1. 1
Ingeniería de los Sistemas de Producción
Rosendo Zamora Pedreño
Dpto. Ingeniería de Materiales y Fabricación
rosendo.zamora@upct.es
Soldadura: Procesos
2
Índice
Procesos de Soldadura
1. Soldadura por Combustión (autógena)
2. Soldadura por Arco
3. Soldadura por Resistencia
4. Soldadura Heterogénea
5. Otros procesos de soldadura
2. 2
3
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Fundamento:
Proceso: por fusión.
Energía: combustión de un gas.
Composición mezcla combustible:
Oxigeno + (Metano, propano y
fundamentalmente acetileno C2H2)
Soldadura oxiacetilénica OAW
(Oxyacetylene Welding)
3100 oC.
*2
4
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Zonas de la llama oxiacetilénica
• Dardo
• Zona reductora
• Penacho
3. 3
5
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Tipos de llama:
Reductora
• Exceso de Acetileno
• Combustión irregular penacho blanco y alargado
• El exceso de C carbura el metal
• Acero sin metal de aporte
Neutra
•Dardo de color Verdoso ‐ Blanco bien definido.
•Uso habitual
6
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Tipos de llama:
Oxidante
•Exceso de Oxígeno
•Dardo Azul y corto
•Penacho inexistente (se queman los gases)
•Malas propiedades mecánicas
4. 4
7
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Tipos de llama:
*6
8
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Protección:
Uso de fundentes:
• deshacen los óxidos superficiales
• protegen de la oxidación
•Para materiales férreos: mezclas a base de bórax,
bicarbonato sódico, sílice y sosa.
•Para Cu y sus aleaciones: mezclas a base de bórax, ácido
bórico y cloruros y fosfato sódico.
•Para Al y sus aleaciones: mezclas a base de sulfato
sódico, cloruros de sodio, de potasio y magnesio, y
fluoruros de potasio y sodio.
5. 5
9
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Métodos de soldeo
A izquierdas (clásico):
• La varilla va por delante del soplete
• La llama precalienta el material a soldar
• Inconveniente: empuja al metal en el sentido de trabajo lo que
dificulta la penetración
*7
10
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Métodos de soldeo
A derechas:
• La varilla va por detrás del soplete
• Facilita la penetración
• Se obtiene mayor velocidad de soldeo y cordones más estrechos
*7
6. 6
11
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Equipo:
Barato y de fácil transporte
*7
12
1.‐ Soldadura por Combustión
1. Soldadura por Combustión (autógena)
Aplicación:
Cualquier metal de uso industrial: aceros al carbón,
aleados e inoxidables, cobre y sus aleaciones, aluminio y
sus aleaciones, magnesio y sus aleaciones.
Utilización restringida. Se usa cuando hay problemas de
accesibilidad. Está siendo desplazada por la soldadura por
arco.
Problemas:
•Impurezas en el baño
•Difícil automatización
•Tasa de deposición es baja
7. 7
13
Procesos de Soldadura
1. Soldadura por Combustión (autógena)
2. Soldadura por Arco
3. Soldadura por Resistencia
4. Soldadura Heterogénea
5. Otros procesos de soldadura
14
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Arco eléctrico:
efecto producido cuando la energía eléctrica
se transforma en energía calorífica y en
radiación electromagnética al pasar a través
de un conductor gaseoso
Es necesario que el gas sea conductor
Se ioniza (+) mediante una descarga.
El arco tiene forma cónica con vértice
en la punta del electrodo y base en la
pieza
8. 8
15
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Componentes del arco:
1.‐ Plasma: (10.000 ÷ 30.000 oC)
• Electrones: (‐) (+). Energía cinética en calorífica.
• Iones metálicos: (+) (‐)
• Átomos gaseosos: ionización y recombinación.
• Productos de la fusión de los metales: vapores, humos,
escorias, etc.
2.‐ Llama
16
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
En corriente continua podemos trabajar con polaridad:
• Directa: el negativo en el electrodo
El calor se concentra en la pieza
• Inversa: el positivo en el electrodo
El calor se concentra en el electrodo (mayor penetración)
*2
*TIG
9. 9
17
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Procedimientos de soldeo por arco
1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte (TIG
Tungsten Inert Gas )
3.‐ Electrodo consumible y protección por gas inerte (MIG) o por
gas activo (MAG) (Metal Inert Gas, Metal Active Gas).
