Conceptos Básicos Unión: El término se usa para la soldadura suave, dura y el pegado adhesivo; forman una unión entre piezas que no puede separarse con facilidad.
Ensamble: e re!ere a métodos mecánicos para "untar dos piezas, que permiten desensam#le.
oldadura $a soldadura es un proceso de unión de materiales en el que se funden las super!cies de contacto mediante la aplicación de calor y%o presión, otros solo por presión. En algunos casos se agrega material de relleno para facilitar la fusión. e realiza so#re piezas del mismo material pero se puede unir metales diferentes.
Ventajas de la Soldadura •
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&roporciona una unión permanente. $as piezas soldadas se convierten en una sola entidad $a unión soldada suele ser más fuerte que los materiales originales si se usa un material de relleno. 'orma más económica para unir piezas, en uso de materiales y costos de fa#ricación. Es más versátil, se puede realizar tanto en fá#rica como en campo.
Desventajas • • •
Es cara con respecto a la mano de o#ra, ya que puede ser escasa. Es un proceso esencialmente peligroso. (o permite el desensam#le, si se necesita aplicar mantenimiento al producto no se de#e usar la soldadura.
)ipos de &rocesos de olda oldadura dura E*isten más de + tipos diferentes de operaciones de soldadura. e clasi!can en - grupos
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oldadura por fusión oldadura de estado solido
oldadura por 'usión /san calor para fundir los metales #ase, se agrega un metal de relleno para facilitar el proceso y proporciona volumen y resistencia a la unión. /na operación de soldadura por fusión en el que no se agrega material de relleno se denomina soldadura autógena. 0ncluye a los siguientes
Soldadura con Arco (AW): El calentamiento de los metales se o#tiene mediante un arco eléctrico, en algunas operaciones se aplica presión durante el proceso y la mayor1a usan material de relleno.
Soldadura por
Resistencia: e o#tiene la fusión usando el calor de una resistencia eléctrica que pasa entre las super!cies del empalme entre dos piezas sostenidas #a"o presión.
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oldadura por fusión oldadura de estado solido
oldadura por 'usión /san calor para fundir los metales #ase, se agrega un metal de relleno para facilitar el proceso y proporciona volumen y resistencia a la unión. /na operación de soldadura por fusión en el que no se agrega material de relleno se denomina soldadura autógena. 0ncluye a los siguientes
Soldadura con Arco (AW): El calentamiento de los metales se o#tiene mediante un arco eléctrico, en algunas operaciones se aplica presión durante el proceso y la mayor1a usan material de relleno.
Soldadura por
Resistencia: e o#tiene la fusión usando el calor de una resistencia eléctrica que pasa entre las super!cies del empalme entre dos piezas sostenidas #a"o presión.
Soldadura con ox!eno " !as combustible (#$W): /san un gas como com#usti#le, como una mezcla de acetileno y o*igeno que produce una llama que funde el metal #ase y el metal de relleno. relleno.
l áser.. #tros: oldadura con haz de electrones y soldadura con rayo láser
Soldadura con ra"o l%ser: $a soldadura por rayo láser es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energ1a aportada por un haz láser para fundir los materiales a unir, no e*iste aportación y se usa un gas protector, que suelen ser helio o argón.
Soldadura por &a' de electrones: $a soldadura por haz de electrones es un proceso de soldadura de fusión, que se logra mediante el contacto de la pieza a soldar con un haz de electrones de alta densidad energética. • • •
$a velocidad de soldadura es muy elevada &ermite la unión de materiales distintos entre s1. (o se necesita metal de aportación.
oldadura de Estado ólido on procesos donde la fusión proviene de la aplicación de presión o de presión y calor. calor. $a temperatura del proceso está por de#a"o del punto de fusión de los materiales a soldar. 0ncluye los siguientes
Soldadura por Diusión (D$W):
e colocan dos piezas #a"o presión a una temperatura elevada y se sueldan por fusión de estado sólido.
2a3 4l principio, el área de contacto es peque5a. 2#3 4l aplicar presión se deforma la super!cie, aumentando el área de contacto. 2c3 $a difusión en l1mites del grano permite contraer los huecos. 2d3 &or 6ltimo para la eliminación !nal de los huecos se requiere una difusión en volumen.
Soldadura por ricción ($RW): $a soldadura se o#tiene mediante el calor de la fricción entre dos super!cies. Consiste en el que una pieza de revolución gira en un movimiento de rotación y se asienta so#re la pieza a soldar. Cuando la cantidad de calor producida por rozamiento es su!ciente para llevar las piezas a la temperatura de soldadura, se detiene #ruscamente el movimiento, y se e"erce un empu"e el cual produce la soldadura por interpenetración granular.
Soldadura Ultrasónica (USW): e realiza aplicando una presión moderada entre - piezas y con un movimiento oscilatorio a frecuencias ultrasónicas en dirección paralela a las super!cies de contacto. $a com#inación de estas produce fuertes tensiones que o#tienen la unión atómica de la super!cie. Es la emisión de onda ultrasónica que mueve las moléculas de am#os materiales provocando que estas se fundan.
