La soldadura constituye una unión fija entre dos o más piezas metálicas,
por lo general de igual material, las cuales por medio de calor entregado a
las mismas, y casi siempre a un material adicional de aporte, se funden y
se combinan resultando una unión.
Soldaduras Fuertes: Unión por Cohesión.
Oxiacetilénica (autógena), soldadura eléctrica por arco voltaico,
soldadura aluminotérmica y por resistencia eléctrica y presión.
Soldaduras Blandas: Unión por Adhesión.
Aleaciones de estaño y plomo, el material aportado es de
menor resistencia y dureza que los que se unen
Soldaduras con aporte de material: Unión por fusión de los materiales
o del material de aporte
Soldaduras sin aporte de material: Además de la fusión necesitan
presión para la soldadura.
La resistencia de la soldadura depende de:
- Calidad del metal de aportación
- Espesor de la junta
- Tersura de las superficies
- Tipos de materiales a soldar
- Temperatura del soldado
- Duración del contacto entre la soldadura y la parte a la temperatura de soldado.
Valores óptimos del refuerzo en cortante: (valores últimos)
- Soldadura blanda:
-Soldadura Fuerte:
Cobre:
41.46 MPa (422.7 kg/cm2)
Acero dulce:
64.55 MPa (352.3 kg/cm2)
Latón:
27.64 MPa (281.8 kg/cm2)
Bronce:
345.47 MPa (3522.7 kg/cm2)
Se usa el calor de la llama producida por la combustión del acetileno (C2H2) al
reaccionar con Oxígeno, después de que se mezclan en el soplete (boquilla y
tubo mezclador)
C2H2 + O2  2OC + H2 + calor
2OC2 + H2 +3/2O2  2CO2 + H2O + Calor
3200° c
El acetileno entra a 0,3 y 0,6 kg/cm2 máximo 1,5 kg/cm2.
El oxígeno entra a menos de 4 kg/cm2.
Producción de los gases
Acetileno:
En generadores de acetileno: El carburo de calcio (CaC2) se combina
químicamente con el agua (H2O) produciendo acetileno (C2H2)
CaC2 + 2H2O  C2H2 + Ca(OH)2 + calor
Almacenado diluido en acetona
en tubos de acero
Masa porosa de asbesto, tierra
de diatomeas y carbón vegetal
P = 15 a 20 kg/cm2,
Aproximadamente 6000 l a una
presión absoluta de 19 kg/cm2
disueltos en 13 litros de
acetona
Caída de agua sobre carburo
Caída de carburo sobre agua
Contacto en balde volcador
Oxigeno:
Almacenado en tubos a 125 kg/cm2 - 200 kg/cm2 un volumen de 10000 l O2
El regulador o reductor de presión reduce la presión de almacenamiento a la
de trabajo.
Zonas de temperaturas en la llama del soplete
Según la cantidad de O2 combinado.
a. Zona fría de gases no quemados
b. Cono luminoso de la llama
c. Zona de soldadura
d. Llama dispersa por acceso de
oxígeno del aire
Combustión Neutra: Sin exceso de
combustible o comburente en la llama.
Proporción O2 – C2O2 = 1 : 1.1
Para soldar acero. Aporte hierro dulce
Con exceso de O2: Núcleo pequeño y
quema de material.
Para aleaciones de CuZn.
Con exceso de C2O2: Núcleo grande,
sopladuras y soldadura defectuosa.
Para Fundición gris. Aporte Bronce.