4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
18
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Procedimientos de soldeo por arco
1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte (TIG
Tungsten Inert Gas )
3.‐ Electrodo consumible y protección por gas inerte (MIG) o por
gas activo (MAG) (Metal Inert Gas, Metal Active Gas).
4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
10. 10
19
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
• Fusión de bordes de las piezas
a unir
• Energía = arco eléctrico entre
pieza y electrodo consumible
revestido
• Proceso manual
• Protección: escoria y gas
procedente del revestimiento
20
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Protección:
‐ Revestimiento del electrodo.
‐ Funciones:
•Eléctrica: Cebado del arco y estabilidad del arco
•Física: Evita contacto con O2, N2 y H2.
•Metalúrgica: mejorar características mecánicas.
‐Tipos de revestimiento:
Ácido, Celulósico, Rutilo, Básico, Gran rendimiento.
11. 11
21
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Protección:
‐ Revestimiento del electrodo.
‐ Funciones:
•Eléctrica: Cebado del arco y estabilidad del arco
•Física: Evita contacto con O2, N2 y H2.
•Metalúrgica: mejorar características mecánicas.
‐Tipos de revestimiento:
Ácido, Celulósico, Rutilo, Básico, Gran rendimiento.
22
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Básicos
Rutilo
12. 12
23
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Celulósicos
Ácidos
24
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Ej.: Denominación electrodos
*2
13. 13
25
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Corriente:
•C.C. y C.A: 10 ÷ 500 A
•C.C. y electrodo conectado a +
•15 ÷ 45 V
26
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Campo de aplicación:
Casi todo tipo de acero: al carbono, inoxidables, débilmente
aleados e incluso fundiciones de hierro, si bien en este caso el
rendimiento no es muy satisfactorio.
14. 14
27
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Ventajas e inconvenientes:
•Utilizable en todas posiciones
•Equipo económico y versátil
•Gran variedad de electrodos
•Difícilmente automatizable
•Costo total elevado (escoria y rendimiento)
•Abundante mano de obra
28
2.‐ Soldadura por Arco
2.1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
Otros aspectos:
Importante seleccionar el
procedimiento a seguir, corriente
a utilizar, tipo de electrodo,
limpieza de escoria entre
pasadas y tratamiento térmico
cuando sea necesario.
15. 15
29
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Procedimientos de soldeo por arco
1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte (TIG
Tungsten Inert Gas )
3.‐ Electrodo consumible y protección por gas inerte (MIG) o por
gas activo (MAG) (Metal Inert Gas, Metal Active Gas).
4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
30
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Procedimientos de soldeo por arco
1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte (TIG
Tungsten Inert Gas )
3.‐ Electrodo consumible y protección por gas inerte (MIG) o por
gas activo (MAG) (Metal Inert Gas, Metal Active Gas).
4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
16. 16
31
2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Fundamento
•Proceso: por fusión.
•Energía: arco eléctrico.
•Electrodo: no
consumible
•Gas inerte
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2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Fundamento
•Proceso: por fusión.
•Energía: arco eléctrico.
•Electrodo: no
consumible
•Gas inerte
17. 17
33
2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Fundamento
•Proceso: por fusión.
•Energía: arco eléctrico.
•Electrodo: no
consumible
•Gas inerte
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2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Electrodo:
•No se funde.
•Mantener el arco
•Acabado del extremo
•Material
18. 18
35
2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Tipos de electrodo Tugnsteno. Identificación AWS (BS6678)
‐La adición de 2% de torio permite una mayor capacidad de corriente, mejor
iniciación y estabilidad del arco.
‐Diámetros mas utilizados : 1,6 mm, 2,4 mm, 3,2 mm : largo estándar: 3"y 7".
36
2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Metal de aporte:
•Soldadura con o sin metal de
aporte
•Aporte manual o automático
•Composición química similar
al metal base.
19. 19
37
2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Protección:
•Gas o mezcla de gases.
•Composición en función de material y
penetración.
‐ Argón: mayor penetración, (mayor densidad)
‐ Helio (poco en Europa): menor penetración.