4nalog1a de las para comprender cuál es su función.
partes
Aplic ac iones: • • •
Construcción de edi!cios y puentes &roducción de tu#er1as 0ndustria aeronáutica y espacial.
Se!uridad: $a soldadura es peligrosa por las altas temperaturas, las descargas eléctricas, los vapores tó*icos, la radiación ultravioleta emitida 2arco eléctrico3 es peligrosa para los o"os. • • • •
7e#en tomarse las medidas necesarias Careta especial para la protección de o"os y rostro. 4m#ientes ventilados 0ndumentaria adecuada
4utomatización en la soldadura 7e#ido a los riesgos de la soldadura manual y para aumentar la productividad se han creado formas de mecanización y automatización como las siguientes
Soldadura con m%uina: oldadura mecanizada con equipo controlado y supervisado por un operador humano constantemente.
Soldadura autom%tica: Es un equipo que no necesita el a"uste de controles por parte de un usuario ya que esta máquina regula el arco eléctrico y la posición sin atención humana continua; es usada para grandes producciones.
Soldadura robótica: Es un ro#ot industrial programa#le que controla de forma automática el movimiento de la ca#eza para soldar. )iene gran versatilidad ya que puede reprogramarse.
/nión oldada $a soldadura produce una cone*ión sólida denominada unión soldada. E*isten - tipos de clasi!caciones a las uniones soldadas • •
)ipos de uniones )ipos de soldaduras que se usan para unir las piezas.
Tipos de Uniones E*isten cinco tipos #ásicos
Unión Empalmada: En este tipo de unión las piezas se encuentran en el mismo plano y se unen en sus #ordes.
Unión de esuina: $as esquinas de la pieza forman un ángulo recto y se unen en la
esquina del ángulo.
Unión superpuesta: Esta consiste en dos piezas que se superponen.
Unión en
*: En esta unión una pieza
es perpendicular a la otra en una forma parecida a una ).
Unión de bordes: $as piezas están paralelas con al menos uno de sus #ordes en com6n y la unión se hace en los #ordes comunes.
)0&8 7E 8$747/94 Es importante distinguir entre tipo de unión y tipo de soldadura; cuando ha#lamos de tipo de soldadura es la forma en que se suelda. Entre los tipos de soldadura tenemos • • • • • • • •
oldadura tipo !lete oldadura ranuradas oldadura con insertos oldadura con surco oldadura en super!cie oldadura de costura oldadura de puntos oldadura en re#ordes
Soldadura tipo + lete e usa para rellenar los #ordes de las placas creadas mediante uniones de esquinas, so#repuestas y en ). e usa un metal de relleno para dar una sección transversal en forma de triángulo recto. $a unión puede ser sencilla o do#le2es decir en un lado o en am#os3 y continuas o intermitentes2es decir toda la longitud o por partes3
Soldadura de surco &or lo general se requiere que se moldeen las orillas de las piezas, en un :surco para facilitar las penetración de la soldadura. e usa metal de relleno para saturar la unión; este tipo de soldadura se usa para todas las uniones e*cepto en las so#repuestas. $as formas de surco más conocidas son
oldadura con surco cuadrado, un lado
oldadura con surco en
oldadura con surco en / 6nico
oldadura con surco en = 6nico
oldadura con surco en < do#le para secciones más gruesas.
Soldadura con inserto " ranurada Estos - tipos son #astante similares, se usan para unir placas planas usando uno o más huecos o ranuras en la pieza superior que después se rellena con metal para fundir las - piezas.
oldadura con inserto
oldadura ranurada
Soldadura de puntos Es una peque5a sección fundida entre las super!cies de las - láminas o placas y generalmente se requieren varias soldaduras de puntos para unir las piezas.
Soldadura de costura
imilar a la soldadura de puntos, pero esta consiste en una sección fundida más o menos continua entre las - placas o laminas.
Soldadura en rebordes e hace en los #ordes de - o más piezas en donde al menos una de las piezas está en un re#orde.
Soldadura en super+cie (o se usa para unir piezas, sino para aumentar el espesor de las placa o dar un recu#rimiento protector so#re la super!cie. &ara ello se deposita metal de relleno so#re la super!cie en una o más gotas de soldadura.
'>0C4 7E $4 8$747/94 &ara lograr un #uena soldadura hay que considerar las relaciones f1sicas que permiten la fusión de la soldadura. ?ay que considerar la densidad de potencia, las ecuaciones de calor y potencia que descri#en un proceso de soldadura.
