Procesos de Soldadura

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Procesos de Soldadura

  1. 1. Definición: La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos metales por medio de calor o presión consiste en caldear el material a unir y el de aporte hasta que se funde, y una vez unidas las piezas se dejan enfriar. Existen diversos procesos de soldadura los que difieren en el modo en que se aplica el calor o la energía para la
  2. 2. Diferentes fuentes de energía pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción.La energía necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico.
  3. 3. Los procesos de soldadura son los diferentes métodos (Herramientas y medios) por los cuales se transmite el metal de aporte hacia el metal base para generar la unión deseada.
  4. 4. En procesos de soldadura blanda, los metales se sueldan con ayuda de varillas de metal de aporte de bajo punto de fusión (por debajo de los 450 C) y por debajo del punto de fusión de los metales a soldar. Este método se utiliza, en la industria electrónica.
  5. 5. Temperatura de fusión Metal de relleno Aplicaciones principales aproximada C Uniones a temperatura Plomo-plata 305 elevadaEstaño-antimonio 238 Plomeria y calefacción Electricidad, electrónica, Estaño-plomo 188 radiadores Estaño-plata 221 Envases de alimentos Estaño-Zinc 199 Uniones de aluminioEstaño-Plata-Cobre 217 Electrónica
  6. 6. En soldadura fuerte, las varillas de material de aporte poseen un punto de fusión superior a los 450° C. y menor al del metal base. Una vez en estado líquido, el material de aporte fluye a lo largo de las superficies a soldar por capilaridad. Entre los principales usuarios de este proceso se encuentran los plomeros, electricistas, etc.
  7. 7. La soldadura fuerte como bien indica su nombre secaracteriza por tener una fortaleza y ductilidad alta. Dehecho la zona de unión es igual o más fuerte que losmetales que se han unido. También es una unión quedestaca por su homogeneidad en la unión, lo queimplica un buen acabado a nivel estético
  8. 8. INMERSION: El metal de aporte previamente fundidose introduce entre las dos piezas que se van a unir,cuando este se solidifica, las piezas quedan unidas.HORNO: Es un elemento que da calor con diferentesfuentes (electricidad, carbón, etc.). El metal de aporte enestado sólido, se pone entre las piezas a unir, estas soncalentadas en un horno de gas o eléctrico, para que conla temperatura se derrita al metal de aporte y se generela unión al enfriarse. El horno puede generartemperaturas muy altas y hace producción en masa.
  9. 9. SOPLETE: Es una tubería que se une a un deposito congases, que al salir por el otro extremo a presión, semezclan con el oxígeno. Esta mezcla posee un altopotencial calórico. El metal de aporte en forma dealambre se derrite en la junta.ELECTRICIDAD: La temperatura de las partes a unir ydel metal de aporte se puede lograr por medio deresistencia a la corriente, por inducción o por arco, enlos tres métodos el calentamiento se da por el paso de lacorriente entre las piezas metálicas a unir.
  10. 10. Temperatura de fusiónMetal de relleno Aplicaciones principales aproximada CAluminio-Silicio 600 Aluminio Cobre 1120 Niquel-Cobre Cobre-Fosforo 850 Cobre Cobre-Zinc 925 Aceros, hierros, niquel Acero inoxidable, Oro-plata 950 Aleaciones niquel Acero inoxidable,Aleaciones niquel 1120 Aleaciones niquel titanio, monel, inconel,Aleaciones plata 730 acero herramienta, niquel
  11. 11. SOLDADURA POR FORJAEs el proceso de soldadura más antiguo. Consiste en elcalentamiento de las piezas a unir en una fragua hasta suestado plástico y posteriormente por medio de presión omartilleo (forjado) se logra la unión de las piezas. En esteprocedimiento no se utiliza metal de aporte y la limitacióndel proceso es que sólo se puede aplicar en piezaspequeñas y en forma de lámina. La unión se hace delcentro de las piezas hacia afuera y debe evitarse a todacosta la oxidación, para esto se utilizan aceites gruesoscon un fundente, por lo general se utiliza bóraxcombinado con sal de amonio.
  12. 12. Este proceso incluye a todas las soldaduras que empleangas para generar la energía necesaria para fundir elmaterial de aporte. Los combustibles más utilizados son elacetileno y el hidrógeno los que al combinarse con eloxígeno, como comburente generan las soldadurasoxiacetilénica y oxhídrica.La soldadura oxhídrica es producto de la combinación deloxígeno y el hidrógeno en un soplete. El hidrógeno seobtiene de la electrólisis del agua y la temperatura que segenera en este proceso es entre 1500 y 2000 C.