‐ Mezclas (75% He + 25% Ar)
38
2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Corriente:
1.‐ C.C. y polaridad directa.(+ a la pieza):
•Redimiento térmico aceptable
•Mayor penetración
•Mayor duración del electrodo
2.‐ C.C. y polaridad inversa. (+ al electrodo):
•Menor rendimiento térmico y penetración
•Mayor baño de fusión
•Mayor calentamiento de electrodo
3.‐ Corriente alterna:
•Ventajas de las dos de continua
•Inconvenientes: cebado y estabilidad ‐ (alta frecuencia)
20. 20
39
2.‐ Soldadura por Arco
2.2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte TIG
Tungsten Inert Gas
Campo de aplicación:
•Todas las aleaciones, preferible con metales difíciles de
soldar. (Al, Mg, aceros al Cr‐Ni).
•Industria petróleo, nucleares, química…
•c.c. e inversa: Al, Mg y sus aleaciones
•c.a.: aleaciones ligeras
Ventajas e inconvenientes:
•Muy buena calidad de soldeo
•Caro (gas)
•Mano de obra especializada
40
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Procedimientos de soldeo por arco
1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte (TIG
Tungsten Inert Gas )
3.‐ Electrodo consumible y protección por gas inerte (MIG) o por
gas activo (MAG) (Metal Inert Gas, Metal Active Gas).
4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
21. 21
41
2.‐ Soldadura por Arco
2.3.‐ MIG / MAG
Fundamento (Metal Inert Gas, Metal Active Gas):
•Proceso: por fusión.
•Energía: arco eléctrico.
•Electrodo: hilo consumible
•Gas inerte (MIG), Gas activo (MAG)
Metal de aporte:
•Electrodo.
•Electrodo continuo.
•Regulación velocidad del hilo
42
2.‐ Soldadura por Arco
2.3.‐ MIG / MAG
Equipo MIG/MAG
22. 22
43
2.‐ Soldadura por Arco
2.3.‐ MIG / MAG
Protección:
Mediante gas
MIG
‐ Argón puro ó con hasta 5% de O2
‐ Helio (U.S.A.) Más caro
‐ Mezclas pobres con gases activos mejoran penetración
MAG
‐ Atmósfera oxidante o reductora según el gas.
‐ Gases CO2, Argón + CO2, O2 + Argón
‐ CO2 Cordones con muchos poros debido a O2
‐ Para aceros al carbono y baja aleación
44
2.‐ Soldadura por Arco
2.3.‐ MIG / MAG
Corriente:
‐ C.C. con polaridad inversa (electrodo +) Electrodo mayor Tª
‐ Raramente c.a.
Campo de aplicación:
‐ MIG: Casi todos los metales y sus aleaciones
‐ MAG: Aceros al carbono con baja aleación.
Ventajas e inconvenientes:
•Ausencia de escoria
•Alimentación automática de hilo
•Flexibilidad de regulación
•Problemas gas e hilo automatizado
23. 23
45
2.‐ Soldadura por Arco
2.3.‐ MIG / MAG
Algunos problemas típicos:
46
2.‐ Soldadura por Arco
2.‐ Soldadura por Arco
Procedimientos de soldeo por arco
1.‐ Electrodo revestido (SMAW Shielded Metal Arc Welding )
2.‐ Electrodo no consumible y protección de gas inerte (TIG
Tungsten Inert Gas )
3.‐ Electrodo consumible y protección por gas inerte (MIG) o por
gas activo (MAG) (Metal Inert Gas, Metal Active Gas).
4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
24. 24
47
2.‐ Soldadura por Arco
2.4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
Fundamento:
•Proceso: por fusión.
•Energía: arco eléctrico sumergido en flux
•Electrodo: hilo consumible
•Flux
Metal de aporte:
•Electrodo.
•Su función: sostener el arco.
•Aporte continuo motorizado.
Esquema del proceso
48
2.‐ Soldadura por Arco
2.4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
Protección:
•Capa de granulado fusible (Flux o polvo de soldadura),
cubre el arco y la zona de soldadura.
•Genera gas protector y escoria.
Esquema de los elementos del
equipo completo de soldeo
Carro SAW
25. 25
49
2.‐ Soldadura por Arco
2.4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
Corriente:
•c.c. y c.a.
•c.c. y electrodo al positivo.
