares relativamente alejados de la fuente de

energía.

Es sensible al viento y a las corrientes de aire, por lo que su aplicación al aire libre es limitada.

MAQUINAS PARA SOLDAR MIG / MAG

MAQUINAS PARA SOLDAR MIG / MAG -SISTEMA DE ALIMENTACION

TORCHA PARA MAQUINAS PARA SOLDAR MIG / MAG

MAQUINAS PARA SOLDAR MIG / MAG ALIMENTACION TRANSFORMADOR 14 / 50 Vol RECTIFICADOR + - 380 vol – 50 Hz AC MASA

TUBO ELECTROVALVULA TORCHA

DE GAS ALAMBRE TRACCION

SOLDADURA TIG

La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) es un sistema de soldadura al arco con protección

gaseosa (gas inerte) donde el arco es producido entre un electrodo de Tungsteno no con-

sumible y la pieza a soldar. Puede o no utilizarse material de aporte. El fin del gas protec-

tor es desplazar el aire para evitar la contaminación de la soldadura con oxigeno y nitró-

geno presentes en la atmósfera. Los gases utilizados son Argón, Helio o Mezclas de

ambos.

La característica mas importante que presenta la Soldadura TIG es la alta calidad de las

soldaduras en prácticamente todos los metales.

Los cordones de soldadura son mas fuertes, mas resistentes a la corrosión y mas

homogéneas que los realizados con electrodos convencionales.

Principales Ventajas de la Soldadura TIG:

Cordón de soldadura de alta calidad en todas las posiciones.

No requiere de fundentes

No requiere de limpieza posterior de la soldadura

No hay proyecciones al no circular material de aporte

El área de soldadura es claramente visible

Permite su automatización, controlando torcha y material de aporte

La torcha (o pistola) normalmente se refrigera por aire, pero en intensidades de corriente

superiores a 200 amps se utiliza agua para evitar el sobrecalentamiento del mango.

Desventajas

Costo del equipo y mano de obra. Dificultades para trabajar al aire libre. Enfriamiento más rápido en comparación de otros métodos de soldadura. Requiere una mayor destreza por parte del soldador Baja producción respecto de otros métodos como electrodos revestidos y sistema MIG – MAG.

Electrodos para Sistema TIG:

Los electrodos que se utilizan en el sistema TIG están compuestos de Tungsteno o Alea-

ciones de Tungsteno (Tungsteno-Torio o Tungsteno-Zirconio) siendo su principal carac-

terística que como su punto de fusión es entre 3400 y 4000 grados Centígrados, estos son

prácticamente no consumibles.

Los diámetros mas utilizados son:

Ø 1,6mm

Ø 2,4mm

Ø 3,2mm

Identificación de Electrodos en Sistema TIG:

Tipo de Electrodo / Identificación

Tungsteno Puro / Punta Verde

Tungsteno – Torio al 1% / Punta Amarilla

Tungsteno – Torio al 2% / Punta Roja

Tungsteno - Zirconio / Punta Marrón

Aplicaciones del Sistema TIG: Se puede aplicar el sistema TIG de soldadura a casi cualquier tipo de metal, como Acero Inoxidable, Aluminio, Acero al Carbono, Hierro Fundido, Cobre, Níquel, etc. Es muy apto para realizar soldaduras de espesores delgados, como por ejemplo de 0,5 mm en adelante, gracias a su preciso control del calor del arco y la facilidad de aplica-ción. Se lo utiliza en general cuando se quiere lograr calidad y buena terminación de las sol-daduras.

EQUIPO DE SOLDADURA TIG

SOLDADURA POR ARCO ENCUBIERTO

Soldadura por arco sumergido ( flux )

Características de funcionamiento Similar a la soldadura MIG, el Arco Sumergido ó SAW

implica la formación de un arco entre el electrodo y la pieza de trabajo.

El proceso utiliza un fundente para generar escoria y gases de protección y para añadir

elementos de aleación al baño de soldadura, por lo tanto, no se requiere gas de protec-

ción.

Se puede colocar una capa fina de polvo fundente sobre la superficie de la pieza de tra-

bajo. El arco se mueve a lo largo de la junta y el exceso flux es reciclado a través de una

tolva.

. Queda una capa de escoria fusionada que se puede quitar fácilmente después de la sol-

dadura. Como el arco está completamente cubierto por la capa de fundente, la pérdida de

calor es extremadamente baja.

No hay ningún arco visible, la soldadura esta libre de salpicaduras y no es necesaria nin-

guna extracción de humos.

Características Operativas: Los parámetros (corriente, voltaje y velocidad de movimiento)

afectan a la forma del cordón de soldadura, profundidad de penetración y la composición

química del metal de soldadura depositado.

