Universitario de Tecnología Antonio José de Sucre, Extensión Barquisimeto Escuela de Tecnología Mecánica Procesos de fabricación IV Semestre.

UNIDAD 4

SOLDADURA.

INTRODUCCIÓN

La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales, (generalmente

metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son

soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o plástico), para conseguir

un baño de material fundido (el baño de soldadura) que, al enfriarse, se convierte en una unión fija. A veces la

presión es usada conjuntamente con el calor, o por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste

con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el

derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos,

sin fundir las piezas de trabajo.

Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama de gas,

un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido. La energía necesaria para

formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico. La energía para

soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas

caliente.

Mientras que con frecuencia es un proceso industrial, la soldadura puede ser hecha en muchos ambientes

diferentes, incluyendo al aire libre, debajo del agua y en el espacio. Sin importar la localización, sin embargo, la

soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga eléctrica,

humos venenosos, y la sobreexposición a la luz ultravioleta.

Hasta el final del siglo XIX, el único proceso de soldadura era la soldadura de fragua, que los herreros

han usado por siglos para juntar metales calentándolos y golpeándolos. La soldadura por arco y la soldadura a

gas estaban entre los primeros procesos en desarrollarse tardíamente en el siglo, siguiendo poco después la

soldadura por resistencia. La tecnología de la soldadura avanzó rápidamente durante el principio del siglo XX

mientras que la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial condujeron la demanda de métodos de

junta confiables y baratos. Después de las guerras, fueron desarrolladas varias técnicas modernas de soldadura,

incluyendo métodos manuales como la Soldadura manual de metal por arco, ahora uno de los más populares

métodos de soldadura, así como procesos semiautomáticos y automáticos tales como Soldadura GMAW,

soldadura de arco sumergido, soldadura de arco con núcleo de fundente y soldadura por electro escoria. Los

progresos continuaron con la invención de la soldadura por rayo láser y la soldadura con rayo de electrones a

mediados del siglo XX.

Hoy en día, la ciencia continúa avanzando. La soldadura robotizada está llegando a ser más corriente en

las instalaciones industriales, y los investigadores continúan desarrollando nuevos métodos de soldadura y

ganando mayor comprensión de la calidad y las propiedades de la soldadura.

Se dice que es un sistema porque intervienen los elementos propios de este, es decir, las 5M: mano de

obra, materiales, máquinas, medio ambiente y medios escritos (procedimientos). La unión satisfactoria implica

que debe pasar las pruebas mecánicas (tensión y doblez). Las técnicas son los diferentes procesos (SMAW,

SAW, GTAW, etc.) utilizados para la situación más conveniente y favorable, lo que hace que sea lo más

económico, sin dejar de lado la seguridad.

HISTORIA RESIENTE

La Primera Guerra Mundial causó un repunte importante en el uso de los procesos de soldadura, con las

diferentes fuerzas militares procurando determinar cuáles de los varios procesos nuevos de soldadura serían los

mejores. Los británicos usaron primariamente la soldadura por arco, incluso construyendo una nave, el Fulagar,

con un casco enteramente soldado. Los estadounidenses eran más vacilantes, pero comenzaron a reconocer los

beneficios de la soldadura de arco cuando el proceso les permitió reparar rápidamente sus naves después de los

ataques alemanes en el puerto de Nueva York al principio de la guerra. También la soldadura de arco fue

aplicada primero a los aviones durante la guerra, pues algunos fuselajes de aeroplanos alemanes fueron

construidos usando el proceso.

Durante los años 1920, importantes avances fueron hechos en la tecnología de la soldadura, incluyendo la

introducción de la soldadura automática en 1920, en la que el alambre del electrodo era alimentado

continuamente. El gas de protección se convirtió en un tema recibiendo mucha atención, mientras que los

científicos procuraban proteger las soldaduras contra los efectos del oxígeno y el nitrógeno en la atmósfera. La

porosidad y la fragilidad eran los problemas primarios, y las soluciones que desarrollaron incluyeron el uso del

hidrógeno, argón, y helio como atmósferas de soldadura. Durante la siguiente década, posteriores avances

permitieron la soldadura de metales reactivos como el aluminio y el magnesio. Esto, conjuntamente con

desarrollos en la soldadura automática, la corriente alterna, y los fundentes alimentaron una importante

extensión de la soldadura de arco durante los años 1930 y entonces durante la Segunda Guerra Mundial.