Campo de aplicación:
•Aceros al carbono, hasta 0,3% de C.
•Aceros al carbono y de baja aleación tratados térmicamente.
•Aceros al Cr‐Molibdeno
•Aceros inoxidables austeníticos
•Tuberías de acero en espiral.
50
2.‐ Soldadura por Arco
2.4.‐ Arco sumergido (SAW Submerged Arc Welding ).
Ventajas e inconvenientes:
•Alta velocidad en posición sobremesa
(chapas cilíndricas)
•Evita salpicaduras del arco
•Alimentación y recogida de flux
•Limitación de posiciones
26. 26
51
Procesos de Soldadura
1. Soldadura por Combustión (autógena)
2. Soldadura por Arco
3. Soldadura por Resistencia
4. Soldadura Heterogénea
5. Otros procesos de soldadura
52
3.‐ Soldadura por Resistencia
Fundamento (ResistanceWelding):
Energía: Corriente (efecto Joule) Presión
Q I 2 R t
Fases:
1.‐ Período de presión (fase de
posicionamiento)
2.‐ Período de soldeo
3.‐ Período de mantenimiento (fase de
forja)
4.‐ Período de separación
27. 27
53
3.‐ Soldadura por Resistencia
Protección:
•Materiales limpios de óxido, grasa y pinturas
•No necesita fundente
Electrodos:
•Cobre o cobre aleado
•Elevada conductividad térmica y eléctrica
•Refrigeración
54
3.‐ Soldadura por Resistencia
Corriente:
•c.a.
•I= 1.000 ÷ 100.000 A
•V= 1 ÷ 30 V
•F= 100 ÷ 500 kp
Campo de aplicación:
•Chapa fina a solape.
•No en fundición de hierro ni con aleaciones
de Cu (debido a los óxidos y a la fragilidad de la
fundición).
•Optimo para metales de elevada resistencia
(aceros al carbono e inoxidables).
28. 28
55
3.‐ Soldadura por Resistencia
Tipos:
•Por puntos
•Resaltes o protuberancias
•Por roldanas
•A tope
•Por chispa
56
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.1.‐ Por puntos
Características:
•Punto de soldadura de forma lenticular
•Preparación de juntas a solape
Campo de aplicación:
•Fabricación de carrocerías de automóviles,
electrodomésticos y muebles metálicos.
•Espesores: 0,1 y 20 mm.;
(en la práctica 8 mm)
•Proceso altamente automatizable.
29. 29
57
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.1.‐ Por puntos
58
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.2.‐ Protuberancias
Características:
•Variación de la soldadura por puntos
•Resaltes se hacen antes de soldar con
matrices
•Realización muchos puntos
simultáneamente
•Electrodos de gran diámetro
•Grandes corrientes y mínimo número de
ciclos de soldeo
30. 30
59
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.2.‐ Protuberancias
Campo de aplicación:
•Soldadura de varillas cruzadas (rejas, parrilla, verjas)
•Espesores: 0,5 a 6 mm.
•No Al ni aleaciones de Cu.
*11
60
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.3.‐ Roldanas
Características:
•Los electrodos se reemplazan por roldanas
•La pieza se desplaza entre las roldanas
•Soldadura continua o espaciada
31. 31
61
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.3.‐ Roldanas
Campo de aplicación:
•Recipientes de espesores de 0,05 a 3 mm.
62
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.4.‐ A tope
Características
•Las piezas se sujetan con mordaza.
•Se presionan las dos piezas.
•El paso de corriente calienta la unión.
•Se aumenta la presión y se produce la unión.
Si la presión es excesiva el material se aplasta demasiado y las
uniones tendrán baja resistencia
Si la presión es baja la unión es porosa
Campo de aplicación:
Secciones rectas de alambres, barras, tubos y perfiles.
Sección máxima: 100 ÷ 300 mm2
32. 32
63
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.5.‐ Chisporroteo
Características:
•Igual que la soldadura a tope, pero sin
presión, contacto móvil por puntos
diversos de la sección.
•El chisporroteo funde los extremos.
•A continuación se aplica rápidamente una
presión para realizar la unión.
