Soa Soldadura Oxi-acetilenica

*SOLDADURA OXI-ACETILENICAEnerga de tipo Termo-Qumica: Reaccin de dos 2. Unin por Fusin4. Energa independiente del Material de Aporte3. Realizable con o sin Material de Aporte5. Buen control del calor suministrado a la pieza6. Alta Versatilidad: Soldadura, Corte, Trat. Trmico, gases (combustible + comburente) Reformado, MetalizadoPropiedades del Proceso

*Desventajas del Proceso1. Alto costo de consumibles y equipos2. Mayores exigencias de seguridad3. Encendido y Regulacin de la llama4. Constante Intensidad de Calor de la llama5. Bajo Rendimiento Trmico de la llama (50%)6. Pocas posibilidades de automatizar el procesoSOLDADURA OXI-ACETILENICA

*SOLDADURA OXI-ACETILENICACombustibles- Acetileno: C2H2- Metano: CH4- Propano : C3H8- Hidrgeno: H2Comburentes- Oxgeno: O2- AireTipos de Gases

*PROPIEDADES DE LOS GASES

*Desprendimiento y Retroceso de LlamaVelocidad de Propagacin > Velocidad de Combustin Velocidad de Propagacin < Velocidad de Combustin Mezcla O2 + C2H2 Desprendimiento de Llama Retroceso de Llama

*REACCIONES QUIMICASFase 1: 2 C2H2 + 2 O2 4 CO + 2H2 (reductora) Fase 2: 4 CO + 2 H2 + 3 O2 4 CO2 + 2 H2O (oxidante)Combustin Ox-hdrica2 H2 + O2 2 H2OCombustin Oxi-propnicaC3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O Combustin Oxi-metnicaCH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2OCombustin Oxi- acetilnica

*TIPOS DE LLAMAS CARACTER QUIMICO (Tipo de Material) VELOCIDAD DE SALIDA (Espesor del Material)- Llama Oxidante: O2 / C2H2 > 1- Llama Neutra: O2 / C2H2 = 1- Llama Reductora: O2 / C2H2 < 1 - Llama Blanda: 80 m/seg- Llama Normal: 80 130 m/seg- Llama Fuerte: > 130 m/seg

*ZONAS DE LA LLAMATEMPERATURA ( C)DISTANCIA (mm)Zona Fra Zona Reductora Zona de TrabajoZona Oxidante40015003300O2 + C2H2 2 C2H2 + 2 O2 4 CO + 2H2 4 CO + 2 H2 + 3 O2 4 CO2 + 2 H2O

*ENVASADO DE GASES

*Regulador

*Regulador

*GENERACION DE ACETILENOCaC2 + 2 H2O C2H2 + Ca(OH)2 + EnergaEnvasado- Masa Porosa ( 70 - 80 % de Porosidad)- NaSi(OH)2 Hidrosilicato de Sodio- Asbesto- 16 lit. de Acetona (1:25 C2H2)- Material Cermico1 Kg + 0.56 Kg 0.45 m3 + 1.16 Kg + 2000 KJ

*manmetroVlvulas de seguridadmanmetroVlvulas de CierreLlenado de aguaVlvulas de TomaControl de nivel de aguaAgua de ArrestoVlvulas de CierreCarburo de CalcioCmara de ReaccinAgua de ReaccinAgua de RefrigeracinCmara de GasGenerador de Acetileno

*C3H6O + C2H2Masa PorosaBombona de AcetilenoMasa Porosa

*TIPOS DE LLAMAS PARA MATERIALESCobre Llama Neutra (leve) ReductoraReductora: 2CO + 2Cu2O 4 Cu + 2CO2 (Desoxidacin)Oxidante : CO2 + 4 Cu 2 Cu2O + C (Oxidacin)Latones Bronces Llama OxidanteReductora : 2CO + 2 ZnO 2 Zn + 2CO2 (Oxidacin , prdida de elementos)Oxidante : CO2 + 2 Zn 2 ZnO + C(Desoxidacin)

*CuCu2O

*TIPOS DE LLAMAS PARA MATERIALESAceros al Carbono LLama NeutraReductora : 2 C + 6 Fe 2 Fe3C (Recarburacin)Oxidante : 2O2 + 2 C 2 CO2 (Descarburacin)Aceros Inoxidables Llama Neutra - pro oxidanteReductora: C + Cr2O3 Cr6C23 (Sensibilizacin de la soldadura)Oxidante : O2 + Ni NiO2(Prdida de elementos)

*TIPOS DE LLAMAS PARA MATERIALESFundiciones Llama ReductoraReductora : 2 CO + 2Fe 2 C + 2 FeOOxidante : O2 + 2C 2 CO(Efecto grafitizante)(Descarburacin)

*Aluminio Llama Reductora(Formacin de xidos)Oxidante o Neutra : O2 + 3 Al Al2O3 TIPOS DE LLAMAS PARA MATERIALESReductora : 3 C + 2 Al2O3 4 Al + 3 CO2(Reduccin de xidos)Plomo LLama Reductora(Formacin de xidos)Oxidante o Neutra : O2 + 2 Pb 2 PbO(Reduccin de xidos)Reductora : C + 2 PbO 2 Pb + CO2

*BOQUILLAS PARA S.O.A.