Como el operador no puede ver el baño de soldadura, tenemos mayor dependencia sobre

la configuración de los parámetros.

Funciones del flux.

Eléctrico: aislante en frío, el flux es conductor con calor y participa en el baño de soldadura .

Físico: transformado en escoria líquida, mantiene y moldea el metal depositado .

Metalúrgico: protege el baño de soldadura de la oxidación, aporta elementos adicionales en el

cordón de soldadura, asegura el bajo enfriamiento de la soldadura que es muy importante para

aceros de baja aleación.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

El empleo de la soldadura eléctrica bajo flux presenta numerosas ventajas que se desprenden

de las características específicas del procedimiento.

Conviene mencionar:

Elevadas velocidades de ejecución obtenidas por el uso de intensidades elevadas que inter-

vienen en uno o varios alambres electrodos.

Bajo precio de coste del cordón de soldadura, dado que la cantidad de metal a aportar es a

menudo mucho más reducida que con los demás procedimientos de soldadura.

Poder de penetración elevado que permite reducir notablemente, o incluso suprimir el acha-

flanado en ciertos casos.

Deformaciones reducidas.

Cordones de soldadura de muy buen aspecto.

Arco invisible que permite al operador trabajar sin máscara y sin contaminar el medio.

Campo de aplicación muy extenso que permite usos muy variados como son:

soldadura de chapas delgadas, soldadura de chapas gruesas, soldadura de acero blando,

aleados o inoxidables, trabajos de recargue y de mantenimiento.

Excelente compacidad de las soldaduras.

Posibilidad, con los productos de aporte apropiados, de obtener juntas con excelentes carac-

terísticas mecánicas.

LIMITES DEL PROCEDIMIENTO

La soldadura bajo flux se aplica solo a aceros al carbono, aleados o no, así como a los

aceros inoxidables y refractarios.

La presencia del flux polvoriento implica, salvo disposiciones particulares, la ejecución de solda-

duras situadas en un plano horizontal.

El procedimiento no permite la soldadura de chapas de poco espesor (inferior a 1,5 mm) te-

niendo en cuenta la fuerte penetración.

Más allá del espesor de 16 mm, no se puede efectuar más el enlace de piezas borde a borde.

Es entonces necesaria una preparación de las piezas (chaflán) .

Desventaja : Los gases producidos contienen Manganeso.

Costo del equipo

EQUIPO PARA SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO

SOLDADURA DE UN TUBO METALICO POR ARCO SUMERGIDO

SOLDADURA DE PAREDES METALICAS POR ARCO SUMERGIDO https://youtu.be/H6QGLGJ-BOE

SOLDADURA POR ELECTROESCORIA En este tipo de soldadura se utiliza el efecto Joule como mecanismo para producir

la fusión de material base y el material de aporte .

Se utilizan escorias conductoras que tienen la doble finalidad de generar calor

para producir la fusión de los materiales y a su vez proteger el metal fundido del

contacto directo con la atmosfera.

Este proceso se utiliza generalmente en chapas de espesor mayor a 50 mm. En posición

vertical .

Durante el proceso de soldadura , el baño de fusión, se mantiene contenido entre dos

placas laterales de cobre refrigeradas, la parte inferior por en material solidificado y la

superior protegido por la escoria liquida de la atmosfera.

El aporte del Material de soldadura se realiza en forma continua desde la parte

superior.

Este actua como electrodo aportando la corriente a la escoria conductora.

EQUIPO DE SOLDADURA : Fuente de Potencia Cabezal de soldadura Motor de arrastre Bastidor para la Bobina Sistema de posicionamiento cartesiano Zapatas de cobre Boquillas y portaboquillas

VENTAJAS :

Alta productividad

Bajos costos de preparación de los bordes.

La soldadura puede realizarse en una sola pasada independientemente del espesor

de la chapa.

No hay deformaciones ángulares.

Mínima tensión tranversal.

Soldadura de buena calidad.

DESVENTAJAS

La gran cantidad de energia liberada produce un enfriamiento lento y por ello un

crecimiento del grano en la zona térmica afectada.

La resistencia al impacto en la zona térmica afectada no es lo suficientemente alta

como para ajustarse a los requerimientos en estructuras sin garantía al agrietamien-

to a bajas temperaturas, que se conoce como fractura frágil.

SOLDADURA CON ACETILENO En la soldadura oxiacetilénica el calor para fundir los metales a unir se consigue median-

te la combustión de acetileno, utilizando oxígeno puro como comburente en vez de un ar-

co eléctrico

Por su gran capacidad inflamable, el gas más utilizado es el acetileno que, combinado

con el oxígeno, es la base de la soldadura oxiacetilénica y oxicorte, el tipo de soldadura

por gas más utilizado.