Consumo de O2 y C2O2 en función del espesor de las piezas a
soldar
Espesor de
piezas a soldar
(mm)
Presión de O2
(MPa)
Consumo de
C2O2 (l/h)
Consumo de
O2 (l/h)
Consumo de C2O2
(l/ mm de
soldadura)
Tiempos de
soldadura en
(min/mm)
1
0.10
80
90
10
5
2
0.10
140
175
25
8
3
0.10
220
270
40
11
3a5
0.12
290
360
70
16
5a7
0.14
430
500
150
24
7a9
0.17
570
700
220
42
9 a 10
0.18
950
1.000
300
60
10 a 12
0.20
1.400
1.500
400
72
12 a 15
0.22
2.000
2.100
600
105
15 a 25
0.30
2.400
2.700
2.000
165
Consumo de O2 y C2O2 en función del espesor de las piezas a
soldar
3000
Consumo de C2O2 (l/h)
2500
Consumo de O2 (l/h)
2000
Consumo de C2O2 (l/ mm de soldadura)
Tiempos de soldadura (min/mm)
1500
1000
500
0
0
2
4
6
Espesor de las piezas (mm)
8
10
12
Disposición de las piezas a soldar con respecto al soldador
a. Soldadura en planta horizontal: El material de aporte se deposita, luego de
fundido, por gravedad.
b. Soldadura horizontal sobre pared: El material fundido tiende a escurrirse
hacia abajo
c. Soldadura vertical: presenta un grado de dificultad similar al anterior.
d. Soldadura sobre cabeza: Mayor dificultad. El metal fundido tiende a
desprenderse.
Soldadura a izquierda: La varilla del
aporte va delante de la llama,
(ambas en zigzag). Esta por
soplado empuja el material fundido
hacia delante.
Soldadura a derecha: La varilla del
aporte va siguiendo a la llama.
(ambas en forma circular)
Para materiales de hasta 3 mm de
espesor.
La llama calienta la zona de fusión y
retiene el material fundido por efecto
de soplado
Inconvenientes de pérdida de calor,
enfriamiento rápido y textura con
defectos
Para espesores de más de 3 mm.
Se funden las piezas a soldar y el aporte.
Se usa el calor del arco voltaico producido al circular una corriente eléctrica, a
través del aire, entre los electrodos positivo y negativo, constituidos por la pieza
a soldar que actúa de ánodo y la pinza con la varilla del material de aporte que
es el cátodo.
Se alcanzan temperaturas de hasta 3600C
Electrodo: Es la pinza con la varilla de aporte de material
Pieza: Es el material a soldar.
La corriente eléctrica se produce en un transformador-rectificador conectado a
la red eléctrica industrial o en un generador de corriente continua movido por
un motor eléctrico o motor de combustión interna.
Generalmente se usa corriente continua
De 50 V a 70 V para encender el arco y de 20 V y 30 V durante el trabajo. La
corrientes circulante varía de 50 a 500 amperes.
Electrodos
Está constituido por una varilla de acero o aleación, las que actualmente
vienen todas revestidas o recubiertas con un material especial
Recubrimientos:
Revestimiento de rutilo óxido de titanio.
Revestimiento ácido:
Ferro manganeso
Revestimiento básico:
Carbonato cálcico
Revestimiento orgánico:
Celulosa
Función del revestimiento
El revestimiento se funde y forma una envoltura gaseosa que impide la
penetración del nitrógeno y del oxígeno del aire, que causarían, el primero la
fragilidad del material y, el segundo, inclusiones de óxidos, que debilitan la
soldadura.
Además el revestimiento contiene elementos que suplen las materias
eliminadas por la combustión, como por ejemplo el manganeso y el carbono.
Al ionizar el aire, estabiliza el arco eléctrico.
Forma escorias que cubren el cordón de soldadura, disminuyendo la velocidad
de enfriamiento con lo que se reducen las tensiones en el material además de
absorber las impurezas del baño de fusión.
Propiedades mínimas de los metales de aporte
Número de electrodo
AWS
Resistencia a la
tensión
MPa (kpsi)
Límite Elástico
MPa
Elongación (%)
E60xx
427 (60)
345
17- 25
E70xx
482 (70)
393
22
E80xx
551 (80)
462
19
E90xx
620 (90)
531
14 – 17
E100xx
689 (100)
600
13 – 16
E110xx
760 (110)
670
AWS: American Welding Society.