Numero de BoquillaEspesor Recomendado *(mm)Flujo *Normal de Gas (Lit/h)00.2 - 0.53510.5 1.0 7521.0 2.012032.0 4.030044.0 6.050056.0 9.075069.0 141150714 201700820 302500930 5042501050 1007500

*LENTES DE SEGURIDAD PARA S.O.A

TONOAPLICACION1.2 - 1.7Para ayudantes2.0 2.5 Para corte no pesado3Soldadura ( no-Fe o Fe de bajo espesor)4Soldadura Aceros y Fundiciones5.0 6.0Soldadura todos los tipos7 - 8Soldadura pesada o prolongada

*FASE 1: 2 Fe + O2 2 FeO + 64.000 CalFASE 2: 3 Fe + 2 O2 Fe3O4 + 260.000 CalFASE 3: 2 Fe + 3/2 O2 Fe2O3 + 190.000 CalTotal: 514.000 CalSeparacin trmica de metales, basada en la oxidacin acelerada de los mismos.OXICORTE

*OXICORTEPropiedades del Material- Debe inflamarse en Oxgeno- Temp. de Inflamacin < Temp. de Fusin- Temp. Fusin del Oxido < Temp. Fusin del metal- Baja Conductividad TrmicaProcesos Alternativos- Si el material no llena estos requisitos

*CORTABILIDAD DE MATERIALES CON S.O.A.

MATERIALTemp.Inflamacin (C) Temp. Fusin de Aleacin (C)Temp. Fusin del Oxido(C)CortabilidadAcero < 0.1 % C1050 1520 1536 1375Muy buena0.1 0.3 % C1000 1200 1450 1500 1375Buena0.3 2.0 % C~ 1200 ~ 1400 1375RegularFundiciones1350 1450 ~ 1250 1375MalaAluminio800660 2050MalaTitanio1730 1830MalaCobre1083 CuO : 375Cu2O: 1200Mala

*Procesos Alternativos de Corte

PropiedadLanzaO2SOAPolvoArcoO2SEAPlasmaLaserAguaFuente de calorO2SOA + polvoArco +O2ArcoArcoPlasmaRayo LaserChorroAguaMaterialestodostodosmetalesmetalesmetalestodosmetalesEspesores de corte (mm)< 3000< 3000< 100Max 8.0Max 70 mm< 5< 3Velocidad de corte (m/min)< 1.0< 0.5Max 0.2Max Max 0.2< 0.01< 0.01Grado de MecanizacinmanualManualAutom.ManualAutom.ManualManualAutom.Autom.Autom.

*PRINCIPIO DE OPERACION DEL OXICORTEFASE 1: Precalentamiento de la zona a cortar- Evitar temple de bordes cortados - Disminuir distorsin de la pieza- Alcanzar Temperatura de InflamacinFASE 2 : Adicin de Oxigeno a alta presin- Acelerar el proceso de oxidacin- Expulsar los xidos formados

*Mezcla O2 + C2H2 (Fase 1)Flujo de O2 (Fase 2)Picos de Corte

*GasPicoMquinaMaterialAvanceCondiciones Distancia a Pieza Condiciones Angulo de Corte CantidadPresin Mezcla Pureza EspesorComposicin AcabadoOperarioDestrezaCalidad del Corte

*SOLDADURAS HETEROGENEASUniones donde el mat. de aporte es diferente al mat. BaseT. Fusin del Mat. Aporte < T. Fusin del Mat. BasePROPIEDADES- No se produce fusin del material base- No se altera metalrgicamente el Mat. Base- Soldadura de bajos espesores ( < 1 mm )- Baja tensin residual o deformacin de la unin- Unin por proceso de DIFUSION- Uniones de resistencia mecnica moderada

*BLANDAS T < 450 C (Soldering) - Estao ( 323 C ) - Plomo ( 327 C ) - Zinc ( 420 C) - Cadmio ( 321 C ) - Bismuto ( 271 C ) FUERTES T > 450 C (Brazing) - Antimonio ( 631 C ) - Cobre ( 1080 C ) - Latn ( ~ 980 C ) - Bronce ( ~ 950 C) - Plata ( 960 C) - Aluminio ( 660 C)SOLDADURAS HETEROGENEAS