A mediados del siglo XX, fueron inventados muchos métodos nuevos de soldadura. 1930 vio el

lanzamiento de la soldadura de perno, que pronto llegó a ser popular en la fabricación de naves y la

construcción. La soldadura de arco sumergido fue inventada el mismo año, y continúa siendo popular hoy en

día. En 1941, después de décadas de desarrollo, la soldadura de arco de gas tungsteno fue finalmente

perfeccionada, seguida en 1948 por la soldadura por arco metálico con gas, permitiendo la soldadura rápida de

materiales no ferrosos pero requiriendo costosos gases de blindaje. La soldadura de arco metálico blindado fue

desarrollada durante los años 1950, usando un fundente de electrodo consumible cubierto, y se convirtió

rápidamente en el más popular proceso de soldadura de arco metálico. En 1957, debutó el proceso de soldadura

por arco con núcleo fundente, en el que el electrodo de alambre auto blindado podía ser usado con un equipo

automático, resultando en velocidades de soldadura altamente incrementadas, y ése mismo año fue inventada la

soldadura de arco de plasma. La soldadura por electro escoria fue introducida en 1958, y fue seguida en 1961

por su prima, la soldadura por electrogas.

Otros desarrollos recientes en la soldadura incluyen en 1958 el importante logro de la soldadura con rayo

de electrones, haciendo posible la soldadura profunda y estrecha por medio de la fuente de calor concentrada.

Siguiendo la invención del láser en 1960, la soldadura por rayo láser debutó varias décadas más tarde, y ha

demostrado ser especialmente útil en la soldadura automatizada de alta velocidad,. Sin embargo, ambos

procesos continúan siendo altamente costosos debido al alto costo del equipo necesario, y esto ha limitado sus

aplicaciones.

TIPOS DE SOLDADURAS

Soldadura eléctrica.

Uso de la electricidad como fuente de energía para la unión metálica.

Soldadura por arco.

Estos procesos usan una fuente de endurecida para crear y mantener un arco eléctrico endurecido y duro.

Pueden usar tanto corriente continua (DC) como alterna (AC), y electrodos consumibles o no consumibles los

cuales se encuentran cubiertos por un material llamado revestimiento. A veces, la región de la soldadura es

protegida por un cierto tipo de gas inerte o semi inerte, conocido como gas de protección, y el material de

relleno a veces es usado también.

Soldadura por combustión (autógena).

Es un procedimiento de soldadura homogénea. Esta soldadura se realiza llevando hasta la temperatura de

fusión de los bordes de la pieza a unir mediante el calor que produce la llama oxiacetilénica que se produce en

la combustión de un gas combustible mezclándolo con gas carburante (temperatura próxima a 3055 °C).

Se trata de un proceso de soldadura con fusión, normalmente sin aporte externo de material metálico. Es

posible soldar casi cualquier metal de uso industrial: cobre y sus aleaciones, magnesio y sus aleaciones,

aluminio y sus aleaciones, así como aceros al carbono, aleados e inoxidables

Soldeo blando y fuerte.

La soldadura blanda y fuerte son procesos en los cuáles no se produce la fusión de los metales base, sino

únicamente del metal de aportación. Siendo el primer proceso de soldeo utilizado por el hombre, ya en la

antigua Sumeria.

La soldadura blanda se da a temperaturas inferiores a 450ºC.

La soldadura fuerte se da a temperaturas superiores a 450ºC.

Y el soldeo fuerte a altas temperaturas se da a temperaturas superiores a 900ºC.

PROCESOS DE SOLDADURA.

Uno de los tipos más comunes de soldadura de arco es la soldadura manual con electrodo revestido

(SMAW, Shielded Metal Arc Welding), que también es conocida como soldadura manual de arco metálico

(MMA) o soldadura de electrodo. La corriente eléctrica se usa para crear un arco entre el material base y la

varilla de electrodo consumible, que es de acero y está cubierto con un fundente que protege el área de la

soldadura contra la oxidación y la contaminación por medio de la producción del gas CO2 durante el proceso de

la soldadura. El núcleo en sí mismo del electrodo actúa como material de relleno, haciendo innecesario un

material de relleno adicional.

Figura. Soldadura manual con electrodo

revestido: (a) proceso total; (b) área de

soldadura ampliada

El proceso es versátil y puede realizarse con un equipo relativamente barato, haciéndolo adecuado para

trabajos de taller y trabajo de campo. Un operador puede hacerse razonablemente competente con una modesta

cantidad de entrenamiento y puede alcanzar la maestría con experiencia. Los tiempos de soldadura son algo

lentos, puesto que los electrodos consumibles deben ser sustituidos con frecuencia y porque la escoria, el

residuo del fundente, debe ser retirada después de soldar. Además, el proceso es generalmente limitado a

materiales de soldadura ferrosos, aunque electrodos especializados han hecho posible la soldadura del hierro

fundido, níquel, aluminio, cobre, acero inoxidable y de otros metales.

