Soldadura oxiacetilénica

Facultad de Estudios Superiores Aragón – UNAM

Ingeniería Industrial

Expositores:Martínez Morales Joaquín

Ortega García José Octavio

• Objetivo de la exposición. Proporcionar a los alumnos los conocimientos básicos necesarios, sobre los componentes, características y proceso de la soldadura oxiacetilénica y sus aplicaciones.

Soldadura oxiacetilénicaProceso de soldadura que utiliza el calor producido por una llama, obtenida por la combustión del gas acetileno con el oxígeno, para

fundir el metal base y el de aportación si se emplea.

• Características del Acetileno (C2H2):

• El acetileno es un gas incoloro e insípido, pero de olor característico.

• Su potencia calorífica es de 13600 kcal/m3.• Densidad de 0.907 kg/m3 • Al hacer combustión con el oxígeno alcanza temperaturas

mayores a los 3000 °C• El acetileno en contacto con cobre, plata o mercurio genera

acetiluros y este compuesto conlleva el riesgo de explosión

• Características del Oxígeno (O2):

• Gas inodoro, incoloro e insípido.• Es el principal comburente en las combustiones, igniciones o

incendios.• Densidad de 1,429 kg/m3

• Reacción química entre el Acetileno y el Oxígeno

• C2H2 + O2 → 2CO + H2 + Calor (2/3)Primera reacción: los compuestos resultantes se siguen quemando generando otra reacción de combustión ( se produce 2/3 del calor)

• 2CO + H2 + 1.5O2 → 2CO2 + H2O + Calor (1/3)Segunda reacción: La combustión sigue hasta crear el 1/3 de calor faltante.

El 1.5 de oxígeno lo toma de la atmósfera

¿Cuándo ocupar la soldadura oxiacetilénica?

• Láminas delgadas de acero, cobre, aluminio, latón o níquel. De espesores menores a 2 cm cuando es autógena

• Tuberías complicadas o sensibles.• Metales como el acero inoxidable, cobre, latón,

níquel, aluminio y el fierro colado• Cuando no haya energía eléctrica

Componentes del sistema de soldadura oxiacetilénica

La soldadura oxiacetilénica, también conocida como soldadura "autógena", consiste básicamente en un soplete alimentado por un combustible (acetileno) y un comburente (oxigeno). La llama producida desprende tal calor que es capaz de fundir metales como el cobre, el latón o el acero.

El oxígeno y el acetileno salen hasta la cámara de mezcla en recorridos paralelos. Puede llegar a consumir de 1.500 a 4.000

litros de acetileno a la hora.

CÁMARA DE MEZCLA

El equipo de soldadura oxiacetilénica está formado por:

A) Las botellas o cilindros de oxígeno y acetileno.

La botella de oxígeno tiene el cuerpo negro y la ojiva blanca, mientras que la de acetileno tiene el cuerpo rojo y ojiva

marrón. Internamente la botella de oxígeno es hueca de una pieza, mientras que la de acetileno tiene una sustancia esponjosa en

su interior, ya que para almacenarlo se disuelve en acetona debido a que si se

comprime solo explota.

B) Los manorreductores o reguladores: su propósito o función principal es reducir la

presión muy alta de una botella a una presión de trabajo más baja y segura y

además de permitir una circulación continua y uniforme del gas.

Partes del manorreductor

C) Las mangueras: que son tubos flexibles de goma por cuyo interior circula el gas,

siendo por tanto las encargadas de transportarlo desde las botellas hasta el

soplete. Los diámetros interiores son generalmente

de 4 a 9 mm para el oxígeno y de 6 a 11 mm para el

acetileno. La manguera por la que circula el oxígeno es de

color azul y de color rojo por la que circula el acetileno.

D) Las válvulas de seguridad o antirretroceso: son las

encargadas de prevenir un retroceso de la llama desde el soplete hacia las mangueras o

de las mangueras a las botellas. También impiden la entrada de oxígeno o de aire

en la manguera y en la botella del acetileno.

E) El soplete o antorcha: cuya misión principal es asegurar la correcta mezcla de los gases,

de forma que exista un equilibrio entre la velocidad de salida y la de inflamación.

El esquema de un equipo completo de soldadura autógena que se muestra a continuación, presenta las partes descritas anteriormente formando un conjunto.

Tipos de soldadura

Soldadura autógena o sin material de aporte:

Soldadura por fusión: Sucede cuando los bordes de las piezas en contacto se funden por la acción de la llama oxiacetilénica sin uso de varilla o material de aporte

Soldadura con material de aporte:

• Soldadura fuerte y blanda: En este procedimiento las piezas a unir no llegan a fundir sus bordes, sino que se crean juntas de alta resistencia en la zona de contacto.

Fuerte (Brazing) Material de aportación funde > 450° C

Unir dos metales mediante un proceso de calentamiento a la temperatura adecuada, utilizando en la unión un metal de relleno con una temperatura de fusión inferior a la de los metales que se deben unir.

Blanda (Soldering) Material de aportación funde < 450 °C Es una técnica de soldadura heterogénea en la que se unen dos piezas del mismo o diferente metal, empleando un material de aportación diferente al de las piezas a unir.

Partes de la llama

Tipos de llama• Llama de acetileno puro:

Se abre la válvula del acetileno, y el oxígeno necesario para la combustión se toma de la atmosfera. Inservible para soldar. Su color es amarillo-naranja.