64
3.‐ Soldadura por Resistencia
3.5.‐ Chisporroteo
Campo de aplicación:
•Las mismas que la de “a tope”
•Mayores secciones
•Raíles de ferrocarriles
•Rollos de redondos
•Metales distintos sin problemas de
dilución
33. 33
65
Procesos de Soldadura
1. Soldadura por Combustión (autógena)
2. Soldadura por Arco
3. Soldadura por Resistencia
4. Soldadura Heterogénea
5. Otros procesos de soldadura
66
4.‐ Soldadura Heterogénea
Fundamento:
•Aporte de material sin fusión del metal base
•Basado en fuerzas de capilaridad
•Permiten unión de materiales diferentes
34. 34
67
4.‐ Soldadura Heterogénea
Tipos:
•Soldadura fuerte: Tª fusión material aporte > 450 º C
•Soldadura blanda: Tª fusión material aporte < 450 º C
68
4.‐ Soldadura Heterogénea
Fuente de calor:
•Llama oxidante o neutra
•Por resistencia
•Inducción
•Por infrarrojos
•Por baño
•Horno
Protección:
•Limpieza de los metales a soldar
•Utilización de decapantes o antioxidantes
35. 35
69
4.‐ Soldadura Heterogénea
Campo de aplicación:
•Idóneos para materiales delgados, piezas muy finas y
pequeñas y materiales disimilares.
Soldadura fuerte:
‐ Uniones que necesiten resistencia intermedia y
conductividad eléctrica
Soldadura blanda:
‐ Uniones con baja resistencia y necesidad de
conductividad eléctrica
70
4.‐ Soldadura Heterogénea
Ventajas:
•Evitan problemas metalúrgicos
•Menor distorsión
•Amplia gama de metales de aportación
•Tensiones residuales nulas o despreciables
•Economía para uniones complejas
•Conjuntos completos de soldaduras (horno, inducción, etc.)
•Producción en serie
•Posibilidad de unir materiales distintos.
•Soldadura fina, discreta y prácticamente invisible.
36. 36
71
Procesos de Soldadura
1. Soldadura por Combustión (autógena)
2. Soldadura por Arco
3. Soldadura por Resistencia
4. Soldadura Heterogénea
5. Otros procesos de soldadura
+ + + Calor
72
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia Termita – Thermit Welding
Principios del proceso
1. Se usa el calor desprendido en una reacción química exotérmica,
R
agente reductor
Me
Metal reducido
Fe2 O3 + 2 Al 2Fe + Al2 O3 + 880 KJ
3Cu O + 2 Al 3Cu + Al2 O3+ 1210 KJ
O Me
Óxido metálico
2. El calor generado funde el metal de aportación (Fe, Cu) y también funde los
extremos de las piezas a unir
3. La alúmina queda como residuo protector en forma de escoria
OR
óxido del agente
reductor
37. 37
73
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia
*2
*3
74
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia
Soldeo de raíles
1. El acero líquido producido es vertido en la unión, formada por la separación entre los
extremos de los raíles, en un molde refractario que se acopla a los perfiles a unir, evitando
el vertido incontrolado y el contacto con la atmósfera, y dando forma como si de un
proceso de fundición se tratara.
2. La “carga aluminotérmica”, se presenta en forma de sacos de polvo perfectamente
dosificados que contienen una mezcla granular de:
‐ óxidos de hierro
‐ aluminio
‐ aditivos estabilizadores de la reacción
3. La “carga aluminotérmica” viene en un Kit acompañada de los moldes refractarios, pasta
selladora especial, encendedor, tapón para el vertido automático del acero líquido, etc.
4. A una temperatura de ignición determinada, la reacción química se activa violentamente
dentro de un crisol refractario, y continúa hasta agotarse los elementos iniciales de la
carga
5. Para la ignición se usa una bengala encendida, puesta en contacto con la carga.
6. El acero se decanta por gravedad, debido a la mayor densidad que la alúmina.
38. 38
75
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia
Características del uso con Cu
La reacción es muy rápida y por tanto las piezas a soldar
adquieren, en la zona que rodea al punto de soldadura,
una temperatura muy inferior a la que se obtiene
empleando los procedimientos habituales, factor muy
importante cuando se trata de proteger el aislamiento del
cable o las características físicas de los materiales a soldar.
