Principios y Técnicas de Soldadura PDF

**Principios y Técnicas de Soldadura** La soldadura es un proceso que involucra la unión de dos o más piezas de metal (como acero, aluminio, hierro o cobre) mediante la aplicación de calor extremo, lo que provoca la fusión de los metales en el punto de unión La soldadura comienza con el uso de una...

**Principios y Técnicas de Soldadura** La soldadura es un proceso que involucra la unión de dos o más piezas de metal (como acero, aluminio, hierro o cobre) mediante la aplicación de calor extremo, lo que provoca la fusión de los metales en el punto de unión La soldadura comienza con el uso de una herramienta conocida como máquina de soldar. Estas pueden venir en una variedad de formas, incluyendo soldaduras de arco, que utilizan un electrodo para generar el calor necesario para el proceso de soldadura. Otra herramienta comúnmente utilizada en la soldadura es la antorcha de soldadura, que puede generar calor mediante el uso de gas combustible. Durante el proceso de soldadura, el calor de la herramienta de soldadura se utiliza para derretir un material de relleno conocido como metal de aporte. Este material de relleno se funde y se mezcla con el metal de las piezas que se están uniendo, formando un charco de metal fundido que, una vez que se enfría, crea una unión fuerte y duradera. **Conceptos básicos:** **Material o metal de aporte:** El metal de aporte es un material que se usa en la soldadura para unir dos piezas de metal. Se puede encontrar en forma de hilo, varilla, electrodo revestido, pasta, polvo, arandelas, anillos, entre otros. **Tipos de materiales de aporte:** Electrodos Revestidos Hilos Macizos Hilos Tubulares Varillas TIG Varillas para Soldadura Oxigas (principalmente oxiacetilénica) Flux para soldadura por arco sumergido **Tipo de metal base: ** El material de aporte debe ser compatible con el metal base que se va a unir.  **Composición química:**  El material de aporte debe tener una composición química similar a la del material base.  **Resistencia mecánica:** El material de aporte debe tener una resistencia mecánica algo mayor a la del material base.  **Grosor del material:**  El grosor del material base es un factor a considerar.  **Resistencia de soldadura:**  La resistencia de soldadura deseada es un factor a considerar.  **Condiciones de la pieza:**  Si la pieza está sucia o recubierta, se debe preparar adecuadamente.  **Diseño de la junta:**  El diseño de la junta que se va a soldar es un factor a considerar.  **¿Qué tipos de soldadura hay?** Hay varios tipos de soldadura, que se clasifican según el método que se utiliza para generar el calor necesario para fundir los metales y unirlos. Algunos de los tipos de soldadura más habituales son: **Arco Eléctrico:** Se utiliza una fuente de corriente eléctrica que genera un arco entre un electrodo y las piezas a soldar, creando el calor suficiente para fundir los metales. El electrodo puede ser consumible o no consumible, y puede estar recubierto de un material que protege la soldadura de la oxidación y la contaminación. Este tipo de soldadura se subdivide en varios procesos, como la soldadura MMA, la soldadura TIG y la MIG/MAG, entre otras. **Oxiacetileno:** En este tipo de proceso oxiacetilénico, utiliza una mezcla de oxígeno y acetileno que se quema en un soplete, generando una llama que alcanza temperaturas de hasta 3.500 °C, capaz de fundir los metales. Se utiliza para soldar metales no ferrosos, como el cobre, el aluminio, el bronce, etc. **Soldadura por resistencia:** Se utiliza la resistencia eléctrica que ofrecen los metales al paso de una corriente eléctrica, que produce un calentamiento localizado que funde los metales. **Soldadura por plasma:** Se utiliza un gas ionizado que se calienta hasta convertirse en plasma, que se proyecta sobre las piezas a soldar mediante una boquilla, creando un arco eléctrico que funde los metales. Este tipo de proceso se utiliza para soldar metales de alta resistencia, como el acero inoxidable, el titanio, el níquel, etc. **Consideraciones generales:** - **Metal base:** Es el metal o conjunto de metales que se unirán mediante soldadura. Pueden ser del mismo tipo de metal o diferentes. - **Cordón de soldadura:** Es la línea resultante del proceso de soldadura que une las piezas de metal. El cordón se forma al aplicar calor y fundir el metal de aportación. - **Juntas de soldadura:** Zonas en las que se