• Llama carburante:

Adecuada para aluminio y fundiciones.

Tiene dos partes, la parte interior es de un color mas intenso y en forma de punta de dardo, la parte exterior es de un color mas claro y rodea al dardo, a esta parte se le denomina penacho. Aplicable a la soldadura fuerte y blanda (400 – 500 °C)

• Llama neutra

Para conseguir esta llama deberemos hacer coincidir el dardo de la llama carburante con otro más pequeño situado en la boquilla del soplete. Esta llama tiene la misma cantidad de acetileno que de oxígeno. Se usa para el acero al carbono.

• Llama oxidante

Tiene mayor contenido de oxígeno que de acetileno. Se tendrá una llama de sonido más vivo, llama de tono azulado, y el penacho más corto. Únicamente es útil para soldar latón, cobre y sus aleaciones. Es muy perjudicial para soldar aceros ya que los oxida.

Preparación de la superficie a soldar y Proceso de soldadura

El encendido y la utilización de un equipo de soldadura

autógena requiere de ciertos cuidados y consideraciones.

La zona de trabajo debe estar limpia y libre de obstáculos.

• La persona que maneje la soldadura estará equipada convenientemente con botas, guantes, gafas y mandil de cuero.

Tanto las válvulas del soplete como las de las botellas estarán en posición cerrado.

Preparación de superficies

La limpieza de las superficies tiene por objeto la eliminación de cuerpos extraños que van a

dificultar el correcto mojado del metal de aporte. Se podrán utilizar dos procedimientos:

Limpieza mecánica;

Limpieza química.

La limpieza química consiste en el empleo de

determinados agentes limpiadores, llamados

fundentes.

Los fundentes sirven para disolver o escorificar los óxidos que se forman

sobre la superficie de diversos metales durante el proceso de

calentado. Los fundentes suelen presentarse en forma de polvos, y en

algunos casos, como líquidos.

Antes de iniciar el encendido se verificará que la llama no va a dañar las zonas cercanas a la soldadura. Una vez que se han comprobado todos estos aspectos se puede proceder al encendido.

Punto óptimo de soldadura o llama neutra

El dardo debe acercarse a la pieza a soldar de forma que el calor se transmita de la forma más eficaz Esto se consigue acercando el dardo hasta casi tocar con la pieza, como muestra el siguiente dibujo.

Parámetros de operación

Otros datos de interés se relacionan a continuación:

Proporción de la mezcla (Acetileno/Oxígeno)

para la llama:

•Máximo: 1:1,5•Normal: 1:1,1

Temperatura de la llama:

•Máximo: 3160 ºC•Normal: 3106 ºC

Velocidad de propagación de la

llama:

•Máximo: 1160 cm/seg•Normal: 710 cm/seg

Medidas a tomar para la seguridad del operador

• Delimitar y señalizar el área de trabajo. • Verificar que tanto el maneral como la boquilla tengan sus sellos completos y en buen estado (o-rings). • Verificar que las mangueras y conexiones no tengan fugas. • Sustituir las mangueras agrietadas o las que presenten rasgaduras. • Evitar unir las mangueras de acetileno y oxígeno con cinta de aislar, se debe sustituir por cinturones de plástico. • Asegurar que los bloqueadores de retroceso estén instalados en el maneral del soplete y entre las mangueras y el

regulador. • Verificar que tanto los reguladores como los manómetros se encuentren en buenas condiciones de uso. • Tener junto al equipo un extintor de polvo químico seco o gas halón. • Operar con las presiones de trabajo recomendadas para la boquilla. • Utilizar el equipo de protección personal adecuado: gafas para soldar de 4-6 sombras, guantes, peto y polainas. • Proteger las mangueras con apoyos de paso resistentes a la compresión al atravesar vías de circulación de personas o

vehículos. • Evitar que las mangueras entren en contacto con superficies calientes, bordes afilados, ángulos vivos o chispas. • Evitar golpear los cilindros. • Mantener el área limpia y ordenada durante la actividad y al finalizarla. • No golpear el soplete. • No utilizar el oxígeno para limpiar piezas, tuberías o sopletear la ropa. • Prohibido fumar mientras se realice el trabajo. • Verificar que el equipo se encuentre a 3 metros de distancia del lugar de trabajo. • Colocar capuchones en los cilindros cuando estén almacenados o fuera de uso. • Almacenar los cilindros de manera vertical y asegurarlos con cadena. • Prohibir los trabajos en locales donde se almacenen materiales inflamables.

Referencias

• http://www.ecured.cu/index.php/Soldadura_oxiacetil%C3%A9nica#Presi.C3.B3n_de_trabajo

• http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn43.html#seccion32

• http://www.construmatica.com/construpedia/Gas_y_Calefacci%C3%B3n._Puesta_en_Obra_de_Instalaciones_de_Calefacci%C3%B3n,_Agua_Caliente_Sanitaria_y_Prevenci%C3%B3n_de_Aver%C3%ADas_por_Corrosi%C3%B3n:_Soldadura_Ox%C3%ADgeno-Acetil%C3%A9nica

• http://www2.fe.ccoo.es/andalucia/docu/p5sd6712.pdf

• Manufactura, ingeniería y tecnología, S. Kalpakjian, Pearson