  13. 13. La soldadura oxiacetilénica (autógena) se logra alcombinar al acetileno y al oxígeno en un soplete.En los sopletes de la soldadura autógena se puedenobtener tres tipos de llama las que son reductora, neutraly oxidante. De las tres la neutral es la de mayoraplicación. Esta llama, está balanceada en la cantidad deacetileno y oxígeno que utiliza.
  14. 14. La temperatura en su conoluminoso es de 3200 C,en el cono envolventealcanza 2100 C y en lapunta extrema llega a 1200 C.
  15. 15. Este proceso consiste en hacer pasar una corrienteeléctrica de gran intensidad a través de los metalesque se van a unir. Como en la unión de los mismosla resistencia es mayor que en el resto de suscuerpos, se generará el aumento de temperatura enla juntura (efecto Joule). Aprovechando esta energíay con un poco de presión se logra la unión.
  16. 16. La alimentación eléctrica pasa por un transformador en elque se reduce la tensión y se eleva considerablemente laintensidad para aumentar la temperatura. La soldadura porresistencia es aplicable a casi todos los metales, excepto elestaño, zinc y plomo.
  17. 17. Esta soldadura se produce aprovechando el calorgenerado por el flujo de la corriente eléctricainducida en la resistencia de unión entre las piezas.Dicha corriente inducida es generada por una bobinaque rodea a los metales a unir, y debido a que en launión de los metales se da más resistencia al paso dela corriente inducida, se genera el calor, lo que conpresión provoca la unión de las dos piezas.
  18. 18. La soldadura por inducción de alta frecuencia utilizacorrientes alternas con el rango de 200 a 500 Amperesde frecuencia, mientras que los sistemas de soldadurapor inducción normales sólo utilizan frecuencias entrelos 400 y 450 Hz.
  19. 19. POR PUNTOS: Es un procedimiento de soldaduraempleado en láminas metálicas, se aplica regularmenteentre 0,5 y 3 mm de grosor, el cual es logrado mediantecalentar una pequeña zona al hacer circular unacorriente eléctrica, y con la aplicación de presión sobrelas piezas se genera un punto de soldadura.POR COSTURA: Consiste en el enlace continuo de dospiezas de lámina traslapadas. La unión se produce por elcalentamiento obtenido por la resistencia al paso de lacorriente y la presión constante que se ejerce por doselectrodos circulares.
  20. 20. POR RESALTES: Es un proceso similar al de puntos,sólo que en esta se producen varios puntos oprotuberancias a la vez en cada ocasión que se genera elproceso. Los puntos están determinados por la posiciónde un conjunto de puntas que hacen contacto al mismotiempo. Este tipo de soldadura se puede observar en lafabricación de mallas.A TOPE: Consiste en la unión de dos piezas que secolocan extremo con extremo con la misma sección,éstas se presionan cuando está pasando por ellas lacorriente eléctrica, con lo que se genera calor en lasuperficie de contacto. Con la temperatura generada y lapresión entre las dos piezas se logra la unión.
  21. 21. El calor necesario para este tipode soldadura se obtiene de lareacción química de una mezclade óxido de hierro con partículasde aluminio muy finas. El metallíquido resultante constituye elmetal de aporte. Se emplea parasoldar roturas y cortes en piezaspesadas de hierro y acero, y esel método utilizado para soldarlos rieles de los trenes.
  22. 22. Con algunos materiales la unión no se puede hacer porlos procedimientos antes descritos debido a que nofácilmente aceptan los metales de aporte como susaleaciones. Para lograr la soldadura de estos metales enalgunas ocasiones es necesario fundir el mismo metalque se va a unir y vaciarlo entre las partes a unir,dejándolo enfriar con lentitud, para que se adapte a laforma del molde. Con ello cuando solidifica, las piezasquedan unidas. A este procedimiento se lo conoce comofundición por vaciado (colado) y se utiliza a veces parareparar piezas fundidas que tienen grietas o defectos.
  23. 23. Este proceso consiste en la energía que se obtiene pormedio del calor producido por un arco eléctrico que seforma en el espacio o entrehierro comprendido entre lapieza a soldar y una varilla que sirve como electrodo.Por lo general el electrodo también provee el materialde aporte, el que con el arco eléctrico se funde,depositándose entre las piezas a unir. La temperaturaque se genera en este proceso es superior a los 5500 C.
