I. INTRODUCCIÓN

Para Todo proceso de soldadura es necesaria la generación de altas temperaturas locales que permite la unión de metales.El uso de calor es utilizado como metodología para describir este tipo de proceso. Tales como la soldadura de gas y la soldadura de arco.Es importante reconocer la soldadura como un proceso de fabricación en donde se realiza unión de dos o más piezas de un material. Logrado genéricamente mediante el etapa de fusión o coalescencia del material.

Este proceso de manufactura se realiza bajo parámetros industriales generalmente. Pero de igual forma en otros espacios. Incluyendo al aire libre, bajo el agua y el espacio. Algunos procesos se han desarrollado para aplicaciones específicas, mientras que otros son muy flexibles y se pueden emplear en variadas actividades de soldadura. Mientras que la soldadura se emplea primordialmente para la unión de materiales similares y disimiles, que también se utiliza para reparar, reconstruir los componentes desgastados o dañados. [1]- [4]

II. DESARROLLO DEL CONTENIDOS

A través de la historia se han desarrollado diferentes contenidos de la definición de soldadura, es por ello que en este espacio vamos a referenciar algunas definiciones que muy claramente explican sobre dicho proceso.

“Clásicamente la soldadura ha sido  considerada como una técnica  de unión de materiales por diferentes procesos o métodos, con el objeto de fabricar y recuperar piezas, equipos o estructuras, o para formar un revestimiento con características especiales.

 

Fig.1 Principio general de la soldadura: 1.- Metal de base.2.- Cordón de soldadura.3.- Fuente de energía.4. -Metal de aportación.[4]

Definiciones:

-Proceso de unión de materiales por fusión-Operación para obtener unión de dos o más materiales, asegurando la continuidad de sus propiedades físicas, metalúrgicas y mecánicas.-AWS: operación que busca obtener la coalescencia localizada por el suministro de temperatura adecuada, con o sin aplicación de presión y de metal de adición.-Proceso de unión de materiales basado en el establecimiento  de una región de contacto entre los materiales a ser unidos con fuerzas de

enlace químico similar a las actuantes en el interior de los propios materiales.” [2]

En el proceso de formación de una junta soldada el material base está formado por un gran número de átomos estructurando el arreglo especial característico (estructura cristalina).

“De forma simplificada, el material base está formado por un gran número de átomos dispuestos en un arreglo especial característico (estructura cristalina). Los átomos están localizados al interior de ésta estructura hacen vecindad a una distancia Ro con una energía mínima.

  

 

En ésta situación, cada átomo está en su condición de energía mínima, sin tendencia a ligarse con ningún átomo extra. En la superficie de un sólido ésta situación no se mantiene, pues sus átomos están ligados a menos vecinos, poseen por tanto un mayor nivel de energía que los átomos en su interior.” [2] 

Fig. 3 Formación teórica de la soldadura

Entre estos procesos de soldadura existen diversas técnicas de en las cuales a nivel industrial y artesanal su principal objetivo es optimizar los procesos y disminuir los costos y asegurar una alta Resistencia del material y reconstruir la pieza. Estos procesos fomentan el uso idóneo de los materiales dentro de estos procesos donde es importante llevar a cabo la selección de ellos para cada proceso en que se va a operar.

Entre estos procesos tenemos los siguientes.

1. Sistema de corte por Oxigeno:El oxicorte es una técnica auxiliar de la soldadura, es utilizado para la preparación de los bordes de cada pieza a soldar cuando son de espesor considerable, y de apariencia ferrosa.

En este proceso se utiliza un gas combustible cualquiera. Cuyo efecto es generar una llama para calentar el material. Aplicando el oxígeno el cual fundamento es la oxidación necesaria para el proceso de corte.

Fig. 4 Ejemplo del sistema de corte por Oxigeno u Oxicorte

2. Sistema de Corte por Plasma

“El sistema de corte de plasma es una tecnología desarrollada en 1954 para cortar acero y otros metales utilizando una antorcha de plasma.

