LA SOLDADURA

La soldadura es un proceso de unión de piezas metálicas de composición igual, semejante o diferente bajo los efectos del calor, con o sin adición de un metal de aportación, de tal manera que el lugar de la unión queda como un todo sólido, homogéno e igual que las zonas laterales más cercana al centro soldado.

SOLDADURA OXI-GAS

La combustión del gas en una atmósfera de oxígeno produce una llama que alcanza una alta temperatura y ese intenso calor es aprovechado para fundir y soldar los metales. Los gases más usados para este proceso so: el acetileno, el carburo, y el propano.

ACETILENO:

El acetileno es una combinación química de 92.3 % de carbono y 7.7 % de hidrógeno y se produce haciendo reaccionar carburo de calcio en agua.

Ca C2 + 2 H2 O = C2 H2 + Ca (OH)2

Carburo agua acetileno cal hidratada

Una botella de acetileno disuelto es un depósito cilíndrico de acero, lleno de una masa porosa que se compone principalmente de carbón vegetal, tierra infusoria, asbesto y cemento. La masa se introduce en la botella en estado líquido y después se lleva al horno para ecado, el vapor de agua que se desprende atraviesa la masa que al quedar seca, resulta por esto de una gran porosidad. Los poros ocupan aproximadamente el 80% del volumen total de la botella, que luego se llena con acetona que es absorbida por la masa porosa, la cantidad de acetona con que se carga cada botella se calcula de manera que ésta tenga la capacidad para almacenar acetileno de 10 veces su volumen por cada atmósfera de presión y como la presión máxima en la práctica es de 15 atmósferas resulta que las botellas almacenan un volumen de acetileno igual a 150 veces su propio volumen. Las botellas tienen una capacidad de 40 y 60 litros y como la presión con que se llenan es de 150 atmósferas, su contenido de acetileno cuando están llenas será de 6 y 9 m3 respectivamente.

CARBURO:

El carburo es una combinación de calcio y carbono, en una mexcla de óxido de cal CaO con carbón C. El carburo es un material duro de color gris y que se envasa en recipientes de lámina con cierre hermético. Reacciona con el agua produciendo acetileno que con el aire forma una mexcla explosiva, por eso no se deberá acercar ninguna llama a los lugares donde haya envases con carburo porque se podría inflamar.

OXIGENO:

El aire contiene nitrógeno y oxígeno en la proporción del 21%, se purifica el aire quitando el polvo y el anhídrido carbónico que suele contener, después se comprime en un compresor de varios pasos hasta una presión de 175 atmósferas, el aire al ser comprimido se calienta, entonces se refrigera el aire con agua, y asi comprimido y refrigerado se somete a una brusca expansión que produce un intenso enfriamiento y este enfriamiento se utiliza para enfriar el aire que ya había sido enfriado antes y de esta forma se consigue licuar el aire a una temperatura de -200ºC. La temperatura de ebullición del óxigeno es de -183ºC y la del nitrógeno es de -195ºC, la diferencia entre estas dos es suficiente para que se pueda obtener del aire líquido por ebullición o destilación fraccionada, primero el nitrógeno y después el oxígeno, que se recoge en un gasómetro y después se comprime a 150 atmósferas y se almacena en botellas de acero, obteniéndose una pureza de 99.5%.

Las botellas tienen una capacidad de 40 y 60 litros y como la presión con que se llenan es de 150 atmósferas, su contenido de acetileno cuando están llenas será de 6 y 9 m3

respectivamente.

EQUIPO PARA SOLDAR:

En el cuello de cada botella va roscada una válvula que sirve para cerrar o abrir la salida del gas o del oxígeno. Al recibir la botella, se quita la caperuza y el tapón roscado se cambia por la válvula que se limpia solo abriendo y cerrando bruscamente. Luego se acoplará el regulador de presión que permite mantener la presión de trabajo constante y que permite un caudal constante.Respecto a las conexiones para acoplar los reguladores de presión a los sopletes, se deberá observar que las conexiones para acetileno llevan rosca a la izquierda y para oxígeno llevan rosca a la derecha.El soplete para soldar consta de un tubo mexclador, una válvula de regulación de acetileno, una válvula de regulación de oxígeno y una boquilla.

Para soldar se conectan las conexiones por medio de manguera roja la de acetileno y manguera verde la de oxígeno, con sus respectivos reguladores de presión. Los gases entran al soplete por las mangueras y atravesando las válvulas de regulación pasan al tubo mexclador donde tiene lugar la mexcla de los gases, el oxígeno que pasa por el conducto central, aspira el acetileno y lo arrastra consigo a la cámara de mexcla, para salir por la boquilla cuyo diámetro marcará la llama.