La soldadura autógena se utiliza para soldar caños y tubos, así como en trabajos de repa-

ración.

Es muy común talleres de reparación de vehículos

No es conveniente usarla para uniones sometidas a esfuerzos, pues se provocan tensio-

nes en los materiales como un efecto secundario de la temperatura.

EQUIPO PARA SOLDADURA OXIACETILÉNICA

ELEMENTOS PARA SOLDADURA OXIACETILÉNICA

Manorreductores Los manorreductores pueden ser de uno o dos grados de reducción en función del tipo de palanca o

membrana. La función que desarrollan es la transformación de la presión de la botella de gas (150 atm) a la presión de trabajo (de 0,1 a 10 atm) de una forma constante. Están situados entre las botellas y los sopletes. Soplete Es el elemento de la instalación que efectúa la mezcla de gases. Pueden ser de alta presión en el que la presión de ambos gases es la misma, o de baja presión en el que el oxígeno (comburente) tiene una presión mayor que el acetileno (combustible). Las partes principales del soplete son las dos conexio-nes con las mangueras, dos llaves de regulación, el inyector, la cámara de mezcla y la boquilla. Válvulas antirretroceso Son dispositivos de seguridad instalados en las conducciones y que sólo permiten el paso de gas en un sentido impidiendo, por tanto, que la llama pueda retroceder. Están formadas por una envolvente, un cuerpo metálico, una válvula de retención y una válvula de seguridad contra sobrepresiones. Pue-den haber más de una por conducción en función de su longitud y geometría. Conducciones Las conducciones sirven para conducir los gases desde las botellas hasta el soplete. Pueden ser rígi-das o flexibles.

3 - MAQUINA DE SOLDAR POR RESISTENSIA ELECTRICA La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia que se basa en presión y resis-tencia, en que calienta una porte de la pieza a soldar por corriente eléctrica a temperaturas próximas a la fusión y se ejerce una presión entre las mismas. Generalmente se designa a la soldadura por chapas o laminas metálicas, normalmente entre 0.5 y 3 mm de espesor. La soldadura por puntos es la mas común y simple de los procedimientos de soldadura por resisten-sia, los materiales bases de disponen solapados entre los electrodos, que se encargan de aplicar se-cuencialmente presión y corriente eléctrica. La energía desarrollada tiene la expresión : Q = I2 * R * t ( J ) Donde :

Q = Cantidad de calor generado (J)

I = Intensidad de la corriente de la soldadura (A)

R = Resistencia eléctrica de la unión a soldar (Ω)

t = Tiempo durante el cual circula la corriente (s)

SOLDADURA POR PUNTOS

EQUIPO DE SOLDADURA POR RESISTENCIA ELECTRICA

EQUIPO DE SOLDADURA POR RESISTENCIA ELECTRICA

ELECTRODOS DE MAQUINAS DE SOLDAR POR PUNTOS

MAQUINA PORTATIL PARA SOLDADURA POR PUNTOS

APLICACIÓN DE SOLDADURA POR PUNTOS EN LA FABRICACION DE MALLAS METÁLICAS

4 SOLDADURA LASER Todo se remonta a 1917, cuando Albert Einstein describió que, si se estimulaban los átomos de una

sustancia, éstos podían emitir una luz con igual longitud de onda. Este proceso se conoce también

como emisión estimulada. Sin embargo, para tener una plataforma capaz de producir un láser, se re-

quiere amplificar esa emisión estimulada.

La palabra LASER significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que tra-

ducido al español quiere decir: amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación.

La soldadura láser a diferencia de otros procesos por fusión como MIG/MAG o TIG, gene-

ra una alta Densidad de energía, lo que permite un aporte térmico mucho más preciso,

con un nivel de distorsión menor y una zona afectada térmicamente más estrecha.

La soldadura láser para pequeñas piezas puede automatizarse por completo, y se pueden

reparar piezas tratadas y no tratadas térmicamente, de diferentes tipos de materiales.

La soldadura por láser puede aplicarse de forma satisfactoria para unir diferentes meta-

les, bien a ellos mismos o bien a materiales disimilares. Las aplicaciones mas relevantes

del láser están orientadas a la soldadura de aceros, aceros inoxidables, aleaciones de ti-

tanio, aleaciones de base níquel, cobre, aluminio...

Un campo que también parece tener un amplio potencial de desarrollo es la unión por

láser de plásticos.

El proceso de soldadura láser, permite altos grados de precisión,con menores aportes de calor en las piezas a reparar, evitando deformaciones.