Esta tecnología es útil para cortar cualquier material metálico conductor, especialmente acero estructural, acero inoxidable y metales no férricos que el oxicorte no puede trabajar. Puede cortar aluminio, acero inoxidable, cobre, latón y cualquier metal conductor.

El plasma es un estado de la materia compuesta de átomos ionizados y electrones libres interactuando entre sí con una altísima conducción electromagnética y una alta densidad de energía, normalmente sostenida por temperaturas elevadas mayores a 30 mil °C”. [3]

Fig. 4 Ejemplo del sistema de corte por plasma

3. Soldadura de Arco Manual con Electrodo Revestido

El sistema de soldadura Arco Manual, se define como el proceso en que se unen dos metales mediante una fusión localizada, producida por un arco eléctrico entre un electrodo metálico y el metal base que se desea unir. La soldadura al arco se conoce desde fines del siglo pasado. En esa época se utilizaba una varilla metálica descubierta que servía de metal de aporte. Pronto se descubrió que el oxígeno y el nitrógeno de la atmósfera eran causantes de fragilidad y poros en el metal soldado, por lo que al núcleo metálico se le agregó un revestimiento que al quemarse se gasificaba, actuando como atmósfera protectora, a la vez que contribuía a mejorar notablemente otros aspectos del proceso.

El electrodo consiste en un núcleo o varilla metálica, rodeado por una capa de revestimiento, donde el núcleo es transferido hacia el metal base a través de una zona eléctrica generada por la corriente de soldadura.El revestimiento del electrodo, que determina las características metálicas y químicas de la unión, está constituido por un conjunto de componentes minerales y orgánicos que cumplen las siguientes funciones:

• Producir gases protectores para evitar la contaminación atmosférica y gases ionizantes para dirigir y mantener el arco• Producir escoria para proteger el metal ya depositado hasta su solidificación• Suministrar materiales desoxidantes, elementos de aleación y hierro en polvo

El factor principal que hace de este proceso de soldadura un método tan útil es su simplicidad y, por lo tanto, su bajo precio. A pesar de la gran variedad de procesos de soldadura disponibles, la soldadura con electrodo revestido no ha sido desplazada del mercado. La sencillez hace de ella un procedimiento práctico; todo lo que necesita un soldador para trabajar es una fuente de alimentación, cables, un porta electrodo y electrodos. El soldador no tiene que estar junto a la fuente y no hay necesidad de utilizar gases comprimidos como protección. El procedimiento es excelente para trabajos, reparación, fabricación y construcción”. [1]

Fig. 5 Ejemplo de Soldadura de Arco Manual con Electrodo Revestido

4. Soldadura MIG/MAG

“En el sistema MIG un sistema de alimentación impulsa en forma automática y a velocidad predeterminada el alambre-electrodo hacia el trabajo o baño de fusión, mientras la pistola de soldadura se posiciona a un ángulo adecuado y se mantiene a una distancia tobera-pieza, generalmente de 10 mm.

El sistema MIG posee cualidades importantes al soldar aceros, entre las que sobresalen:· El arco siempre es visible para el operador· La pistola y los cables de soldadura son ligeros, haciendo muy fácilsu manipulación· Es uno de los más versátiles entre todos los sistemas de soldadura· Rapidez de deposición· Alto rendimiento· Posibilidad de automatización

El sistema MIG requiere del siguiente equipo para su funcionamiento:· Una máquina soldadora· Un alimentador que controla el avance del alambre a la velocidad requerida.· Una pistola de soldar para dirigir directamente el alambre al área de soldadura· Un gas protector, para evitar la contaminación del baño de soldadura· Un carrete de alambre de tipo y diámetro específico”. [1]

Fig. 6 Ejemplo de Soldadura MIG/MAG

5. Soldadura por Arco Sumergido

“De los métodos de soldadura que emplean electrodo continuo, el proceso de arco sumergido, desarrollado simultáneamente en EEUU y Rusia a mediados de la década del 30, es uno de los más difundidos universalmente.

