Soldadura

LABORATORIO DE SOLDADURA

La soldadura es una arte, que se entiende técnicamente como un proceso de fabricación donde se busca la unión de dos materiales por fusión, su uso más amplificado ocurre con metales pero en los últimos tiempos se ha ampliado a la industria de los termoplásticos. Tuvo sus inicios en la edad de bronce, encontró su auge en la edad media con los avance en la soldadura de fragua (donde no se usaba material de aporte) la cual no trajo grandes variaciones hasta el siglo XIX donde llego el arco eléctrico.

En la actualidad la diversidad de este procedimiento va desde la variación del material de aporte, hasta la energía usada para generar fusión (gas, arco eléctrico, laser, ultrasonido, entre otros). Su importancia en la industria obliga a hacer de la soldadura, una rama de estudio esencial en la búsqueda de la formación integral de un ingeniero. La técnica y los fundamentos teóricos aprendidos son la razón de este informe.

MARCO TEÓRICO

La soldadura está definida como la unión de o más materiales entre si, en tal forma que queden como una sola pieza. (1) Cuya unión implica la fusión parcial, y coalescencia mutua de los materiales mediante el calor.

Algunas uniones se realizan por presión y calor, otras con solo presión sin aporte de calor externo. Se pueden usar o no material de aporte, cuando se realiza sin este se denominan soldaduras autógenas.

Los procesos de soldadura se pueden dividir en dos clasificaciones: soldadura por fusión, y soldadura de estado solido. La soldadura de estado solido se refiere a los procesos de unión en los que se interviene la combinación de presión y calor (por debajo de la temperatura de fusión), o solo presión. (2) Se caracteriza por no usar material de aporte e incluye procesos represtnativos de soldadura como:

• Soldadura por difusión (SD)

• Soldadura por fricción (SF)

• Soldadura ultrasónica (SU)

1. SOLDADURA POR ARCO CON PROTECCION GASEOSA

El gas protector impide el contacto entre la atmosfera y el baño de fusión, por lo cual las uniones obtenidas son más resistentes, mas dúctiles, y menos sensibles a la corrosión, en comparación con otros procedimientos. (2)

Este procedimiento simplifico el uso de desoxidantes para el soldeo de metales no férreos, eliminando procesos posteriores de limpieza y acabado, y defectos como sopladuras e inclusiones de escoria. Además de mostrar menor deformación de las piezas en las inmediaciones del cordón de soldadura.

En la parte técnica, el soldador es el que le da la calidad a su trabajo, este procedimiento permite tener soldaduras más limpias, sanas y uniformes, debido a la escasez de humo que da la posibilidad al soldador de ver claramente lo que está haciendo.

El procedimiento se puede realizar de forma manual, automática o semiautomática. En el último el soldador controla la dirección y la velocidad.

1.1. TIG ( Tungsten Inert Gas):

Variación del procedimiento de soldadura por arco con electrodo infusible y protección gaseosa. En este procedimiento el arco de soldadura aparece del electrodo de tungsteno que no se consume, el chorro de gas inerte rodea el electrodo y expulsa el aire de las inmediaciones de la zona de soldeo, evitando cualquier tipo de oxidación en el sistema.

El electrodo solo establece el arco, no se consume. Si la unión requiere de material de aporte se usa una varilla metálica que se introduce en el baño de fusión.

Se pueden usar equipos de corriente alterna o continua, con tal de que permita un buen control de la corriente en el campo de las pequeñas intensidades, esto con el fin de conseguir una buena estabilidad de arco

Figura 1. Soldadura TIG

1.2. MIG (Metal Inert Gas):

Variante del procedimiento de soldadura por arco con electrodo metálico fusible y protección gaseosa.. El material de aporte se alimenta automáticamente, a través de una pistola de soldadura, siendo la velocidad de salida un parámetro ajustable.

El sistema usado en esta soldadura se muestra en la siguiente figura. El generador más adecuado sería de corriente continua, sea rectificador o convertidor. La corriente continua con polaridad invertida mejora la fusión del material de aporta, afecta positivamente la penetración, y da una excelente presentación.

El sistema de alimentación de alambre tira el hilo de una bobina hacia la pistola, su ajuste se realizaba en el caso de la practica por accionamiento de la pistola, la velocidad era constante y se ajustaba en la unidad de control. Este equipo es independiente con el fin de darle movilidad al equipo y facilitar la soldadura en lugares amplios.

El gas protector tiene una influencia importante sobre las propiedades del material depositado. Las aleaciones de aluminio, aceros al carbono, Níquel, monel y magnesio se realizan con argón, casos como el cobre se manejan con mezclas de helio y argón. El aire de la zona de soldadura se ve desplazado por el gas protector, debido esto se obtiene depósitos de gran resistencia. Para la práctica realizada se usó una mezcla de 75% Ar y 25% de dióxido de carbón, debido a que se usa para soldar acero al carbón.

Figura 2. Instalación para soldadura MIG (3)

Figura 3. Bobina de alambre, Generador.

En la práctica se realizó una aplicación semiautomática, puesto que la alimentación del alambre, la corriente de soldadura, y la circulación del gas, se ajustaban a través del proceso y los resultados obtenidos, pero la pistola se sostiene y se desplaza manualmente. Esto último implica que el soldador debe mantener una posición, longitud de arco, y velocidad de avance adecuado y constante.

Figura 4. Pistola para soldadura MIG semiautomática

Este proceso muestra ventajas por el hecho de no tener operaciones de limpieza, pues no tiene escoria. Un soldador que ya haya trabajado otras técnicas antes tiene una gran adaptación a este procedimiento. Muestra una gran velocidad de soldadura, que no afecta la productividad, sino disminuye los defectos por interrupciones, tiene una gran presentación, además de manejar espesores muy finos.

Figura 5. Ángulo para realizar cordones

El mejor supervisor de calidad en soldadura, es el propio soldador, y más en esta técnica que permite ver que se hizo, y que tipo de error se cometió. La posición en la que se tiene la pistola es importante, se debe mantener un arco entre 15 a 25° y una separación del metal base y la pistola de 10

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