5 - SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES La soldadura por haz de electrones (EBW) es una técnica de unión de metales utilizada para crear uniones de alta Penetración y presición una mínima distorsión. DETALLES DEL PROCESO La soldadura por haz de electrones es un método que utiliza una corriente concentrada

de electrones generados por un filamento y dirigida a la unión que debe soldarse. El ca-

lentamiento está muy localizado y la mayor parte del conjunto permanece fría y estable.

Esto da como resultado una soldadura muy estrecha con una zona afectada térmicamente

muy reducida. No es necesario utilizar metal de aporte debido a que se funde el metal de

base del conjunto. Debido a que este método requiere una visibilidad directa, no es posi-

ble soldar alrededor de esquinas o ángulos reentrantes. Se pueden obtener profundida-

des de soldadura de hasta 65 mm .

El control informatizado garantiza una mínima dependencia del operador, proporcionando

así una buena productividad a lo largo de un lote de componentes, a pesar de que se trata

de un proceso de piezas elementales.

Dado que el aporte de calor es muy localizado, es posible soldar componentes someti-

dos anteriormente a tratamiento térmico; es un método muy económico para la produc-

ción de árboles de transmisión compuestos con, por ejemplo, un engranaje cementado en

caja en un árbol templado y revenido.

BENEFICIOS Baja entrada de calor en las partes soldadas. Distorsión mínima. El proceso de vacío se produce en un entorno limpio. Alta velocidad de soldadura;Zona de fusión y zona afectada por el calor limitadas.

Soldadura de metales con puntos de fusión diferentes. Soldadura de todos los metales, incluso metales con alta conductividad térmica. Proceso de soldadura rentable para grandes producciones en modo automático, y En su mayoría, las piezas se pueden utilizar en la condición de soldadura: no se requiere mecanizado secundario. Proceso de mecanizado garantizado para la fiabilidad y reproducibilidad de las condicio-nes de funcionamiento. APLICACIÓN Aeroespacial - Componentes de reactores -Piezas de estructuras - Piezas de transmisión

Sensores - Generación de energía - Espacio

Tanques de titanio - Sensores - Sistemas de vacío – Médico – Automotriz –

Piezas de transmisión – Engranajes - Piezas de turbocompresores - Industria eléctri-

ca/electrónica.

Piezas fabricadas en material de cobre – Nuclear - Carcasas de combustible - Piezas es-

tructurales

Válvulas – Instrumentos - Centros de investigación - Piezas de cobre

Componentes de materiales con superconductividad.

Todos los metales, incluso con alta conductividad térmica. - Acero y acero inoxidable -

Aluminio y aleaciones - Cobre y aleaciones - Aleaciones de níquel y metales refractarios

Titanio y aleaciones - Soldadura de metales con puntos de fusión diferentes

Cobre al acero - Cobre a las aleaciones de níquel - Acero a las aleaciones de níquel

6 - Soldadura de estado sólido

La soldadura en estado sólido consigue ensamblar dos pedazos de metal mediante vibración y pre-sión, algo que resulta bastante interesante , al no utilizar ningún tipo de calor para conseguir derretir los metales utilizados.

Una alta presión y vibración consigue que los metales intercambien átomos entre ellos mediante el método de difusión, enlazando los dos pedazos en uno solo.

Los tipos de soldadura de estado sólido que encontramos son los siguientes:

La soldadura ultrasónica

Soldadura por explosión

Soldadura de fricción

Soldadura del rodillo https://youtu.be/9lzMpM052KA

Soldadura de pulso electromagnético

Soldadura de co-extrusión

Soldadura en frío

Soldadura de difusión

Soldadura exotérmica

Soldadura de alta frecuencia

Soldadura de presión caliente

Soldadura de inducción

Principio de la soldadura ultrasónica de metales

La piezoelectricidad es un fenómeno que ocurre en determinados cristales que, al ser

sometidos a tensiones mecánicas, en su masa adquiere una polarización eléctrica y apa-

rece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.

La soldadura por ultrasonido se logra convirtiendo energía eléctrica de alta frecuencia a

movimiento mecánico de alta frecuencia. El movimiento mecánico, junto con la fuerza

aplicada, crean calor en las superficies de contacto (área de unión) de los componentes

plásticos logrando que el material plástico se derrita y forme una unión molecular entre

las dos piezas.

El generador es alimentado por la línea de voltaje de CA de 50 o 60 hertz la cual es con-

vertida a 20000 o 40000 hertz. Esta energía eléctrica de alta frecuencia es enviada a un

transductor (convertidor) piezoeléctrico, el cual convierte la energía eléctrica a vibracio-

nes.