Densidad de potencia &ara lograr la fusión se aplica una fuente de energ1a calor1!ca de alta densidad a la super!cie de empalme, si se agrega un metal de relleno la densidad calor1!ca de#e ser su!cientemente alta para fundirlo tam#ién; la densidad calor1!ca se de!ne como la potencia transferida al tra#a"o por unidad de área. El tiempo para fundir el metal es inversamente proporcional a la densidad de potencia, conforme aumenta la densidad calor1!ca disminuye el tiempo de fusión. $a densidad de potencia puede calcularse como &7@2&%43
&7@ densidad de potencia 2A% mm-3
&@ potencia que entra 2A3 4@ área super!cial 2mm-3
,alance de calor en la soldadura por usión$a cantidad de calor requerida para fundir un volumen de metal, está dada por el calor necesario para elevar la temperatura del metal solido a su punto de fusión, el cual depende del calor especi!co volumétrico del metal, esta cantidad de calor puede estimarse mediante la sigte ecuación /m@)m-
/m@ unidad de energ1a para fundir 2=%mm3
@ constante .*DF si )2G3 )@ punto de fusión del metal 2G o 9G3
C494C)E90)0C4 7E /(4 =/()4 8$7474 &89 '/0H( $a mayor1a de las uniones mostradas son soldadas por fusión, una "unta por fusión t1pica a la que se le agrega metal de relleno consta de varias zonas
.a 'ona de usión-/ es donde se mezcla el metal de aporte y el metal #ase que se ha fundido. $a soli!cacion en esta zona se aseme"a a un proceso de fundición pero se diferencia en que en la soldadura e*iste un crecimiento de grano epitaxial, es decir que la estructura del grano en el área de fusión tiende a imitar la orientación cristalográ!ca de la zona afectada, y dentro de la zona de fusión los granos son perpendiculares a los l1mites de la interface de soldadura.
$a estructura resultante en la zona de fusión presenta granos gruesos en columnas.
0nterace de soldadura Es la frontera que separa la zona de fusión de la zona afectada por el calor, es una #anda delgada de metal #ase fundido que se solidi!ca antes de mezclarse con el metal de la zona de fusión, por tanto su composición qu1mica es idéntica a la del metal #ase
1ona aectada por el ca lo r 2?4I por sus siglas en ingles3 En esta zona el metal e*perimenta temperaturas menores a su punto de fusión. $os da5os metal6rgicos en esta zona dependen de el calor ingresado y la temperatura pico que alcanza, y por lo general en esta región ocurren fallas en la "untura soldada.
1ona de me tal no ae ctada 4qu1 no ocurre cam#io metal6rgico, pero es pro#a#le que el metal #ase que rodea el ?4I esté en un estado de alto esfuerzo residual, ocasionado por la contracción en la zona de fusión.
&rocesos de soldadura $os procesos de soldadura se dividen en dos categor1as •
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D.oldadura por fusión.en el cual se logra la coalescencia al fundirse super!cies que se van a unir -.oldadura de estado sólido. en el cual se usa la calor o presión para o#tener la coalescencia.
Soldadura con Arco Es un proceso de soldadura por fusión en el cual la coalescencia de los metales se o#tiene mediante el calor de /n arco eléctrico entre un Electrodo y el tra#a"o. /n arco eléctrico es una descarga de de corriente eléctrica a través de una separación en un circuito. e sustenta por la presencia de una columna de gas térmicamente ionizada a través del cual Juye la corriente. &ara iniciar el arco en un 4A se acerca el electrodo a la pieza de tra#a"o y luego del contacto se lo separa a una distancia corta. El arco puede alcanzar temperaturas de ++ Kc o mayores que funden cualquier metal.
)ecnolog1a general de la soldadura con arco Electrodos-/ $os electrodos se utilizan en los procesos de 4A y se clasi!can en consumi#les y no consumi#les
Electrodos consumibles on aquellos que proporcionan el metal de relleno en la soldadura de arco y se encuentran en - formas principales varillas y alam#res. $a varilla tiene una longitud de --+ a L+ mm el alam#re tiene la venta"a de venir en rollos.
Electrodos no consumibles Están hechos de tungsteno los cuales resisten la fusión mediante arco a pesar de su nom#re un electrodo no consumi#le se gasta de forma gradual durante la soldadura o durante el corte
2rotección del arco el3ctrico En la soldadura con arco las altas temperaturas que se producen provoca que los metales reaccionen con el o*1geno, nitrógeno,hidrógeno que se encuentra en el aire lo que provoca que se da5e la soldadura hecha para evitar esto se cu#re el electrodo y el arco con gas o fundente
$uente de potencia de soldadura con arco En la soldadura con arco se usa tanto C7 como C4, las maquinas C4 son menos costosas pero solo pueden soldar material ferrosos mientras que el de C7 puede soldar cualquier metal
&rocesos de 4A, electrodos consumi#les Soldadura con arco de metal Protegido Es un proceso 4A Mue usa un electrodo consumi#le el cual consiste en una varilla de metal recu#ierta por material qu1mico que proporciona el fundente y la protección. 7onde el metal relleno de la varilla de#e ser compati#le con el metal que se va a soldar . El recu#rimiento de la carilla consiste en celulosa pulverizada mezclada con ó*idos, car#onatos y otros 0ngredientes integrados mediante un aglutinante como el silicato
Soldadura con arco de metal y gas Es un proceso de 4A en el cual electrodo es un alam#re metálico desnudo consumi#le y la protección se proporciona mediante un gas. El alam#re desnudo se alimenta en forma continua y automática desde un rollo a través de la pistola de soldadura.