*Temperatura (C)Tiempo Total (seg)Precal.SoldaduraEnfriam.Fusin del Material BaseTemperatura de TrabajoRelacion Temperatura/Tiempo

*-Temperatura-Tiempo RAZona de DifusinRA: Recorrido AtmicoProceso de DifusinMat. Base

*RECORRIDO ATOMICO (RA)Do : Constante de Difusin (Cm2/seg)Q : Energa de Activacin (Cal/mol)t : Tiempo de Soldadura (Seg)R : Constante de Gas (1.98 Cal/mol k)T : Temperatura (K)(Cm)

*Constantes de Difusin (Do) Energa de Activacin (Q)

MaterialesDo (Cm2/seg)Q (Cal/mol)Cu en Al8.5 * 10-232600Zn in Al1227800Si en Al0.930500Mn en Al2 * 10664200Mg en Al1.228000Zn en Cu3 * 10-620000Sn en Cu4.1 * 10-331000Ni en Cu6.5 * 10-530000Al in Cu7.2 * 10-339000Cu en Ni1 * 10-335000Sn en Pb4.126000

*Ejemplo: Deposito de Zn sobre CuCu : 1080 C (1353 k)Zn : 450 C (723 k) t : 20 seg

*DLe2e1e2 > e1FTFTaFCFCRTB = Resistencia a la Traccin del Mat. BaseRCA = Resistencia a la Cizalladura del Mat. AporteLongitud Mnima de Empalme

*FT= RTB* a* e (1)FC= RCA * a * L (2)Longitud de empalme Espesor de rellenoL= Energa superficial del lquido (dyn/cm) = Densidad (gr/cm3)g = Constante de gravedad 981 (cm/seg2)L = Longitud de la empalme

*Angulo de Recubrimiento (Mojado) < 90 > 90 < 90Buen recubrimiento de la gota > 90Mal recubrimiento de la gotaS > LS < L

*ENERGIA SUPERFICIAL DE SOLIDOS

Tipo de EnlaceMaterialesEnerga Superficial - SCOVALENTEPlsticosGrasasAceitesPinturas< 50 dyn/cmIONICOSalesxidosCermicos50 200 dyn/cmMETALICOMetales200 1200 dyn/cm

*Propiedades de Metales Lquidos

METALFusin ( C)Densidad (gr/cm3)Viscosidad (gr/cm.seg)Energa(L)Superficial (dyn/cm)Cadmio (Cd)3218.650.024586Cobre (Cu)10808.960.0341160Plomo (Pb)32711.340.023438Plata (Ag)9619.30.039923Estao (Sn)2317.20.017526Zinc (Zn)4207.10.037798Aluminio (Al)6602.70.028831

*Velocidad de Flujo

: Viscosidad del lquido (gr/cm.seg): Densidad (gr/cm3)L: Longitud mnima de empalme (mm)Evaluacin del tiempo de soldadura

*EFECTO GALVANICOe- e- e- e- e- Celda Galvnica e- e- e- e- e- Corrosin LocalizadaDiferencias en el Potencial Electro Qumico

*CRITERIOS DE SELECCION DE MATERIALES (Aporte/Base)1- Temperaturas de fusin2- Propiedades Mecnicas - Resistencia a la traccin (Mat. Base)- Resistencia a la cizalladura (Mat. Aporte)3- Efecto Galvnico (Potencial Electro Qumico )4- Capacidad de recubrimiento (Angulo de Mojado)5- Viscosidad en estado lquido (Mat. de Aporte)6- Intervalo de solidificacin (Mat. Aporte)

*0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Pb Sn Temperatura (C) 4003002001000L P 19 61.9 97.5 Diagrama Pb - Sn327 C 231 C 193 C

*ESTRUCTURA DE LA UNIONZona 1: Material de Aporte Zona 2 : Zona de Difusin Zona 3 : Material base no afectado

*- Controlar la formacin de xidos - Disminuir la tensin superficial del bao- Mejora la tenacidad de la unin4 Cu + O2 2 Cu2O+ NH4Cl CuCl2 +2 NH3 + H2140 C1080 C1200 C4 Al + 3 O2 2 Al2O3+ ZnCl2 2 AlCl3 + ZnO660 C2060 C190 CFundentes para S.O.A* La Temp. de Fusin MeO > Temp. de Fusion Me

*Temperatura (C)Tiempo Total (seg)Precal.SoldaduraEnfriam.MximaMnimaTemperatura de TrabajoEfectividad del FundenteRelacion Temperatura/TiempoFusin del Material Base