Componentes del sistema y sus funciones 1 El sistema básico del ensamble por ultrasonido consta principalmente de cuatro componentes: Generador (fuente de poder). Transductor (convertidor). Amplificador.

Sonotrodo (pieza acústica

Estas vibraciones cuando son aplicadas a una parte bajo fuerza/presión, van a crear calor causando

que el plástico se derrita en el área de unión.

Cuando el plástico se enfrié, se crear una unión molecular entre los componentes.

La soldadura por ultrasonido, es la aplicación más común del ensamble por ultrasonido.

Al soldar el sonotrodo hace contacto con una de las piezas, una fuerza es aplicada y las vibraciones

ultrasónicas viajan a través del material generando calor en el área de unión entre las dos piezas.

El material de plástico se derrite y fluye entre las superficies de ambas partes.

Cuando las vibraciones cesan, el plástico se solidifica y las dos piezas quedan unidas.

USOS

Cintas de alta resistencia, corte antideshilachamiento, atalajes y eslingas.

Conectores y filtros hospitalarios, extractores de varices.

Insertos metálicos post-inyección

Unión de láminas termoplásticas de baja visibilidad y alta resistencia.

Turbinas para bombas de fluidos.

Uniones estancas y de alta resistencia.

Incrustación de metales sobre termoplásticos.

Figura 1. Soldadura por ultrasonido

1. Los dos materiales termoplásticos a unir, son colocados juntos, uno arriba del otro en un soporte

llamado nido.

2. Un componente de titanio o aluminio llamado sonotrodo, hace contacto con la parte de plástico su-

perior.

3. Una presión controlada es aplicada por el sonotrodo empujando las dos piezas de plástico contra el

nido

. 4. El sonotrodo esta vibrando verticalmente, 20 khz en algunas maquinas y en otras a 40 khz, a una

distancia medida en milésimas de pulgada (micrones) por un predeterminado tiempo llamado tiempo

de soldadura.

Las vibraciones mecánicas son dirigidas al punto de contacto de las dos partes. Las vibraciones

mecánicas son transmitidas a través del material termoplástico al punto de unión para crear calor,

cuando la temperatura en el punto de unión alcanza el punto de fusión, el plástico se derrite y fluye y

las vibraciones cesan. Esto permite que el plástico derretido se enfrié y se solidifique.

5. La fuerza ejercida sobre las piezas, se mantiene por un tiempo predeterminado permitiendo que las

piezas se unan, logrando una unión molecular.

Este se conoce 4 como tiempo de sostenimiento. Al cual se le puede aplicar otra fuerza mayor para

mejorar la fuerza de unión entre los materiales. Esto se logra usando una doble presión sobre el mate-

rial.

6. Una vez que el plástico halla solidificado, la fuerza ejercida sobre las piezas se elimina y el sonotro-

do se retracta. Las dos piezas de plástico ahora están unidas como si hubieran sido moldeadas juntas

y son removidas del nido como una pieza.

).

SOLDADURA POR FRICCION

SOLDADURA POR FRICCION ROTATIVA

La temperatura de fricción se obtiene rotando un componente axialmente simétrico contra otro está-

tico y bien sujeto, aplicando una cierta cantidad de fuerza. Después de unos instantes (segundos), el

punto de unión alcanza la temperatura óptima cesando la rotación y aplicando una mayor cantidad de

fuerza que forja y consolida la unión. Durante el proceso se combinan los parámetros velocidad de ro-

tación, desplazamiento, tiempo, temperatura y fuerza para obtener la soldadura de los diversos mate-

riales.

La soldadura por fricción rotativa es mucho más eficiente en términos de energía en comparación a

los procesos de soldadura más competitivos. No se requiere de consumibles como el hilo de relleno,

flux o gases para el escudo de protección, incluso para los materiales medioambientalmente tan sen-

sibles como el titanio. La soldadura por fricción rotativa se divide en dos variantes: Direct Drive (Con-

trol Directo) e Inercia.

En el caso Direct Drive, el componente en rotación está constantemente controlado por un motor

eléctrico o hidráulico, que se frena cuando se va a aplicar la fuerza de forja.

Este proceso es ideal para soldar aceros, logrando una total precisión de posicionado (en giro y

concéntrico), así como en el largo total de la pieza. Se aplica de manera masiva en el sector de las

prospecciones petrolíferas y gasísticas y en la fabricación de múltiples componentes en la automo-

ción (ejes, pistones, varillas, airbags, etc.).