2 o 3 primeros dígitos: Resistencia a la tensión (kpsi – ksi)
Penúltimo dígito: Posición del soldado:
1. Plana, horizontal, vertical y elevada
2. Filetes planos y horizontales
3. Solo en posición plana
Último dígito: Variables de la técnica de soldado como fuente de corriente.
Los diámetros varían entre 1/16 y 5/16 in o 2 a 8 mm
Propiedades de aplicación de varios electrodos
Clasificación
Penetración
E6010
Profunda
E6011
E6012
E6013
Media
Media
E6020
Profunda media
E6027
Media
Aplicación Básica
Buenas propiedades mecánicas,
Especialmente en pases múltiples,
como en edificios, puentes,
recipientes a presión y tuberías
Bueno para filetes horizontales de
alta velocidad y un solo pase. Fácil
de manejar. Especialmente para
casos de pobre ajuste.
Para obtener soldaduras de buena
calidad dentro del metal
Para soldaduras de filete horizontal
en secciones pesadas.
Electrodo de polvo de hierro.
Rápido y fácil de manejar.
Selección y rendimiento de electrodos.
Espesor de la
Chapa. mm
Diámetro del
electrodo. mm
Intensidad de la
corriente A
Energía
absorbida kwh
Consumo de
electrodos. kg
2
2
40 – 60
0,8
0,1
4
3a4
80 – 120
1,2
0,2
6
3a5
130 – 180
2
0,4
8
3a5
130 – 200
3
0,6
10
4a6
140 –210
4
0,8
12
4a6
150 – 220
5
1,0
14
4a6
160 – 230
6
1,2
16
4a6
170 – 240
7
1,4
18
4a6
175 – 250
8
1,6
20
4a6
175 – 260
9
1,8
22
4a6
180 – 260
10
2,1
24
4a6
185 – 260
11
2,4
26
4a8
190 – 260
12
2,7
30
4a8
200 – 260
14
3,3
Al hacer circular una corriente eléctrica a través de dos piezas, la zona de
contacto, al presentar mayor resistencia que el resto de las mismas,
experimenta una elevación de temperatura por el paso de la corriente. Esto
hace que las partes en contacto se fundan, y al presionarlas una contra otra
se unan, soldándose al enfriarse y solidificarse nuevamente.
La soldadura se realiza utilizando dos electrodos con los cuales se aplica una
tensión eléctrica a las piezas haciendo circular una corriente.
Con los mismos electrodos, se aplica una presión a ambas piezas con lo cual
se logra que se suelden en las partes en contacto.
El contacto donde se produce la soldadura puede ser puntual, lineal o con
características especiales, utilizándose distintos tipos de electrodos
Soldadura por puntos
Los dos electrodos
generalmente son cilíndricos
y enfriados interiormente por
agua, con un diámetro D en
el cuerpo del electrodo y d
en la punta de contacto.
Se utilizan voltajes del 2V
a 10V y corrientes de
3.000 A a 50.000 A, con
fuerzas desde 10 N a los
100 N
Para materiales delgados:
d = 0,25 + 2t
para materiales gruesos:
d = (2.54.t)1/2
Longitud de solape:
L = d +2e
emax = d
Soldadura por Costura
Es una serie de soldaduras por puntos en
forma continua hechos por un electrodo
circular que rueda sobre las piezas a unir al
mismo tiempo que se aplica una tensión
eléctrica y una fuerza mecánica.
Las dimensiones son las mismas que para
la soldadura por puntos.
Los electrodos están constituidos por dos
ruedas o rodillos de cobre de diámetros
que varían, según el espesor del material a
soldar, de 5 cm a 60 cm o más.
Soldadura con resaltos
Para piezas fabricadas
en serie
Soldadura a tope
En aceros de bajo carbono, metales
no ferrosos como cobre, aluminio y
aleaciones de cobre y zinc
Soldadura por Chisporroteo
Igual a la anterior, excepto que se
separan para producir el calor. La
soldadura queda sin impurezas
Para aceros de alto carbono.
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