LLAMA NEUTRA:

La llama normal es la empleada corrientemente en soldadura y se obtiene cuando las cantidades de oxígeno y acetileno que salen por la boquilla, están en la relación de 1: 1.1

LLAMA CARBURANTE:

Esta llama se distingue por su color enrojecido y se obtiene cuando las cantidades de oxígeno y acetileno que salen por la boquilla, están en la relación de 1: 3 o de 1 : 5 y se utiliza principalmente para soldar aluminio.

LLAMA OXIDANTE:

Esta llama se distingue por su color violeta y una luminosidad leve y se obtiene cuando las cantidades de oxígeno y acetileno que salen por la boquilla, están en la relación de 1.5: 1 y se utiliza principalmente para soldar láminas muy delgadas.

DEFECTOS DE SOLDADURA OXI-GAS:

1.- Penetración insuficiente de la soldadura , que no alcanza la raíz.2.- Defectos de unión o capas frías que pueden tener lugar en la zona de unión.3.- Inclusiones de escorias u óxidos.4.- Poros o inclusiones gaseosas.

EQUIPO PARA CORTAR:

El proceso de corte está fundado en que el metal previamente calentado hasta la temperatura del rojo blanco arden en una atmósfera de oxígeno desprendiendo luz y calor intensos.El soplete para cortar, está construido de tal forma que una mexcla de acetileno y oxígeno se dirige hacia la llama de precalentar con la que la pieza que se va a cortar se calienta hasta el rojo blanco y cuando esta condición ha sido alcanzada, entonces se da salida al oxígeno de corte que en forma de chorro sale por el orificio central de la boquilla y produce la combustión que viene acompañada de escorias que son sopladas o expulsadas por laelevada presión del chorro de oxígeno, obteniéndose superficies de corte bastante limpias.

Para que un metal pueda sr cortado por este procedimiento se requiere las siguientes condiciones:

1.- El metal precalentado debe arder en oxígeno puro y formar un óxido fluido que pueda ser soplado fácilmente para el corte.2.- La temperartura de inflamación del metal debe ser inferior a su temperatura de fusión, ya que de otra forma el metal se funde y fliye sin que se produzca combustión alguna.3.- La temperatura de fusión de los óxidos formados en la combustión debe ser inferior a la del metal mismo para que la ecoria se funda y fluya fácilmente fuera del corte.

De lo anterior se deduce que el hierro fundido y el acero inoxidable, cuyos óxidos tienen un punto de fusión mas elevado que el del metal mismo, tienen que cortarse por métodos especiales. Sólo el hierro dulce, el acero y el acero fundido pueden cortarse con gas. El cobre, el aluminio y demás aleaciones no pueden cortarse con oxígeno.

COSTOS EN SOLDADURA:

Para poder calcular el costo de un trabajo de soldadura, se necesita conocer la velocidad al soldar y los consumos de gas y aporte de soldadura.1,000 litros de acetileno pesan 1.1 kilos. En la soldadura con llama neutra se consume i m3 de oxígeno por cada kilo de acetileno.

Plancha (mm)

Acetilenolt/hora

Oxígenolt/hora

Aporte(mm)

Consumo deAporte (kg/mt)

Velocidadmt/hora

0.50 75 80 260.75 100 110 241.00 150 175 221.00 150 175 1.25 0.018 7.01.50 225 250 191.50 150 175 1.25 0.035 6.52.00 300 330 162.00 150 175 1.60 0.050 6.02.50 225 250 2.00 0.065 5.53.00 400 440 2.50 0.080 4.24.00 500 550 3.15 0.110 3.55.00 650 725 3.15 0.150 3.06.00 800 880 3.15 0.220 2.68.00 1000 1100 4.00 0.400 2.010.0 1300 1450 5.00 0.600 1.612.0 1600 1750 6.30 0.900 1.315.0 2000 2200 6.30 1.400 1.0

CALCULO DE METAL DEPOSITADO:

B B B T A A A1/2" 1/4" 1/8” 30º 60º 90º

0.6335 0.3215 0.1865 1/4" 0.0847 0.1808 0.31701.2670 0.6335 0.3215 1/2" 0.3395 0.7315 1.26701.9015 0.9510 0.4755 3/4" 0.7635 1.6470 2.85202.5382 1.2670 0.6335 1” 1.3565 2.9250 5.06503.8020 1.9025 0.9520 1 1/2" 3.0480 605800 11.4050

Ejemplo de cálculo: Si tenemos que unir 2 planchas T = 1” de espesor con separación S = 1/2” y ángulo de bisel A = 60º, entonces por tablas: Espesor de 1” y Bisel de 1/2" = 2.5380 kg/mtEspesor de 1” y Angulo de 60º = 2.9250 kg/mtConsumo efectivo = 5.4630 kg/mt