La alternativa es la soldadura por Inercia, donde el componente en rotación está anclado a un volante

de inercia. Se acelera este volante hasta alcanzar la velocidad deseada, consumiendo después en la

fricción toda la energía cinética acumulada para calentar el punto de unión. Este proceso es menos

preciso en el posicionado que el Direct Drive y consume más energía, pero es el proceso ideal para

unir elementos de mayor dureza, como aceros al manganeso o el titanio, y para grandes piezas en las

que se requiere más superficie de soldadura.

SOLDADURA POR FRICCION LINEAL

El proceso de Soldadura por Fricción Lineal es, en principio, bastante sencillo. Ambas partes son

friccionadas hasta obtener el momento plástico de ambos materiales, para después aplicar la fuerza

de forja que consolida la unión. Una de las partes oscila con una amplitud y frecuencia determinadas,

mientras que la otra permanece fija en un soporte .

Analizando en profundidad el proceso se encuentra, sin embargo, la complejidad del mismo. Se to-

man en consideración seis variables cuya combinación dará los parámetros necesarios para cada ma-

terial y aplicación. Los parámetros máximos reflejados son los obtenidos por el Modelo E100 de la

británica Thompson Friction Welding, y son:

Frecuencia de Oscilación Lineal: es el número de ciclos completos en un segundo, medida en Her-

cios (Hz), valores de 15-100 Hz.

Amplitud de Oscilación Lineal: la distancia entre el extremo y el punto de referencia, medida en

milímetros. Así, una amplitud de 2 mm. es el resultado de un movimiento de ± 2 mm. con respecto al

punto 0 de referencia. Valores de 0,5-5 mm.

Fuerza de Presión: medida en N/mm2 o kN, la responsable de realizar la fricción. Valores de 50-1.000

N/mm2.

Duración del proceso de fricción o Burn Off: gestiona tanto el material en forma de flash consecuen-

cia de la fricción (medido en mm.) como el tiempo de la fricción (medido en segundos). Los valores

más frecuentes oscilan entre 1-5 mm. y 1-5 segundos respectivamente.

Tiempo de Parada: medido en segundos, se refiere al tiempo que se requiere hasta la total parada en

el punto cero de la oscilación. Valores 0,1-2 seg.

Fuerza de forja: la cantidad de presión a ejercer para la completa consolidación de la unión, inmedia-

tamente después de detenerse la oscilación. Se aplica durante un tiempo determinado y varía según el

material y la superficie a soldar. Valores de 50-10.000 kN.

Soldadura a rodillo.

También conocida como soldadura de costura en la que se produce una serie de soldaduras de

puntos traslapadas por medio de electrodos rotatorios, haciendo girar la pieza de trabajo, o por

ambos métodos. Ejecución de una soldadura longitudinal en lámina metálica o en tubo.

Tipos de soldadura a rodillo

La soldadura a rodillo puede ser en frío y en caliente.

Se denomina soldadura en frío a rodillo cuando no se proporciona calor externo, sin embargo

cuando se suministra calor se utiliza el terminología de soldadura en caliente a rodillo.

Máquinas de soldadura a rodillo

La soldadura a rodillo se realiza por medio de máquinas estacionarias y móviles, equipadas con

dispositivos especiales para sujetar los rodillos.

Las piezas soldar, puestas a solape, se sujetan con los electrodos en forma rodillos (electrodos

rodantes), conectados al transformador.

El rodillo superior gira, generalmente, gracias a una fuerza motriz y el inferior, que va montado

sobre un eje, gira libremente. Después de sujetar el material con los rodillos, se conecta la co-

rriente y la soldadura se efectúa según la línea generatriz de los rodillos. La soldadura puede

ser continua o intermitente. Para soldar (con intervalos) se emplean interruptores de corriente.

La soldadura intermitente asegura una alta calidad de la unión soldada, sin embargo la unión es

de peor pureza que la de la soldadura continua. Los rodillos se preparan del mismo material que

los electrodos de soldar por puntos.

El diámetro de los rodillos es de 50 a 350 mm. Los rodillos de mayor diámetro tienen mayor es-

tabilidad durante la soldadura. Los rodillos se enfrían ininterrumpidamente con agua durante su

funcionamiento. La velocidad de la soldadura con electrodos rodantes es de 3,5 m/min.

La intensidad de la corriente de soldadura varía de 2 000 a 20 000 A. Los esfuerzos que se apli-

can a los rodillos pueden alcanzar hasta los 500 kg.