Es un proceso automático, en el cual un alambre desnudo es alimentado hacia la pieza. Este proceso se caracteriza porque el arco se mantiene sumergido en una masa de fundente, provisto desde una tolva, que se desplaza delante del electrodo. De esta manera el arco resulta invisible, lo que constituye una ventaja pues evita el empleo de elementos de protección contra la radiación infrarrojo y ultravioleta, que son imprescindibles en otros casos.

Las corrientes en este proceso varían, van desde los 200 hasta los 2000 Amps. Y los espesores que es posible soldar varían entre los 5 mm y hasta más de 40 mm. Usualmente se utiliza corriente continua con electrodo positivo, cuando se trata de intensidades inferiores a los 1000 amperes, reservándose el uso de corriente alterna para intensidades mayores, a fin de evitar el fenómeno conocido como soplo magnético.

El proceso se caracteriza por sus elevados regímenes de deposición y es normalmente empleado cuando se trata de soldar grandes espesores de acero al carbono o de baja aleación.

Principales Ventajas:• Este proceso permite obtener depósitos de propiedades comparables o superiores del metal base• Rendimiento 100%• Soldaduras 100% radiográficas• Soldaduras homogéneas• Soldaduras de buen aspecto y penetración uniforme• No se requieren protecciones especiales

Aplicaciones:El sistema de soldadura automática por Arco Sumergido, permite la máxima velocidad de deposición de metal, entre los sistemas utilizados en la industria, para producción de piezas de mediano y alto espesor (desde 5 mm. aprox.) que puedan ser posicionadas para soldar en posición plana u horizontal: vigas y perfiles estructurales, estanques, cilindros de gas, bases de máquinas, fabricación de barcos, etc. También puede ser aplicado con grandes ventajas en relleno de ejes, ruedas de FF.CC. y polines”. [1]

Fig. 7 ejemplo de soldadura por arco sumergido

6. Soldadura TIGPrint Print Gas tugsten arc welding (GTAW) o Tungsten inert gas (TIG)

“El sistema TIG es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa, que utiliza el intenso calor de un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar, donde puede o no utilizarse metal de aporte.Se utiliza gas de protección cuyo objetivo es desplazar el aire, para eliminar la posibilidad de contaminación de la soldadura por el oxígeno y nitrógeno presente en la atmósfera

La característica más importante que ofrece este sistema es entregar alta calidad de soldadura en todos los metales, incluyendo aquellos

difíciles de soldar, como también para soldar metales de espesores delgados y para depositar cordones de raíz en unión de cañerías.

Las soldaduras hechas con sistema TIG son más fuertes, más resistentes a la corrosión y más dúctiles que las realizadas con electrodos convencionales.

Cuando se necesita alta calidad y mayores requerimientos de terminación, se necesario utilizar el sistema TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y con un acabado completamente liso.

• No se requiere de fundente.• No hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura• No hay salpicadura, chispas ni emanaciones, al no circular metal de aporte a través del arco• Brinda soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión• Al igual que todos los sistemas de soldadura con protección gaseosa, el área de soldadura es claramente visible• El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la pistola y/o el metal de aporte.” [1]

Fig. 8 ejemplo de soldadura TIG

III. EJEMPLOS DE TRANSFERENCIAS.

1. Transferencia SMAW

2. Transferencia GTAW

3. Transferencia PAW

4. Transferencia GMAW

5. Transferencia RW

Sensitización en aceros inoxidables auténticos y ferriticos

IV. REFERENCIAS

[1]. Solución integral en unión y corte de materiales, Soldaduras West Arcohttp://www.westarco.com/westarco/sp/educacion/procesos/index.cfm

[2]. Introducción a los procesos de soldadurahttp://www.utp.edu.co/~azapata/INTRODUCCION%20A%20LOS%20PROCESOS%20DE%20SOLDADURA.htm

[3]. Corte por plasma.http://www.artinaid.com/2013/04/el-corte-de-plasma/

[4.] Proceso de soldadurahttp://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura

SOLDADURA; PROCESOS DE SOLDADURA.

Carlos Andrés Ortiz Navarro

Atlántico, Universidad Autónoma del Caribe, Barranquilla, Colombia

Carlos_ortiz.17@hotmail.com

Msc. Ing. Hugo Fabre, Orientador