TIPOS DE SOLDADURA

Soldadura de fusión

En el proceso de fusión, el calor se obtiene de una flama de oxiacetileno o de un arco eléctrico que se forma entre un electrodo y la pieza de trabajo. Los bordes de las partes son calentadas a la temperatura de fusión, y se unen entre sí con la adición de material fundido de aportación proveniente de un electrodo. En la soldadura por arco metálico, el electrodo está compuesto de material de aportación apropiado que se funde y se vierte en la junta conforme el proceso de soldadura avanzada. La soldadura por arco protegido usa el electrodo con un fuerte recubrimiento de materiales fundentes. Estos se consumen al fundirse el electrodo y llevan a cabo las funciones usuales de un fundente, como se muestra en la figura 7-2. Cuando se usa la antorcha de oxiacetileno, el metal fundido es protegido de la atmosfera por la envolvente exterior de la flama. La flama se ajusta generalmente hasta que es neutra o ligeramente reductora. En la soldadura por gas de algunos metales se usa un fundente para llevar a la superficie cualquier impureza que puede estar presente y ayudar así a formar una soldadura sana.

Con el proceso de arco metálico puede usarse corriente directa o corriente alterna. Cuando la soldadura es mayor de aproximadamente 3/8 in de espesor, es usual hacerla por depósito de capas sucesivas. El metal de soldadura depositado tiene con frecuencia la estructura burda característica de los metales fundidos.

Figura 7-2.soldadura de arco con electrodo recubierto

Soldadura por resistencia

En la soldadura por resistencia, una fuerte corriente eléctrica se hace pasar a través de las partes en el lugar en que se quiere unirlas. La resistencia de los metales a la corriente ocasiona que la temperatura se eleve rápidamente y que el metal se plastifique. La soldadura se completa por medio de presión mecánica aplicada por los electrodos. Esta presión lleva las partes a una completa unión. La corriente alterna se toma de un transformador adecuado que debe ser capaz de proporcionar una gran cantidad de corriente a bajo voltaje. Los electrodos de cobre se recubren con aleaciones más duras en el extremo de contacto. Para confinar el calor en la región apropiada, la resistencia entre el electrodo y la parte debe ser menor que la resistencia entre las superficies por unirse.

La soldadura de puntos es un tipo de soldadura de resistencia en la que se usan electrodos cilíndricos que tienen un área de contacto aproximadamente igual al tamaño de la soldadura deseada. Como se muestra en la figura 7-9, se tiene una cámara de agua fría que impide el sobrecalentamiento y prolonga la vida del electrodo. La presión de apriete debe estar propiamente ajustada al espesor y resistencia de las partes que están siendo soldadas. En la figura 7-10 se da una carta que muestra las posibles combinaciones de la soldadura de puntos para varios metales y aleaciones. Las superficies de los metales por soldarse deben estar limpias para poder obtener soldaduras sanas. Es especialmente necesario que la capa de óxido sobre el aluminio sea removida por medios mecánicos o químicos antes de efectuar la soldadura por puntos.

La soldadura de costura es similar a la soldadura por puntos, excepto que se usan discos de aleación de cobre de aproximadamente 6 a 9 in de diámetro. La pieza de trabajo es girada entre los electrodos y se obtienen soldaduras de puntos uniformemente espaciados por la aplicación periódica de la corriente. Es posible traslapar las soldaduras con espaciamientos cortos, formando así una junta hermética a los fluidos.

Otros tipos de soldadura

(a) Soldadura fría. Algunos metales, notablemente el aluminio y el cobre, pueden soldarse en frio si se someten a una presión muy alta. Debe tenerse un desplazamiento lateral suficiente para romper el recubrimiento normal del óxido y poner los metales puros en contacto entre sí.

(b) Soldadura con hidrogeno atómico. Cuando se hace pasar hidrogeno molecular a través del arco de soldadura, se disocia en hidrogeno atómico. En esta condición, cuando el gas toca la pieza de trabajo más fría, se recombina en el hidrogeno molecular con una gran generación de calor que se usa para formar la soldadura.