Regímenes para la soldadura a rodillo

Espesor de cada chapa (mm)

Ancho de la parte

de trabajo del ro-dillo

(mm)

Diámetro deseable del rodi-llo (mm)

Esfuerzo aplicado a los ro-

dillos (Kg)

Velocidad de solda-

dura (m/min)

Intensidad de la co-

rriente (A)

0,25 3,5 - 4,0

150 - 180

80 – 120 2,5 - 3,5 4 000 – 6

000

0,5 4,5 - 5,0

150 - 180

130 – 200

1,0 - 3,0 5 000 – 8

000

1,0 6,0 - 7,0

180 - 220

180 – 300

1,0 - 3,5 6 000 – 15 000

1,5 7,0 - 8,0

220 - 250

250 – 375

0,6 - 1,5 10 000 – 18 000

2,0 8,0 - 240 - 320 – 0,5 - 1,0 18 000 –

9,0 260 450 30 000

Ventajas de la soldadura a rodillo

La ventaja principal de este método consiste en que se obtiene una gran resistencia permitiendo establecer una unión sólida para fabricar construcciones de refuerzo.

Aplicaciones de la soldadura a rodillo

La soldadura a rodillo o soldadura de costura se aplica para obtener una unión continua y com-pacta por lo que se emplea para soldar depósitos para aceite, gasolina o agua, tubos y una serie de piezas de acero y de aleaciones no ferrosas.

Las aplicaciones de la soldadura a rodillo incluyen el revestimiento con acero inoxidable para aleaciones medias o bajas para conseguir resistencia a la corrosión, la fabricación de tiras bi-metálicas para medir la temperatura y la producción de monedas acuñadas.

Fuente

Malishev, G. Nikolaiev, Y. Shuvalov. Tecnología de los metales. Traducido por Editorial MIR, Séptima edición, 1985. 309 – 310p.

SOLDADURA POR PULSO ELECTROMAGNETICO

CARACTERISTICAS

-Rápido – menos de 100 µS –

Soldado frío (Las propiedades mecánicas no sufren ninguna afectación). -Soldado de metales distintos

-Solda materiales, comùnmente no soldables, como Al

-Soldado de tubos circulares, tubos rectan

-Soldado de hasta 120mm de diámetro en tubos circulares y hasta 350mm de circunferencia con otras

formas.

-Pared del tubo externo hasta 5 mm de grosor.

-La unión es más fuerte que el metal más débil.

-No se requiere ningún material de aporte.

-No existe corrosión en el área de soldado.

-Proceso Seguro (Verde) y limpio. Propiedades Mecánicas del MP 1. MP

-Weld es un proceso frío que evita la creación de micro grietas en el área soldada.

El material mantiene su fuerza original y otras propiedades mecánicas.

Además, no genera ninguna tensión interna en el material durante el proceso de soldado por lo que no

requiere ningún proceso de liberación de tensión.

No existe corrosión en el área de soldado. Proceso Seguro (Verde) y limpio.

SOLDADURA POR DIFUSION

El proceso de soldadura por difusión se desarrolló a mediados de los años 1970, gracias a su evolu-

ción ha llegado a ser una de las tecnologías más modernas en cuanto a soldadura se refiere. El princi-

pio de difusión data de hace varios siglos; era utilizado por los joyeros con la intención de li-

gar oro sobre cobre para la obtención de la chapa de oro. Para ello, primero se produce una lámina de

oro fina martillándola; a continuación se coloca la lámina de oro sobre el cobre a ensamblar y una vez

todo preparado se coloca una pesa sobre el conjunto. Para concluir el ensamblaje, el conjunto se in-

troduce en un horno, donde se deja hasta obtener la unión lo bastante fuerte.

El método fue inventado por el científico soviético N.F. Kazakov en 1953

SOLDADURA EXOTERMICA

https://youtu.be/mZdDnf-zcA0

Soldadura de alta frecuencia

En la soldadura con alta frecuencia (HF) los materiales se unen utilizando la energía de un campo elec-

tromagnético (27,12 MHz) y aplicando presión sobre las superficies a soldar. La energía la produce un

generador y la herramienta usada para aplicarla se denomina electrodo. La energía eléctrica hace que

las moléculas del interior de los materiales empiecen a moverse, lo cual produce calor, que a su vez

reblandece los materiales a soldar, que entonces se unen entre sí. No se aporta calor exterior, sino

que éste se genera dentro de los materiales. Después de enfriar la superficie soldada manteniendo la

presión sobre los materiales, estos quedan unidos, habiéndose formado una unión soldada. La unión

soldada puede ser como mínimo tan resistente como el material que la rodea, o incluso más robusta.

Cuatro factores importantes que influyen sobre el resultado final de la unión soldada son la presión

ejercida sobre los materiales, la potencia, el tiempo de soldadura, y el tiempo de refrigeración. Estos

parámetros pueden ajustarse de distinta forma, y combinarse para conseguir un resultado óptimo en

un material determinado.