ubican las piezas de metal y se realiza la soldadura. - **Electrodo:** Es el medio a través del cual se suministra la corriente eléctrica necesaria para generar el arco eléctrico que intervendrá en algunos tipos de soldadura. - **Arco eléctrico:** La soldadura eléctrica por arco es la unión de dos piezas por fusión de los bordes de las mismas y del electrodo, el cual aporta material a la unión. En esta descarga controlada de electricidad, el arco eléctrico genera calor intenso, fundiendo el metal y permitiendo la unión. - **Gas protector:** En ciertos tipos de soldadura, se emplea un gas inerte o seminerte para proteger el área de soldadura de la oxidación. El gas protector crea una atmósfera estable alrededor del cordón de soldadura. - **Soldadura a tope**: También conocida como Soldadura de filete (fillet brazing) o Butt Weld, es un tipo de forma de unión de metales cuyo objetivo es fijar las piezas sin sobreponer alguna de ellas, uniéndolas por sus extremos (canto contra canto) a través de la circulación de una corriente eléctrica, sin empalmarlas. - **Soldadura a solapa**: Es una técnica de soldadura que consiste en unir dos piezas de metal superpuestas. Se utiliza para soldar juntas de piezas con diferentes espesores. La soldadura a solapa se puede realizar de diversas formas, como por termofusión o por radiación.  - **Amperaje de soldadura**: depende de varios factores, como el espesor del material, el tipo de electrodo, la posición de la soldadura y el tipo de unión.  - **Espesor del material:** Por cada 0,001 pulgadas de espesor de material, se necesita aproximadamente 1 amperio de potencia. Para soldar materiales de espesores mayores a un cuarto de pulgada, se deben preparar las piezas con biseles y separación.  El amperaje necesario depende del diámetro del electrodo. Por ejemplo, para un electrodo de 1,6 mm se necesitan entre 25 y 50 amperios, mientras que para un electrodo de 6,0 mm se necesitan entre 190 y 260 amperios. **Posición de la soldadura ** Para soldar en las posiciones vertical y superior, se recomienda utilizar amperajes en el extremo inferior del rango permitido. El amperaje necesario también depende del tipo de unión. Es importante no utilizar un amperaje superior al máximo recomendado, ya que esto puede sobrecalentar el electrodo y causar problemas.   **Riesgos del proceso de Soldadura** Los procesos de soldadura pueden presentar riesgos para la salud y la seguridad, como la exposición a humos, gases tóxicos, radiaciones y descargas eléctricas.  **Riesgos para la salud ** - Inhalación de humos y gases tóxicos, como óxidos metálicos y monóxido de carbono - Exposición a radiaciones ultravioleta (UVB y UVC) y radiaciones infrarrojas (IR) - Enfermedades pulmonares, como cáncer de pulmón, asma, neumonía - Enfermedades de la piel, alergias, problemas de fertilidad - Daños cerebrales y enfermedades neuronales Riesgos para la seguridad  - Descargas eléctricas al tocar dos objetos metálicos con voltaje - Incendios y explosiones por chispas y salpicaduras - Accidentes por tropiezos y caídas - Exposición a vibraciones de herramientas de amolado o lijado **Para prevenir estos riesgos, los soldadores deben:** - Usar equipo de protección, como máscaras respiratorias, gafas y pantallas faciales  - Seguir las pautas de seguridad y las hojas de datos de seguridad del material  - Inspeccionar el equipo regularmente y reparar o reemplazarlo cuando sea necesario  - Mantener el área de trabajo libre de materiales inflamables  **Normas de seguridad y equipos de protección** Las normas de seguridad para soldar incluyen el uso de equipo de protección, la ventilación del área de trabajo y evitar la humedad.  **Equipo de protección ** - Usar casco o protector de cabeza - Usar gafas de protección - Usar máscara para humos metálicos - Usar guantes de protección - Usar ropa protectora que cubra el cuello y tenga bolsillos abotonados - Usar calzado de seguridad **Ventilación ** - Trabajar en un lugar con buena ventilación - Usar un extractor lateral para evacuar los humos y gases - Usar un recinto acotado con techo y dos lados Evitar la humedad - Evitar trabajar en lugares húmedos o sobre suelo húmedo  - Secar adecuadamente el área de trabajo antes de iniciar los trabajos  Otros aspectos de seguridad  - No bloquear los pasillos - No colocar el puesto de soldadura cerca de puentes-grúa o sobre los pasillos - Tener un extintor apropiado cerca de la zona de trabajo - Asegurarse de que las botellas de gas estén ventiladas adecuadamente **Soldadura autógena:** La soldadura autógena es un proceso de soldadura que se realiza sin la necesidad de agregar un material de relleno. Se basa en la fusión de los bordes de las piezas de metal, creando una unión fuerte y homogénea. La soldadura autógena se utiliza principalmente para unir metales similares, como aceros al carbono y aceros inoxidables.  **Características** - Es un tipo de soldadura homogénea, es decir, se unen metales de la misma naturaleza.  - No se utiliza metal de aporte.  - Es un proceso versátil que se puede utilizar en materiales ferrosos y no ferrosos.  - Se puede realizar en posición plana, vertical, horizontal y sobre cabeza.  **Proceso** - Se calienta las piezas de metal hasta que se funden.  - Se mezcla oxígeno y acetileno en un soplete.  - La mezcla de gases arde al salir del soplete, creando una llama intensa.  - La llama calienta la unión de las piezas hasta que se funden.  - Una vez enfriadas, las piezas se solidifican, creando una unión fuerte y homogénea.  **Soldaduras especiales** Las **soldaduras especiales** son procesos de soldadura diseñados para aplicaciones específicas que requieren técnicas o materiales especiales para lograr resultados óptimos. Estos procesos de soldadura pueden variar significativamente según la naturaleza de la aplicación, los materiales que se están uniendo y los requisitos de resistencia y durabilidad. **Soldadura TIG (Tungsten Inert Gas)**: Es un método de soldadura que utiliza un electrodo de tungsteno y un gas inerte para crear un arco eléctrico. Este proceso se usa para soldar metales y produce cordones de soldadura precisos y de alta calidad.  La soldadura TIG se usa en la industria aeronáutica, automotriz, alimentaria, de chapa, entre otras.  **Características ** - El electrodo de tungsteno no se consume. - El gas inerte protege el área de soldadura de reacciones químicas con el aire. - Se puede soldar en todas las posiciones. - Produce cordones de soldadura limpios y uniformes. Ventajas Fácil de manejar y controlar, Cordones de soldadura precisos y de alta calidad, No requiere repasos.  **Desventajas ** - Requiere un alto nivel de habilidad y experiencia. - Velocidades de soldadura bajas. - No es adecuada para piezas de gran espesor. Equipo  - Fuente de energía. - Máscara. - Unidad de alta frecuencia. - Antorcha. - Suministro de gas de protección. - Suministro de agua de enfriamiento. **Soldadura MIG (Metal Inert Gas)**: Es un método de soldadura por arco que utiliza un electrodo de alambre continuo y un gas inerte para soldar piezas. Es un proceso automático o semiautomático que se realiza con una pistola de soldadura.  La soldadura MIG es una de las técnicas de soldadura más utilizadas en la industria moderna. Se caracteriza por su eficiencia y versatilidad, y permite obtener soldaduras limpias y de alta calidad.  **Características** - El electrodo de alambre se alimenta de manera continua a través de la pistola de soldadura.  - El gas inerte protege el área de soldadura de la contaminación atmosférica.  - El arco eléctrico que se forma entre el alambre y las piezas de trabajo genera una temperatura de entre 6,000° y 8,000°C.  - El gas inerte más utilizado en Europa es el argón, mientras que en Estados Unidos es el helio.  **Soldaduras Blandas** La soldadura blanda es un método de unión de piezas metálicas que utiliza un material de aportación que se funde a baja temperatura. Se usa para unir piezas de metal de diferentes o iguales materiales.  La soldadura blanda se utiliza en trabajos que requieren precisión, como en la electrónica, la calefacción, la fontanería, los radiadores, las joyas, los automóviles y los rociadores de extintores de incendios.  Las características de la soldadura blanda son: - Se realiza con un material de aportación que se funde a una temperatura menor a la del metal base.  - Se utiliza un rayo de luz como fuente de calor.  - Se puede realizar con diferentes técnicas, como la soldadura con paleta, la soldadura por inmersión o la soldadura por reflujo.  - Se utiliza fundente para mejorar las propiedades mecánicas del metal.  - La unión es más débil que la soldadura fuerte o la soldadura por fusión.  - Permite que las piezas unidas conduzcan la electricidad.  Los materiales de aportación que se utilizan en la soldadura blanda son aleaciones de estaño, plata y zinc.