El primer tipo de este soldador salió en DNL y su alam#re para soldar era ilumino y usa#a como gas argón 2soldadura O0P3 pero cuando aplicaron al acero vieron que el gas inerte era muy caro entonces usaron C8- y luego surgió el PO4A que utiliza mezclas de gases para la protección .
Soldadura con arco de núcleo fundente 7esarrollada a principios de DN+ como una adaptación de la soldadura por arco de metal protegido con el propósito de vencer las limitaciones impuestas por el uso de electrodos de varilla este proceso se caracteriza por que su electrodo es un tu#o consumi#le continuo que contiene fundente y otros ingredientes en su n6cleo .este alam#re tu#ular con n6cleo de 'undente es Je*i#le y por ende puede suministrase en forma de rollos para que sea alimentado de forma continua a través de la pistola para soldadura de arco.
Soldadura con arco sumergido Es un proceso que usa un electrodo de alam#re desnudo consumi#le y el arco se protege mediante una co#ertura de fundente granular, en este tipo de soldadura no necesita la máscara de soldar se utiliza para costuras de acero como vigas y tanques.
&rocesos de 4A, electrodos no consumi#les
Soldadura con arco de tungsteno y gas.Es un proceso que utiliza un electrodo de tungsteno no consumi#le Q un gas inerte para proteger el arco .Este tipo de soldadura tam#ién es conocido como )0P y en Europa se lo llama A0P.
Soldadura por arco de plasma Es una forma especial de soldadura por arco de tungsteno y gas en el cual un arco de plasma controlado se dirige hacia el área de soldadura .la temperatura que alcanza este tipo de soldadura llega a los -RKc lo que es su!ciente para fundir cualquier metal conocido . Este proceso fue introducido en DNF pero tardo en difundirse en a5os recientes se está comenzando a usarlo.
Soldadura de pernos &roceso especializado para unir pernos o componentes similares a piezas #ásicas. &ara empezar el perno se su"eta en una pistola de soldadura especial que controla el tiempo y potencia a dar. El tra#a"ador solo de#e colocar la pistola en la posición correcta contra la pieza de tra#a"o y después "alar el gatillo este tipo de soldadura se lo utiliza para la fa#ricación de su"etadores, aletas de radiación de calor en maquinarias etc.
8tros &rocesos de oldadura por 'usión Soldadura con haz de electrones $a soldadura con haz de electrones 2EBA, por sus siglas en inglés3 es un proceso de soldadura por fusión en el cual el calentamiento para el proceso se proporciona mediante una corriente de electrones muy concentrada, de alta intensidad, que choca contra la super!cie de tra#a"o. • • • •
0ndustria aeroespacial. 0ndustria automotriz soldadura de engranes y tur#ocompresor. Construcción e ingenier1a válvulas, sierras, tanques #lindados... 0ndustria energética calderas nucleares, recipientes para desechos nucleares, tur#inas de vapor.
Soldadura con haz o rayo láser $a soldadura con haz láser 2$BA, por sus siglas en inglés3 es un proceso de soldadura por fusión en el cual se o#tiene la coalescencia mediante la energ1a de un haz luminoso coherente altamente concentrado y enfocado a la unión que se va a soldar • • • • • • • •
4plicaciones &iezas de transmisiones en la industria automotriz. &iezas unitarias grandes. eries grandes y con #uenos aca#ados. &iezas de electrodomésticos. &iezas para la industria aeronáutica de aluminio, titanio o n1quel. 0ndustria del ferrocarril. 9ecipientes a presión.
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0ndustria alimentaria, a la hora de realizar em#ala"e de alimentos, cuchillas de corte. &ara instrumental médico y quir6rgico.
Ventajas e inconvenientes )iene como venta"as principales las siguientes • •
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e puede transmitir por el aire, por lo que no se requiere un vac1o. Es un proceso fácilmente automatiza#le por el hecho de que los rayos se pueden conformar, manipular y enfocar ópticamente usando !#ras ópticas. Este tipo de soldadura no genera rayos S. &roduce muy poca distorsión y tiene una tendencia muy peque5a a la fusión incompleta, a las salpicaduras y a las porosidades. (o hay desgaste de herramienta, al no estar en contacto con la zona a soldar. e puede controlar fácilmente la profundidad de penetración.
El inconveniente es el precio de los equipos, que es muy elevado. 4l ser equipos muy automatizados y altamente precisos requieren una tecnolog1a muy alta.
Soldadura con electro escoria •
$a soldadura con electro escoria 2EA3 es un proceso de soldadura por fusión en el cual se o#tiene la coalescencia mediante escoria fundida caliente y altamente conductiva, que act6a so#re las piezas #ase y el metal de relleno
$as aplicaciones más comunes son en el sector de la metalurgia, sector de la creación de puentes, naves industriales y maquinaria muy pesada. )am#ién se utiliza para soldar paredes gruesas, "untas en grandes hornos, y para soldar aceros ino*ida#les. Es muy com6n en la industria naval, para la unión de chapas gruesas de acero al car#ono. )am#ién es empleado para la unión de chapas en vertical y para grandes secciones de piezas de fundición y for"a de acero, aluminio y titanio. $os espesores de estas chapas están comprendidos entre - y + mm.