SOLDADURA POR INDUCCION La soldadura por inducción se realiza cuando dos o más materiales se unen entre sí mediante un me-

tal de aporte que posee un punto de fusión más bajo que los materiales de base, utilizando el calenta-

miento por inducción. Generalmente, en el calentamiento por inducción los materiales ferrosos se ca-

lientan rápidamente desde el campo electromagnético creado por la corriente alterna de una bobina de

inducción.

Beneficios

La soldadura fuerte proporciona a los ingenieros de diseño y fabricación la oportunidad de unir tanto

diseños simples como complejos.

El proceso es rápido, lo que permite una fabricación rápida de las piezas.

Permite la soldadura fuerte de áreas muy definidas y muy selectivas.

Aplicaciones y materiales

La soldadura por inducción es el proceso por el cual los componentes metálicos se unen mediante un

material distinto y utilizando calentamiento por inducción.

La soldadura fuerte también se puede obtener mediante el uso de hornos de distintos diseños, que in-

cluyen hornos discontinuos y continuos.

Soldadura por inducción de cobre, aleaciones de cobre, latón, aluminio, hierro, acero, acero fino, así

como todo tipo de metales duros.

Además, mediante la soldadura por inducción pueden unirse materiales como el wolframio, cromo,

níquel, aleaciones de níquel, cobalto

Los materiales que se unen dictan el tipo de entorno en el que se calienta el conjunto para unir sus

componentes. Además de vacío, las atmósferas protectoras o reactivas incluyen hidrógeno, nitrógeno,

una mezcla de hidrógeno y otros gases inertes y gases exotérmicos y endotérmicos, así como argón y

helio.

Ciertos materiales diferentes resultan difíciles de unir. Por ejemplo: cerámica con metales y metales

reactivos como el magnesio y el berilio.

Detalles del proceso

Una corriente alterna de media frecuencia o de alta frecuencia pasa a través de una bobina de induc-

ción y crea un campo magnético alrededor de la bobina. Cuando un material conductor como el acero

se coloca en el centro de la bobina, el campo magnético provoca que una corriente fluya en la superfi-

cie del acero, que se calienta. Las uniones se crean utilizando material de aporte con un punto de fu-

sión inferior que se funde mediante el calentamiento rápido de la zona en la que se ha aplicado.

SOLDADURA EN FRIO

La soldadura en frío o por contacto es un proceso de soldadura de estado sólido que se lleva a cabo

sin necesidad de ninguna fusión en la interfaz de unión de las dos partes a soldar. A diferencia de la

soldadura por fusión, los procesos de soldadura en frío se realizan, sin que ningún líquido (o fase

líquida) esté presente en la articulación de las dos piezas que se sueldan.

La soldadura en frío fue reconocida como un fenómeno de los materiales en la década de 1940. Enton-

ces se descubrió que dos superficies planas y limpias de metales similares, se adhieren firmemente si

se ponen en contacto aplicando el vacío y la presión apropiada.

Un caso típico de soldadura en frío es una pepita de oro, que se puede formar en los ríos auríferos por

golpeo a lo largo de los años de pequeñas partículas de oro con las piedras y cantos rodados del río.

Proceso

En la soldadura en frío, se aplica presión a las piezas mediante matrices o rollos. Debido a la deforma-

ción plástica que tiene lugar, es necesario que al menos una de las piezas a ensamblar sea dúctil (pero

preferiblemente las dos). Antes de la soldadura, la interfaz es desgrasada, con cepillo de alambre, y

frotada para sacar las manchas de óxido.

Aplicaciones

La soldadura en frío puede ser utilizada para unir piezas pequeñas hechas de metales blandos y dúcti-

les.

Las aplicaciones incluyen cables de almacenaje y conexiones eléctricas (como conectores con des-

plazamiento de aislamiento).

La soldadura por presión en frío se limita a materiales no ferrosos o, en el mejor de los casos, hierro

dulce sin contenido de carbono. La mayoría de los metales no ferrosos pueden ser soldados en frío, y

si bien el cobre y el aluminio son los más comunes, varias aleaciones como Aldrey, Triple E, Constan-

tan, latón 70/30, zinc, plata y aleaciones de plata, níquel, oro y muchas otras también se pueden soldar

bien. Los alambres bañados, inclusive el cobre estañado, revestidos de plata o de níquel, todos pue-

den soldarse entre sí o con el cobre plano.

FUENTE : Pressure Welding Machines

World leader in cold weld technology

SOLDADURA SUBMARINA HUMEDA

SOLDADURA SUBMARINA SECA

MATERIAL DE APORTE DE SOLDADURA ( Kg / h )