  24. 24. El arco se enciende cortocircuitando el electrodo con la pieza a soldar. En esa situación, en el punto de contacto el calentamiento óhmico es tan intenso que se empieza a fundir el extremo del electrodo, se produce ionización térmica y se establece el arco.La corriente que se emplea en este sistema puede ser continua o alterna, utilizándose en los mejores trabajos la del tipo continua, debido a que la energía es más constante, con lo que se puede generar un arco más estable.
  25. 25. CORRIENTE ALTERNA: Es aquella cuya intensidad varía periódicamente y cambia de dirección pasando alternativamente por valores positivos y negativos.CORRIENTE CONTINUA: Es aquella que fluye siempre en la misma dirección con intensidad variable.POLARIDAD: Sentido del flujo de corriente. Con corriente continua hay dos tipos de polaridad positiva y negativa.
  26. 26.  Electrodo de carbón: En la actualidad son poco utilizados, el electrodo se utiliza sólo como conductor para generar calor, el metal de aporte se agrega por separado. Electrodo metálico: El propio electrodo sirve de metal de aporte al derretirse sobre los materiales a unir. Electrodo recubierto: Los electrodos metálicos con recubrimientos que mejoran las características de la soldadura son los más utilizados en la actualidad.
  27. 27. Se especifican cuatro o cinco dígitos con la letra “E” al comienzo, detallados a continuación:
  28. 28.  CC : Corriente continua CA : Corriente alterna PD : Polaridad Directa (Electrodo negativo) PI : Polaridad invertida (Electrodo positivo)EJEMPLOElectrodo E.6011 (AWS-ASTM) E- Electrodo para acero dulce 60- 60.000 Lbs./pul2 de resistencia a la tracción 1 Para soldar en toda posición 2 Revestimiento Celulósico Potásico para corriente alterna y corriente continua polaridad invertida
  29. 29.  Proveen una atmósfera protectora Proporcionan escoria de características adecuadas para proteger al metal fundido Estabilizan el arco Añaden elementos de aleación al metal de la soldadura Desarrollan operaciones de enfriamiento metalúrgico Reducen las salpicaduras del metal Aumentan la eficiencia de deposición Eliminan impurezas y óxidos Influyen en la profundidad del arco Disminuyen la velocidad de enfriamiento de la soldadura
  30. 30. En este proceso la unión se logra por el calor que se genera al girar una de las piezas a unir en contra de la otra que se encuentra fija, una vez alcanzada la temperatura adecuada se ejerce presión en las dos piezas y con ello quedan unidas.
  31. 31. En este proceso la unión se logra por el calor generado por un arco eléctrico que se genera entre un electrodo y las piezas, pero el electrodo se encuentra protegido por una capa por la que se inyecta un gas inerte como argón, helio o CO2. Con lo anterior se genera un arco protegido contra la oxidación y además perfectamente controlado.Existen dos tipos de soldadura por arco protegido la TIG y la MIG.
  32. 32. La soldadura TIG, es un proceso en el que se utiliza un electrodo de tungsteno, no consumible.El electrodo, el arco y el área que rodea al baño de fusión, están protegidos de la atmósfera por un gas inerte. Si es necesario aportar material de relleno, debe de hacerse desde un lado del baño de fusión.La soldadura TIG, proporciona unas soldaduras excepcionalmente limpias y de gran calidad, debido a que no produce escoria. De este modo, se elimina la posibilidad de inclusiones en el metal depositado y no necesita limpieza final.
  33. 33. Este sistema TIG puede ser aplicado casi a cualquier tipo de metal, como: aluminio, acero dulce, inoxidable, fierro, fundiciones, cobre, níquel, man ganeso, etc.Principalmente, es utilizada en unión de juntas de alta calidad en centrales nucleares, químicas, construcción aeronáutica e industrias de alimentación.Los electrodos para sistema TIG están fabricados con tungsteno o aleaciones de tungsteno, lo que lo hace prácticamente no consumible, ya que su punto de fusiones es de sobre los 3.800º C.
  34. 34. En la mayoría de los casos, se utiliza una mezcla deargón y dióxido de carbono CO2.Este tipo de soldadura consiste en mantener un arco deelectrodo consumible de hilo sólido y la pieza que se vaa soldar. El arco y el baño de soldadura están protegidosmediante un gas inerte. El electrodo que usamos sealimenta continuamente por una pistola de soldadura.La soldadura MIG es mas productiva que la soldaduraMMA donde se pierde productividad cada vez que seproduce una parada para reponer el electrodoconsumido.