Soldadura con termita El término )hermit es el nom#re de una marca comercial para la termita, una mezcla de polvo de aluminio y ó*ido de hierro que produce una reacción e*otérmica cuando se enciende. Es una sustancia usada en #om#as incendiarias y para soldadura Cuando los polvos de aluminio y ó*ido de hierro !namente mezclados 2en una proporción de D3 se encienden a una temperatura apro*imada a D GC 2- G'3, producen la siguiente reacción qu1mica
R4l 'e8L N'e L4l-8 calor
S#.DADURA DE ES*AD# S4.0D# El grupo de soldadura de estado sólido incluye el proceso de unión más antiguo, as1 como algunos de los más modernos. )odos los procesos en este grupo tienen una forma 6nica de crear la unión en las super!cies de empalme.
$a soldadura por for"ado es un proceso en el cual los componentes que se van a unir se calientan a una temperatura de tra#a"o y después se for"an "untos por medio de un martillo u otro medio. e requiere la ha#ilidad del artesano que lo realiza para o#tener una #uena soldadura #a"o las normas actuales.
Soldadura por explosivos oldadura e*plosiva $a soldadura e*plosiva 2ESA, por sus siglas en inglés3 es un proceso de estado sólido en el cual se produce una rápida coalescencia de dos super!cies metálicas mediante la energ1a de un e*plosivo detonado.
Soldadura por ricción $a soldadura por fricción es un proceso comercial ampliamente usado y es conveniente para los métodos de producción automatizada. $a fricción se induce mediante el frotamiento mecánico entre las dos super!cies, generalmente por la rotación de una pieza respecto a la otra, con el propósito de elevar la temperatura en la interfaz de unión hasta un rango de tra#a"o caliente para los metales involucrados
$as máquinas usadas para la soldadura por fricción tienen el aspecto de un torno de motor. 9equieren que un mandril con corriente haga girar una pieza a alta velocidad y un medio para aplicar una fuerza a*ial entre la pieza rotatoria y la no rotatoria. Con sus ciclos #reves, el proceso se presta para la producción masiva.
Soldadura ultrasónica Es un proceso en estado sólido en el cual se integran dos componentes #a"o fuerzas de su"eción modestas y se aplican intensas presiones oscilatorias de frecuencia ultrasónica a la interfaz para producir la coalescencia
5alidad de soldadura
Esfuerzos y distorsiones residuales El calentamiento y enfriamiento rápidos en regiones localizadas del tra#a"o durante la soldadura por fusión, especialmente la soldadura con arco eléctrico, producen e*pansiones y contracciones térmicas, que causan esfuerzos residuales en la soldadura. Estos esfuerzos, por su lado, provocan distorsión y com#adura del ensam#le soldado
Deectos de la soldadura Prietas. $as grietas son interrupciones tipo fractura en la soldadura misma o en el metal #ase adyacente a la soldadura
5avidades
Tstas incluyen diversos defectos de porosidad y contracción. $a porosidad consiste en peque5os defectos en el metal de la soldadura, formados por gases atrapados durante la solidi!cación
$usión incompleta Es simplemente una gota de soldadura en la cual no ocurre la fusión a través de toda la sección transversal de la unión /n defecto relacionado pero diferente es la falta de penetración.
63todos de inspección " prueba
7urante a5os se han creado y especi!cado diversos procedimientos estandarizados por sociedades comerciales y de ingenier1a como la
4merican Aelding ociety.
0nspección visual in duda la inspección visual es el método de veri!cación de soldadura más difundido. $a realiza un inspector que #usca en la soldadura D3 el apego a las especi!caciones de dimensión en el di#u"o de la pieza -3 com#aduras 3 grietas, cavidades, fusión incompleta y otros defectos descritos en la sección anterior
Evaluación no destructiva El grupo de la inspección no destructiva incluye diversos métodos de inspección que no da5an la pieza que se eval6a. $as prue#as de tinturas penetrantes y penetrantes Juorescentes son métodos para detectar peque5os defectos como grietas y cavidades a#iertas en la super!cie.
2ruebas destructivas En estos métodos se destruye la soldadura durante la prue#a o al preparar el espécimen de prue#a. 0ncluyen prue#as mecánicas y metal6rgicas. $as prue#as mecánicas tienen el mismo propósito que los métodos de prue#a convencionales, como prue#as de tensión y prue#as de corte.