Figura 7-9. Diagrama esquemático de soldadura de puntos.

7-10. Carta de soldadura por puntos para varias combinaciones de metales.

(e) Soldadura por haz electrónico. Aquí, un haz de electrones moviéndose a una velocidad aproximadamente igual a la mitad de la velocidad de la luz se concentra sobre un pequeño punto de la pieza de trabajo. Esta alcanza

rápidamente la temperatura de fusión y las partes quedan unidas. El proceso debe llevarse a cabo en el vacío.

(d) Soldadura ultrasónica. Aquí las piezas de trabajo se afianzan entre si y se les da una vibración de alta frecuencia en la dirección de la interfaz. Se presentan entonces deformaciones plásticas locales; se rompen y se dispersan partículas de óxido, así como otras películas superficiales, y se logra un contacto metálico inicial.

(e) Soldadura por fricción. Una pieza de trabajo cilíndrica se une al extremo del eje de un volante, se hace girar este a alta velocidad y luego se cancela la corriente eléctrica impulsora. La otra parte es estacionaria pero oprime finalmente el miembro en movimiento. La fricción eleva la temperatura de soldado de la interfaz conforme el volante termina de girar. Al enfriarse, las partes quedan soldadas entre sí.

(f) Endurecimiento de la superficie. Este es un proceso que consiste en depositar la soldadura de un material aleado sobre partes metálicas para reforzar una superficie desgastada o para formar una superficie protectora que resista abrasión, impacto, calor o corrosión.

Soldadura blanda y soldadura fuerte

Muchos metales fundidos y forjados pueden unirse por soldadura blanda o por soldadura fuerte. Las soldaduras blandas son aleaciones de estaño y plomo con bajos puntos de fusión; las soldaduras fuertes comprenden las de plata y aleaciones de diferentes composiciones y diferentes puntos de fusión. En cualquier proceso de soldadura blanda o fuerte, las partes se calientan por arriba del punto de fusión de la soldadura pero por abajo del punto de las partes. La acción humectante de la soldadura la pone en estrecho contacto con las superficies por unirse. La soldadura, después de que se ha enfriado, sirve como un adhesivo para unir las partes entre sí, aun cuando en algunos casos la soldadura forma una aleación con el metal de la parte. En general, la resistencia de la junta se mojara conforme la acción humectante se vuelva más perfecta.

Cobresoldadura en horno eléctrico

La Cobresoldadura o soldadura de horno eléctrico es un método muy satisfactorio para unir partes con cobre puro. Las partes componentes se ensamblan entre sí, luego un anillo de cobre puro se coloca cerca de la junta,

como se muestra en la figura 7-11, y el conjunto se hace pasar a través de un horno. El cobre se funde a 1,980° F y es llevado a la junta por atracción capilar. La resistencia del conjunto aumenta con lo apretado del ensamble. Para el acero, la tolerancia debe variar de aproximadamente 0.001 in a un ajuste un poco apretado.

Figura 7-11. Juntas típicas fabricadas por soldadura en horno.

Las fundiciones, forjados y partes maquinadas de material solido a veces pueden rediseñarse y fabricarse de estampados, partes de máquina para fabricar tornillos y piezas de tubos unidas entre sí por soldadura fuerte. Las operaciones de maquinado pueden minimizarse y resultar así ahorros considerables. Las partes deben mantenerse en su relación apropiada una con otra en su viaje a través dl horno. Es conveniente tener juntas autotrabantes y evitar así el uso de dispositivos de sostén. Cuando el calentamiento se genera en un horno eléctrico con una atmosfera reducida, no se requiere ningún fundente y las partes son entregadas con superficies lisas brillantes.

Bibliografía

Elementos de máquinas. M. F. Spotts y T. E. Shoup; Prentice Hall, Séptima edición