La soldadura de arco metálico con gas (GMAW, Gas Metal Arc Welding), también conocida como

soldadura de metal y gas inerte o por su sigla en inglés MIG (Metal inert gas), es un proceso semiautomático o

automático que usa una alimentación continua de alambre como electrodo y una mezcla de gas inerte o semi-

inerte para proteger la soldadura contra la contaminación. Como con la SMAW, la habilidad razonable del

operador puede ser alcanzada con entrenamiento modesto. Puesto que el electrodo es continuo, las velocidades

de soldado son mayores para la GMAW que para la SMAW. También, el tamaño más pequeño del arco,

comparado a los procesos de soldadura de arco metálico protegido, hace más fácil hacer las soldaduras fuera de

posición (ej, empalmes en lo alto, como sería soldando por debajo de una estructura).

Figura. Soldadura de arco metálico con

gas: (a) proceso total; (b) área de soldadura

ampliada

El equipo requerido para realizar el proceso de GMAW es más complejo y costoso que el requerido para

la SMAW, y requiere un procedimiento más complejo de disposición. Por lo tanto, la GMAW es menos

portable y versátil, y debido al uso de un gas de blindaje separado, no es particularmente adecuado para el

trabajo al aire libre. Sin embargo, debido a la velocidad media más alta en la que las soldaduras pueden ser

terminadas, la GMAW es adecuada para la soldadura de producción. El proceso puede ser aplicado a una

amplia variedad de metales, tanto ferrosos como no ferrosos.

Un proceso relacionado, la soldadura de arco de núcleo fundente (FCAW), usa un equipo similar pero

utiliza un alambre que consiste en un electrodo de acero rodeando un material de relleno en polvo. Este alambre

con núcleo de metal es más costoso que el alambre sólido estándar y puede generar humos y/o escoria, pero

permite incluso una velocidad más alta de soldadura y mayor penetración del metal.

Figura. Soldadura de arco de núcleo

fundente: (a) proceso total; (b) área de

soldadura ampliada

La soldadura de arco, tungsteno y gas (GTAW, Gas Tunsteng Arc Welding), o la soldadura de tungsteno

y gas inerte (TIG) (también a veces designada erróneamente como soldadura heliarc), es un proceso manual de

soldadura que usa un electrodo de tungsteno no consumible, una mezcla de gas inerte o semi-inerte, y un

material de relleno separado. Especialmente útil para soldar materiales finos, este método es caracterizado por

un arco estable y una soldadura de alta calidad, pero requiere una significativa habilidad del operador y

solamente puede ser lograda en velocidades relativamente bajas.

Figura. Soldadura de tungsteno y gas

inerte: (a) proceso total; (b) área de

soldadura ampliada

La GTAW puede ser usada en casi todos los metales soldables, aunque es aplicada más a menudo a

metales de acero inoxidable y livianos. Con frecuencia es usada cuando son extremadamente importantes las

soldaduras de calidad, por ejemplo en bicicletas, aviones y aplicaciones navales. Un proceso relacionado, la

soldadura de arco de plasma, también usa un electrodo de tungsteno pero utiliza un gas de plasma para hacer el

arco. El arco es más concentrado que el arco de la GTAW, haciendo el control transversal más crítico y así

generalmente restringiendo la técnica a un proceso mecanizado. Debido a su corriente estable, el método puede

ser usado en una gama más amplia de materiales gruesos que el proceso GTAW, y además, es mucho más

rápido. Puede ser aplicado a los mismos materiales que la GTAW excepto al magnesio, y la soldadura

automatizada del acero inoxidable es una aplicación importante del proceso. Una variación del proceso es el

corte por plasma, un eficiente proceso de corte de acero.

La soldadura de arco sumergido (SAW) es un método de soldadura de alta productividad en el cual el

arco se pulsa bajo una capa de cubierta de flujo. Esto aumenta la calidad del arco, puesto que los contaminantes

en la atmósfera son bloqueados por el flujo. La escoria que forma la soldadura generalmente sale por sí misma,

y combinada con el uso de una alimentación de alambre continua, la velocidad de deposición de la soldadura es

alta. Las condiciones de trabajo están muy mejoradas sobre otros procesos de soldadura de arco, puesto que el

flujo oculta el arco y casi no se produce ningún humo. El proceso es usado comúnmente en la industria,

especialmente para productos grandes y en la fabricación de los recipientes de presión soldados.21 Otros

procesos de soldadura de arco incluyen la soldadura de hidrógeno atómico, la soldadura de arco de carbono, la

soldadura de electro escoria, la soldadura por electro gas, y la soldadura de arco de perno.