8$747/94 &89 9E0)E(C04 Es un grupo de procesos de soldadura por fusión que utiliza una com#inación de calor y presión para o#tener la coalescencia, 2el calor se genera mediante una resistencia eléctrica dirigida hacia el Ju"o de corriente en la unión que se va a soldar3. El resultado es una zona fundida entre las piezas, llamada pepita de soldadura en le caso dela soldadura de puntos
S#.DADURA 2#R RES0S*E750A $a energ1a calor1!ca aplicada a la operación de soldadura depende de los siguientes parámetros •
•
'lu"o de corriente entre la corriente aplicada de forma controlada varia entre +- 4 9esistencia del circuito tiene un valor #a"1simo. E". ,D U
•
El intervalo de tiempo en que se aplica de corriente.
S#.DARURA 2#R RES0S*E750A C494C)E90)0C4 •
•
4 diferencia de la soldadura por arco, no precisa gases protectores, fundentes o metales de relleno $os electrodos que conducen la energ1a eléctrica son no consumi#les
S#.DADURA 2#R RES0S*E750A 2R07502A.ES 5#62#7E7*ES • • •
•
7os electrodos apuestos /n medio para aplicar presión /n suministro de corriente alterna &iezas a tra#a"ar 2láminas metálicas, etc.3
S#.DADURA 2#R RES0S*E750A
• •
(o requiere un metal de relleno El nivel de ha#ilidad del operador que se requiere es menor que para el de soldadura por arco Es aplica#le a la mecanización y automatización )iene #uena repetitividad y con!a#ilidad
S#.DADURA DE RES0S*E750A 7E
Costo del quipo inicial muy elevado
•
olo se aplica a uniones so#repuestas para la mayor1a de los procesos
&98CE8 7E 8$747/94 &89 9E0)E(C04 •
eg6n su importancia comercial se clasi!can en oldadura de puntos, oldadura de costura y oldadura de proyección
8$747/94 7E &/()8 &89 9E0)E(C04 •
Es en el cual se o#tiene la fusión en una u#icación de las super!cies de empalme de una unión superpuesta, mediante electrodos puestos
S#.DAD#RES DE 2U7*A *02# 2RE7SA
El electrodo superior tiene un movimiento en l1nea recta proporcionado por una prensa vertical, que se opera en forma neumática o hidráulica. $a acción de la prensa permite que se apliquen fuerzas más grandes
S#.DAD#RES DE 2U7*A 5#7 ,A.A7507 )ienen un electrodo inferior estacionario y un electrodo superior móvil que su#e y #a"a para cargar y descargar el tra#a"o cuyo movimiento es controlado mediante un pedal operado por el tra#a"ador.
20S*#.AS 2#R*A*0.ES DE S #.DADURA DE 2U7* #S
Estos dispositivos consisten en dos electrodos opuestos dentro de un mecanismo de pinzas cada unidad tiene un peso ligero, por lo que es fácilmente manipula#le para el operario.
S#.DADURA DE 5#S*URA 2#R RES0S*E750A Es igual que la soldadura de puntos, e*cepto porque los electrodos tienen forma de ruedas y ocasionan ciertas comple"idades, la operación se realiza en forma continua y no discreta, las costuras de#en estar a lo largo de una l1nea recta o uniformemente curva.
S#.DADURA DE 5#S*URA 2#R RES0S*E750A 7ependiendo del movimiento de las ruedas de electrodos relacionado con la aplicación de la corriente de soldadura se verán de!nidos los espaciamientos entre las pepitas de soldadura y se clasi!can en tres tipos de soldadura
oldadura de movimiento continuo, oldadura de puntos con rodillo, oldadura de movimiento intermitente
S#.DADURA DE 2R#8E550#7 2#R RES0S*E750A Es un proceso de soldadura por resistencia en el cual ocurre la coalescencia en uno o más puntos de contacto relativamente peque5os so#re las piezas estos puntos de contacto están determinados por el dise5o de las piezas que se van a unir y pueden consistir en proyecciones, gra#ados o intersecciones localizadas de las piezas
S#.DADURA DE 2R#8E550#7 2#R RES0S*E750A E*isten variaciones de la soldadura de proyección por resistencia, dos de las cuales se muestran en la !gura oldadura de un su"etador maquinado o formado so#re una pieza de lámina metálica oldadura de alam#re transversal
#*RAS #2ERA50#7ES DE S#.DADURA 2#R RES0S*E750A E*isten además otros procesos adicionales en este grupo instantánea, con recalcado, por percusión y por resistencia de alta frecuencia
S#.DADURA 07S*A7*A7EA e usa normalmente para uniones empalmadas, se ponen en contacto o se acercan las dos super!cies que se van a unir y se aplica una corriente eléctrica para calentar las super!cies hasta su punto de fusión, después de lo cual las super!cies se oprimen "untas para formar la soldadura
S#.DADURA 5#7 RE5A.5AD# Es similar a la soldadura instantánea, e*cepto porque las super!cies de empalme se aprietan una contra la otra durante el calentamiento y se recalcan no se producen arcos se tra#a"a a temperaturas de#a"o del punto de fusión.