76
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia
Características del uso con Cu
La aleación utilizada tiene una temperatura de fusión prácticamente igual a
la del cobre y posee, generalmente, una sección aproximadamente doble que
la de los conductores a soldar, por lo que:
•Las sobrecargas o intensidades de cortocircuito no afectan a la
conexión y los ensayos han demostrado que los conductores funden
antes que la soldadura.
•La conductividad de la conexión es, al menos, igual o superior a la de los
conductores unidos.
•No existe posibilidad de corrosión galvánica, puesto que los
conductores quedan integrados en la propia conexión.
39. 39
77
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia
*4
Procedimiento de conexión para la soldadura de cable
1º
2º
3º
4º
Pre‐calentamiento
78
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia
*5
40. 40
79
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.1.‐ Aluminotermia
*5
80
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.2.‐ Electroescoria (ESW ElectroSlag Welding):
Fundamento:
•Energía: arco entre electrodo consumible y metal base recubierto de escoria de
baja conductividad.
•Hay fusión material base.
•Empleo de moldes refrigerados como contención
Electrodo:
Consumible aportado mecánicamente
Protección:
Escoria depositada sobre las piezas a fundir
*2
41. 41
81
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.2.‐ Electroescoria (ESW ElectroSlag Welding):
Campo de aplicación:
•Unión en vertical o cuasi vertical ascendente
•Grandes secciones de fundición y forja de aceros
•Al y Ti de espesores gruesos 20 y 350 mm
•Industria naval y calderería pesada
•Grandes aportes de material
•Grandes espesores de junta en pasada única
*2
82
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.3.‐ Láser (LBW Laser Beam Welding)
Fundamento
•Soldadura por fusión
•Calor generado por impacto de un rayo luminoso amplificado
Metal de aporte:
•Sin metal de aporte
Protección:
•Gas aportado
Campo de aplicación:
•Todos excepto Cu (reflectancia), fundición y refractarios.
42. 42
83
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.4.‐ Haz de Electrones (EBW Electron Beam Welding)
Fundamento:
•Soldadura por fusión
•Calor generado colisión de electrones
•Soldadura en vacío
Metal de aporte:
•Sin metal de aporte
Protección:
•Cámara de vacío
Campo de aplicación:
•Materiales de difícil soldeo (circonio, berilio, wolframio)
•Muy alta pureza y calidad
•Mínima ZAT
•Industria automoción, óptica, aeronáutica...
*8
84
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.5.‐ Explosión
Fundamento:
•Basada en el uso de explosivos
•La detonación de una carga colocada adecuadamente obliga a
uno de los metales que se desean soldar a precipitarse
aceleradamente sobre el otro, incidiendo a una cierta velocidad y
bajo un determinado ángulo.
*2
43. 43
85
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.5.‐ Explosión
Campo de aplicación:
•Fabricación de placas bimetálicas
•Uniones Al‐Acero
•Materiales disimilares difícilmente soldables por fusión.
*12
86
5.‐ Otros procesos de soldadura
5.5.‐ Explosión
Campo de aplicación:
•Fabricación de placas bimetálicas
•Uniones Al‐Acero
•Materiales disimilares difícilmente soldables por fusión.
Explosivo
Metal base 1 (flyer plate)
*9 Explosión 20 μs después del inicio *10
44. 44
•S. Kalpakjian, S.R. Schmid, (2008) Manufactura, Ingeniería y Tecnología, Pearson Educación, ISBN 10: 970‐26‐1026‐5
•M. Reina, “Soldadura de los Aceros. Aplicaciones”, Manuel Reina Gómez, Madrid, 1986
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Referencias
Referencias
Figuras
1. http://www.electroglobal.net
2. M. Reina, “Soldadura de los Aceros. Aplicaciones”, Manuel Reina Gómez, Madrid, 1986
3. http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_aluminot%C3%A9rmica
4. http://www.chinaleiying.com
5. http://www.kumwell.com
6. http://www.obtesol.es
7. http://es.slideshare.net/Fran1176/ud10‐mecanizado‐bsico
8. http://www.ebteccorp.com/
9. http://www.amexservices.com
10. http://www.aist.go.jp
11. http://es.machinetools.net.tw
12. http://www.eltecheng.com
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Ingeniería de los Sistemas de Producción
Rosendo Zamora Pedreño
Dpto. Ingeniería de Materiales y Fabricación
rosendo.zamora@upct.es