*RELACION DE TEMPERATURAS PARA APLICACION DE FUNDENTES

MATERIALTemp. Fusin de Aleacin (C)Temp. Fusin del Oxido(C)Fundente? Acero < 0.1 % C1520 1536 1375NO0.1 0.3 % C1450 1500 1375NO0.3 2.0 % C~ 1400 1375NOFundiciones~ 1250 1375SIAluminio660 2050SITitanio1730 1830SICobre1083 CuO : 375Cu2O: 1200SI

*Seleccin de Fundentes1. Fundentes para Temperaturas < 450 C- Orgnicos (A base de Resinas)- Acido Abitico- Acido Gliclico- Inorgnicos- Cloruro de Amonio- Cloruro de Zinc- Acido Brico- Brax- Acido Fosfrico- Fluoruro de Amonio o Potasio2. Fundentes para Temperaturas > 450 C

*Acido Abitico (C20H30O2)Fusin: 173 CNo corrosivo, no higroscpico, no venenosoMucho uso en la industria electrnica

Acido Gliclico (CH2OH.COOH)Fusin: 80 CSoluble en alcoholEn forma de pasta , mezclado con glicerinaTipos de FundentesOrgnicos

*Cloruro de Amonio (NH4Cl)Sal blanca, soluble en agua y AlcoholNo higroscpico, no venenosoNo funde con el calentamiento

Cloruro de Zinc (ZnCl2)Fusin: 283 CSoluble en agua y alcoholAltamente higroscpicoTipos de FundentesInorgnicos

*Brax (Na2B4O7.10H2O)Funde a 741 CHigroscpico, no venenosoForma cristales transparentes e incoloros

Acido Brico (H3BO3)Fusin: 580 CSoluble en agua y alcoholSal en polvo, altamente higroscpicoTipos de FundentesT > 450 C

* Acido Fosfrico (H3PO4)Funde a 835 CHigroscpico, no venenosoSal en polvo

Fluoruros de Amonio o PotasioSales higroscpicasAltamente venenosos

Tipos de FundentesT > 450 C

*OxidantesCO2H2OReductorasHidrgenoCOInertesHelio, Argn, NitrgenoVacoAtmsferas Protectoras

*CobreAtmsfera de VacoT : 1100 C

*Soldadura de CobreAtmsfera de Reductora de H2T : 1100 C

*Soldadura de CobreAtmsfera de Reductora de Hidrgeno

*PRECAUCIONES EN EL MANEJO DE GASESACETILENO Almacenar en lugar fresco, lejos de las altas temp.- Evitar el uso de llamas abiertas para ubicar fugas- No utilizar cilindros defectuosos o golpeados- Mantener cilindros en posicin vertical- Evitar golpes fuertes en cilindros- Prever sistema de Arresta-llama

*PRECAUCIONES EN EL MANEJO DE GASESOXIGENO- Evitar uso de grasas en mantenimiento de vlvulas- Evitar golpes fuertes a cilindros llenos Almacenar en lugar fresco, lejos de las altas temp.- No utilizar cilindros defectuosos

*Tipos de Biseles para S.O.A.

Espesor de MaterialBiselSoldad. IzquierdaMaterial de Aporte 1/32 (0.5 mm) a 1/16 (1.5 mm)A tope Bordes doblados a 90Sin Mat. de Aporte 3/32 (2.38 mm)A tope (1/16luz) Sin Mat. de Aporte 1/8 (3.17 mm)A tope (1/16luz)Varilla 3/32 5/32 (3.96 mm)Bisel a 60 (1/16 luz)Varilla 3/32 3/16 (4.76 mm)Bisel a 60 (3/32 luz)Varilla 1/8 1/4 (6.35 mm)Bisel a 60 (1/16 luz)Varilla 1/8Soldad. Derecha 1/4 (6.35 mm)A tope (1/8luz)Varilla 1/8 5/16 (7.94 mm)Bisel V 60 (3/32 luz)Varilla 5/32 3/8 (9.53 mm)Bisel V 60 (1/8 luz)Varilla 3/161/2 a 1 (12.7 a 25.4 mm)Bisel X - 60 (1/8 luz)Varilla 1/4

*ELEMENTOS CONTAMINANTES DESPRENDIDOS DE S.O.A.

ELEMENTOMAXIMO PERMITIDOCONSECUENCIASPlomo0.2 mg/m3 aireLeucemiaHierro15mg/m3 aireIrritanteFluoruros2.5 mg/m3 aireIrritantes , VenenososCO25000 cm3/m3 aireProduce MareoCO50 cm3/m3 aireVenenosoGases Nitrogenados5 cm3/m3 aireVenenososZinc15 mg/m3 aireIrritante y Cancergeno

*El oxido de Aluminio es:AlminaFeoAl2O3MgO

C = 02I = 02TOTAL = (C I/2) = 01Muestra de Examen