S#.DADURA 2#R 2ER5US0#7 )am#ién es similar a la soldadura instantánea, e*cepto porque la duración del ciclo de soldadura es e*tremadamente #reve; en forma t1pica sólo transcurren de D a D milisegundos, el calentamiento está muy localizado y esto hace atractivo el proceso para aplicaciones electrónicas
S#.DADURA 2#R RES0S*E750A DE A.*A $RE5UE750A Es un proceso en el cual se usa una corriente alterna de alta frecuencia para el calentamiento, seguido de la aplicación rápida de una fuerza de recalcado para producir coalescencia
S#.DADURA 2#R 07DU550#7 DE A.*A $RE5UE750A Es una variación de la anterior en la que la corriente de calentamiento se induce en las piezas mediante una #o#ina de inducción de alta frecuencia.
S#.DADURA 5#7 #90E7# 8 AS 5#6,US*0,.E Es un proceso de soldadura por fusión realizado mediante una Jama de alta temperatura a partir de la com#ustión del acetileno y el o*1geno. $a Jama se dirige mediante un soplete de soldadura. En ocasiones se agrega un metal de relleno que pude estar recu#ierto con material fundente y a veces se aplica presión entre las super!cies de las piezas que hacen contacto.
S#.DADURA 5#7 #90E7# 8 AS 5#6,US*0,.E El acetileno 2C-?-3 es el com#usti#le más popular, porque soporta temperaturas más altas que cualquiera de los otros, hasta de LR GC 2F G'3. 4m#os gases se mezclan en proporciones apropiadas en un soplete proyectado y construido en forma tal que el soldador tiene la posi#ilidad de regular por completo la llama, a"ustándola a las necesidades de tra#a"o. Estas son (eutra suave. &ara soldar planchas delgadas de acero (eutra dura. &ara soldar planchas gruesas de acero 8*idante. para enderezar piezas, calentamiento de piezas, soldadura te latón Car#urante. para soldadura de !erro fundido
S#.DADURA 5#7 #90E7# 8 AS 5#6,US*0,.E (eutra suave. &artes iguales de o*1geno y acetileno 2#a"a presión3 (eutra dura. &artes iguales de o*1geno y acetileno 2altas presiones3 8*idante. mayor proporción de o*1geno Car#urante.Oayor proporción de acetileno
S#.DADURA 5#7 #90E7# 8 AS 5#6,US*0,.E Equipos oplete, #oquillas y aditamento de corte Oangueras de o*1geno y acetileno /n cilindro de o*1geno y uno de acetileno /n carro para los cilindros
S#.DADURA 5#7 #90E7# 8 AS 5#6,US*0,.E Equipos
ASES A.*ER7A*0V#S 2ARA .A S#.DAD URA 5#7 #90E7# 8 AS 5#6,US*0,.E $a mayor1a de los com#usti#les alternativos se enlistan en la ta#la, "unto con las temperaturas a las que arden y los calores de com#ustión. Con propósitos de comparación, se incluye el acetileno en la lista. 4unque el o*iacetilénico es el com#usti#le más com6n
8$747/94 &89 9&E08( Este es u proceso especial en el que las piezas se calientan hasta que empieza la fusión en las super!cies. 7espués se retira el soplete de calentamiento, se oprimen las piezas una contra otra y se sostienen a presiones altas mientras ocurre la solidi!cación.
8$747/94 7/94 $a soldadura dura o fuerte es un proceso de unión en el cual se funde un metal de relleno y se distri#uye mediante acción capilar entre las super!cies de empalme de las piezas metálicas que se van a unir. En este tipo de soldadura no ocurre la fusión de los metales #ase; sólo se derrite el material de relleno. En este proceso, el metal de relleno 2tam#ién llamado metal para soldadura dura3 tiene una temperatura de fusión 2l1quidus3 superior a L+ GC 2RL G'3 pero menor que el punto de fusión 2sólidus3 de los metales #ase que se van a unir.
VE7*A;AS DE .A S#.DADURA DURA $a soldadura dura tiene varias venta"as en comparación con la soldadura por fusión D3 pueden unirse cualesquiera metales, incluso los que son distintos; -3 ciertos métodos de soldadura dura pueden realizarse en forma rápida y consistente, lo que permite altas velocidades de los ciclos y la producción automatizada; 3 algunos métodos permiten la soldadura simultánea de varias uniones;
L3 la soldadura dura se aplica para unir piezas de paredes delgadas que no pueden soldarse por fusión; +3 en general, se requiere menos calor y potencia que en la soldadura por fusión; F3 se reducen los pro#lemas en la zona afectada por el calor 2?4I3 en el metal #ase cerca de la unión; V3 es posi#le unir áreas inaccesi#les para muchos procesos de soldadura por fusión, dado que la acción capilar atrae el metal de aporte fundido dentro de la unión
DESVE7*A;AS DE .A S#.DADURA DURA
D3 la resistencia de la unión por lo general es menor que una unión por fusión; -3 aunque la resistencia de una #uena unión con soldadura dura es mayor que la del metal de aporte, es posi#le que sea menor que la de los metales #ase; 3 las altas temperaturas de uso pueden de#ilitar una unión con soldadura dura; L3 el color del metal en una unión con soldadura dura puede no coincidir con el color de las piezas metálicas #ase, lo cual produce una posi#le desventa"a estética.
