Fundamentos de soldadura.

Fundamentos

Ventajas Proporciona una unión permanente.

La unión soldada puede ser mas fuerte que los

materiales originales.

Es la forma mas económica de unir componentes,

en términos de uso de materiales y costos de

fabricación.

La soldadura se puede realizar en un ambiente

diferente al de la fabrica.

Desventajas La mayoría de las operaciones de soldadura se

realiza de forma manual y son elevadas en términos

de costo de la mano de obra.

Implica el uso de mucha energía, y por consiguiente

son peligrosos.

No permite un desensamble adecuado.

Puede padecer de ciertos defectos de calidad que

son difíciles de detectar.

ClasificaciónLos procesos de soldadura se pueden dividir en

dos grupos principales:

Soldadura por fusión

Soldadura de estado sólido

Soldadura por fusión Usan calor para fundir los metales base.

Generalmente se añade un metal de aporte a la combinación fundida para facilitar el proceso y aportar volumen y resistencia a la unión soldada.

La operación donde no se añade material de aporte se denomina autógena.

Soldadura por fusión

Este tipo de proceso incluye los siguientes grupos:

Soldadura con arco eléctrico, SAE (AW)

Soldadura por resistencia, SR (RW)

Soldadura con oxígeno y gas combustible, SOGC(OFW)

Otros (Soldadura con haz de electrones y lasoldadura con rayo láser)

Soldadura de estado sólido Se refiere a los procesos de unión en los cuales

la fusión proviene de la aplicación de presión solamente o una combinación de calor y presión.

Soldadura por difusión, SD (DFW)

Soldadura por fricción, SF (FRW)

Soldadura ultrasónica, SU (USW)

Aplicaciones

Construcción

Producción de tuberías, recipientes

a presión, calderas y tanques de

almacenamiento.

Construcción naval

Industria aeronáutica y del espacio

Automóviles y ferrocarriles

Automatización

Soldadura con máquina

Soldadura automática

Soldadura robótica

Características de una junta soldada por fusiónZona de fusión

Interfase de soldadura

Zona afectada por el calor (ZAC)

Zona de metal base no afectado

Columnas en la zona de fusión

Granos gruesos en lazona afectada por elcalor

Granos mas finos enla zona afectada porel calor lejos de lainterfase

Granos trabajadosen frío originales

Soldadura con arco eléctricoLa soldadura con arco eléctrico (AW),

es un proceso por fusión en el cual la

unión de las partes se obtiene

mediante el calor de un arco eléctrico

entre un electrodo y el trabajo. Un arco

eléctrico es una descarga de corriente

eléctrica a través de una separación en

un circuito. Se sostiene mediante la

presencia de una corriente de gas

térmicamente ionizada (Plasma) por la

que circula la corriente. Se pueden

obtener temperaturas localizadas hasta

de 5500 ºC, por lo que cualquier

material puede llegar a ser fundido.

Soldadura metálica con arco eléctrico y gas (Gas metal arc welding, GMAW). Es un proceso

en el que el electrodo es un alambre consumible y continuo y la protección se logra inundando el arco eléctrico con un gas.

Soldadura con núcleo de fundente (Flux-cored arc welding, FCAW). Es un proceso

en el que el electrodo es un tubo consumible continuo que contiene fúndete y otros ingredientes como desoxidantes y elementos de aleaciones.

Soldadura con arco sumergido (Submerged arc welding, SAW). Es un proceso

en el que el electrodo es un alambre consumible continuo, que se protege mediante una cobertura de fundete granular.

Electrodos no consumibles Soldadura de tungsteno con arco eléctrico

y gas

(Gas tungten arc welding, GTAW). Es un proceso en el que se usa un electrodo de tungsteno no consumible y un gas inerte para proteger el arco.

Soldadura por arco de plasma(Plasma arc welding, PAW). Es una forma

especial de soldadura de tungsteno con arco

eléctrico y gas en la cual se dirige un arco de

plasma controlado al área de soldadura.

Soldadura con electrodo de carbono (Carbon arc welding, CAW). Es un proceso de

soldadura que usa un electrodo de carbono no consumible. Se usa como fuente de calor para soldadura fuerte y para depositar materiales resistentes al desgaste.

Soldadura con rayo laser (Láser beam welding, LBW). Es un proceso por

fusión en el que se obtiene la coalescenciamediante la energía de un haz luminosocoherente altamente concentrado y enfocado ala unión que se va a soldar.

General Characteristics of Fusion Welding Processes

TABLE 27.1

Joining process Operation Advantage

Skill level

required

Welding

position

Current

type Distortion*

Cost of

equipment

Shielded metal-arc Manual Portable and

flexible

High All ac, dc 1 to 2 Low

Submerged arc Automatic High

deposition

Low to

medium

Flat and

horizontal

ac, dc 1 to 2 Medium

Gas metal-arc Semiautomatic

or automatic

Most metals Low to

high

All dc 2 to 3 Medium to

high

Gas tungsten-arc Manual or

automatic

Most metals Low to

high

All ac, dc 2 to 3 Medium

Flux-cored arc Semiautomatic

or automatic

High

deposition

Low to

high

All dc 1 to 3 Medium

Oxyfuel Manual Portable and

flexible

High All — 2 to 4 Low

Electron-beam,

Laser-beam

Semiautomatic

or automatic

Most metals Medium

to high

All — 3 to 5 High

* 1, highest; 5, lowest.

Torch Used in Oxyacetylene Welding

Figure 27.2 (a) General view ofand (b) cross-section of a torchused in oxyacetylene welding.The acetylene valve is openedfirst; the gas is lit with a sparklighter or a pilot light; then theoxygen valve is opened and theflame adjusted. (c) Basicequipment used in oxyfuel-gaswelding. To ensure correctconnections, all threads onacetylene fittings are left-handed, whereas those foroxygen are right-handed.Oxygen regulators are usuallypainted green, acetyleneregulators red.

Flame Cutting and Drag LinesFigure 27.18 (a) Flame cutting of steel plate with an oxyacetylene torch, and a cross-section of

the torch nozzle. (b) Cross-section of a flame-cut plate showing drag lines.

Resistance Spot Welding

Figure 28.5 (a) Sequence in resistance spot welding. (b) Cross-section of a spot weld, showing the weld nugget and the indentation of the electrode on the sheet surfaces. This is one of the most commonly used process in sheet-metal fabrication and in automotive-body assembly.

Examples of Spot Welding

(c)

(a) (b)

Figure 28.7 (a) and (b) Spot-welded cookware and muffler. (c) An automated spot-welding machine with a programmable robot; the welding tip can move in three principal directions. Sheets as large as 2.2 m X 0.55 m (88 in. X 22 in.) can be accommodated in this machine. Source: Courtesy of Taylor-Winfield Corporation.

Tipos de soldadura

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Calidad de la soldadura