  35. 35. El proceso de soldadura por explosión se conoce técnicamente como EXW (Explosión Welding), basándose en la detonación de una carga explosiva colocada adecuadamente y que obliga a uno de los metales que se desean soldar a precipitarse aceleradamente sobre otro.
  36. 36. Un punto importante a la hora de realizar una soldadura es la limpieza de los metales base, ya que de haber algo entre ellos se realizará una soldadura de baja calidad, por lo tanto, es importante considerar que hasta la exposición al aire podría provocar la oxidación de alguno de los metales, o de ambos, impidiendo un buen resultado de la soldadura.
  37. 37. Los peligros relacionados con la soldadura suponen una combinación poco habitual de riesgos contra la salud y la seguridad.Por su propia naturaleza, la soldadura produce humos y ruido, emite radiación, hace uso de electricidad o gases y puede provocar quemaduras, descargas eléctricas, incendios y explosiones.
  38. 38. Algunos peligros son comunes tanto a la soldadura por arco eléctrico como a la realizada con gas y oxígeno. Si trabaja en labores de soldadura, o cerca de ellas, observe las siguientes precauciones generales de seguridad: Suelde solamente en las áreas designadas. Utilice solamente equipos de soldadura en los que haya sido capacitado. Sepa qué sustancia es la que está soldando y si ésta tiene o no revestimiento. Lleve puesta ropa de protección para cubrir todas las partes expuestas del cuerpo que podrían recibir chispas, salpicaduras calientes y radiación. La ropa de protección debe estar seca y no tener agujeros, grasa, aceite ni ninguna otra sustancia inflamable.
  39. 39.  Lleve puestos guantes incombustibles, un delantal de cuero, y zapatos altos para protegerse bien de las chispas y salpicaduras calientes. Lleve puesto un casco hermético específicamente diseñado para soldadura, dotado de placas de filtración para protegerse de los rayos infrarrojos, ultravioleta y de la radiación visible. Nunca dirija la mirada a los destellos producidos, ni siquiera por un instante. Mantenga la cabeza alejada de la estela, manteniéndose detrás y a un lado del material que esté soldando. Haga uso del casco y sitúe la cabeza correctamente para minimizar la inhalación de humos en su zona de respiración. Asegúrese de que exista una buena ventilación por aspiración local para mantener limpio el aire de su zona de respiración.
  40. 40.  Observe si las mangueras de gas tienen escapes, usando para ello un gas inerte. Revise las inmediaciones antes de empezar a soldar para asegurarse de que no haya ningún material inflamable ni disolventes desgrasantes. Vigile el área durante y después de la soldadura para asegurarse de que no haya lumbres, escorias calientes ni chispas encendidas que podrían causar un incendio. Localice el extinguidor de incendios más próximo antes de empezar a soldar. Deposite todos los residuos y despuntes de electrodo en un recipiente de desechos adecuado para evitar incendios y humos tóxicos. No suelde en un espacio reducido sin ventilación adecuada y sin un respirador aprobado.
  41. 41.  No suelde en áreas húmedas, no lleve puesta ropa húmeda o mojada ni suelde con las manos mojadas. No suelde en contenedores que hayan almacenado materiales combustibles ni en bidones, barriles o tanques hasta que se hayan tomado las medidas de seguridad adecuadas para evitar explosiones. Si trabajan otras personas en el área, asegúrese de que hayan sido avisadas y estén protegidas contra los arcos, humos, chispas y otros peligros relacionados con la soldadura. No se enrolle el cable del electrodo alrededor del cuerpo. Ponga a tierra el alojamiento del instrumento de soldadura y el metal que esté soldando.
  42. 42. Hacer un correcto uso de todos los implementos de seguridad existentes para su misma integridad física.Cuidar y manejar correctamente las máquinas, herramientas y equipos que estén bajo su responsabilidad.Velar por la seguridad de la empresa y de sus compañeros de trabajo, el trabajo en equipo requiere ayuda, comprensión y respeto mutuo.Respetar las reglas de seguridad en el taller, en el puesto de trabajo y en todo lugar donde realice su labor o desempeñe su oficio.
  43. 43. En el circuito eléctrico de soldadura y en la red de alimentación se encuentran los siguientes puntos de mayor peligro de electrocución.1. Conductores defectuosos.2. Porta electrodos defectuosos.3. Conexión a masa en mal estado o mal ajustada.4.Enchufes, llaves de cuchilla o interruptores en mal estado de conservación.5. Material base.6. Mesa de trabajo.7. Cable y/o conexión a la red de alimentación.

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