U70#7ES 5#7 S#.DADURA DURA /niones con soldadura empalmada
Uniones con soldadura superpuesta
6E*A.ES DE RE. .E7#S 8 $U7DE 7*ES
$os metales de relleno comunes en la soldadura dura se enlistan "unto con los metales #ase principales en los que se usan normalmente. &ara que un metal cali!que para soldadura dura se requieren las siguientes caracter1sticas D3 la temperatura de fusión de#e ser compati#le con la del
metal #ase.
-3 la tensión super!cial en la fase l1quida de#e ser #a"a para una #uena humidi!cación.
3 la Juidez del metal fundido de#e ser alta para penetración en la interfaz. L3 el metal de#e ser capaz de poder usarse en la soldadura dura con una unión de resistencia adecuada para la aplicación. +3 de#en evitarse las interacciones qu1micas y f1sicas con el metal #ase 2por e"emplo, una reacción galvánica3.
$os fundentes para soldadura dura tienen el mismo propósito que en la soldadura por fusión; se disuelven, se com#inan e inhi#en de alguna forma la formación de ó*idos y otros su#productos no deseados en el proceso. El uso de un fundente no sustituye los pasos de limpieza descritos con anterioridad. $as caracter1sticas de un #uen fundente son D3 /na temperatura de fusión #a"a. -3 #a"a viscosidad para que pueda ser desplazado por el metal de relleno. 3 facilita la humidi!cación. L3 protege la unión hasta la solidi!cación del metal de aporte. El fundente tam#ién de#e ser fácil de remover después de la soldadura dura.
6etales de rellenos comunes usados en la soldadura dura " metales base sobre lo ue se usan-
S#.DADURA DURA 5#7 S#2.E*E
S#.DADURA DURA E7 <#R7#
S#.DADURA DURA 2#R 07DU550#7
S#.DADURA DURA 2#R RES0S*E750A
S#.DADURA DURA 2#R 076ERS0#7
S#.DADURA DURA 07$RARR#;A
S#.DADURA DURA 2#R $US0#7
oldadura Blanda o uave
&roceso por el cual el metal se funde a L+GC 2RLG'3 y se distri#uye mediante acción capilar entre las super!cies de empalme de los metales que se van a unir (o ocurre la fusión de los metales #ase, pero el metal de relleno se humedece y com#ina con el metal #ase para formar la unión metal6rgica. • • •
$as super!cies que se van a soldar de#en limpiarse 7e#e aplicarse un fundente apropiado e a5ade el soldante esta5ado
Soldadura Blanda o Suae • •
Ensam#le de electrónicos /niones mecánicas, #a"os esfuerzos y temperaturas
2ros/5ontras • • • • • •
Ba"a entrada de energ1a
Dise=o de uniones
•
• •
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$imitadas a empalmes y superpuestos in carga 4daptaciones a soldadura dura Cone*iones eléctricas
Soldantes
'undentes 'unciones &rincipales • • •
'undirse a )emperatura de soldadura suave 9emover ó*idos y manchas Evitar o*idación durante calentamiento
$os hay de dos clases
#r!%nicos • • •
?echos de resina o ingredientes solu#les en agua Oás comunes en electrónica Ouy reactivos
0nor!%nicos • •
4cidos inorganicos y sales &ara accion rapida contra o*idos
e remueven después de la soldadura, usando solución de agua o solventes qu1micos.
Oétodos de soldado Soldadura Suave 6anual •
• • •
Calienta las piezas que van a soldarse 'unde el soldante Conduce el soldante a la unión 9etirar el e*ceso de soldante
Soldadura Suave en #las &ara tar"etas de circuitos impresos.
&egado 4dhesivo
&roceso de unión en el cual se usa un adhesivo para mantener "untas dos o más piezas •
• •
4dhesivo material de relleno (o metálico, generalmente pol1mero 4dherentes materiales que van a ser pegados Curado &roceso en el que se modi!can las propiedades qu1micas del adhesivo de l1quido a solido )iempo de curado
Características
5alidad de la ad&esión • • •
/nión qu1mica 0nteracción f1sica Entrelazado mecánico
5ondiciones de Ad&esión • • •
uper!cies limpias ?umidi!cación completa uper!cies adherentes no lisas
7ise5o de uniones 5aractersticas: • • •
Oa*imizar el área de contacto Oe"ores resultados ante corte y tensión 2a, #3 Ba"os resultados en hendiduras o desprendimientos 2c, d3
5lases de uniones: • •
/niones empalmadas 2ad3 /niones en ) 2ef3
•
/niones en esquina 2g"3
!ise"o de uniones alternas on dise5os com#inados con otros métodos • • •
oldadura de punto W pegado adhesivo 9emachado W pegado adhesivo &reformado W pegado adhesivo
)ipos de adhesivos 7aturales • • • •
Pomas 4lmidón Colágeno $imitada a #a"os esfuerzos
0nor!%nicos