Figura. Soldadura de arco sumergido: (a)

proceso total; (b) área de soldadura ampliada

GEOMETRÍA

Tipos comunes de juntas de soldadura

(1) La junta de extremo cuadrado, recomendado hasta 8mm de espesor

(2) Junta de preparación solo-V, se recomiendan angulosos de 45 entre las dos caras, por dar

mejores resultados de costes y calidad

(3) Junta de regazo o traslape

(4) Junta-T.

Las soldaduras pueden ser preparadas geométricamente de muchas maneras diferentes. Los cinco tipos

básicos de juntas de soldadura son la junta de extremo, la junta de regazo, la junta de esquina, la junta de borde,

y la junta-T. Existen otras variaciones, como por ejemplo la preparación de juntas doble-V, caracterizadas por

las dos piezas de material cada una que afilándose a un solo punto central en la mitad de su altura. La

preparación de juntas solo-U y doble-U son también bastante comunes en lugar de tener bordes rectos como la

preparación de juntas solo-V y doble-V, ellas son curvadas, teniendo la forma de una U. Las juntas de regazo

también son comúnmente más que dos piezas gruesas dependiendo del proceso usado y del grosor del material,

muchas piezas pueden ser soldadas juntas en una geometría de junta de regazo.

A menudo, ciertos procesos de soldadura usan exclusivamente o casi exclusivamente diseños de junta

particulares. Por ejemplo, la soldadura de punto de resistencia, la soldadura de rayo láser, y la soldadura de rayo

de electrones son realizadas más frecuentemente con juntas de regazo. Sin embargo, algunos métodos de

soldadura, como la soldadura por arco de metal blindado, son extremadamente versátiles y pueden soldar

virtualmente cualquier tipo de junta. Adicionalmente, algunos procesos pueden ser usados para hacer soldaduras

multipasos, en las que se permite enfriar una soldadura, y entonces otra soldadura es realizada encima de la

primera. Esto permite, por ejemplo, la soldadura de secciones gruesas dispuestas en una preparación de junta

solo-V.

La sección cruzada de una junta de extremo soldado, con el gris más oscuro representando la zona de la soldadura o la fusión, el gris medio la zona

afectada por el calor ZAT, y el gris más claro el material base.

Después de soldar, un número de distintas regiones pueden ser identificadas en el área de la soldadura. La

soldadura en sí misma es llamada la zona de fusión más específicamente, ésta es donde el metal de relleno fue

puesto durante el proceso de la soldadura. Las propiedades de la zona de fusión dependen primariamente del

metal de relleno usado, y su compatibilidad con los materiales base. Es rodeada por la zona afectada de calor, el

área que tuvo su microestructura y propiedades alteradas por la soldadura. Estas propiedades dependen del

comportamiento del material base cuando está sujeto al calor. El metal en esta área es con frecuencia más débil

que el material base y la zona de fusión, y es también donde son encontradas las tensiones residuales.

SOLDADURA MANUAL DE METAL POR ARCO ELECTRICO

Es la forma más común de soldadura. Se suele utilizar la denominación abreviada SMAW (del inglés

Shielded metal arc welding) o MMA (manual metal arc welding). Mediante una corriente eléctrica (ya sea

corriente alterna o corriente continua) se forma un arco eléctrico entre el metal a soldar y el electrodo utilizado,

produciendo la fusión de éste y su depósito sobre la unión soldada. Los electrodos suelen ser de acero suave, y

están recubiertos con un material fundente que crea una atmósfera protectora que evita la oxidación del metal

fundido y favorece la operación de soldeo. El electrodo recubierto utilizado en la soldadura por arco fue

inventado por Oscar Kjellberg.

La idea de la soldadura por arco eléctrico, a veces llamada soldadura electrógena, fue propuesta a

principios del siglo XIX por el científico inglés Humphrey Davy, pero ya en 1885 dos investigadores rusos

consiguieron soldar con electrodos de carbono. Cuatro años más tarde fue patentado un proceso de soldadura

con varilla metálica. Sin embargo, este procedimiento no tomó importancia en el ámbito industrial hasta que el

sueco Oscar Kjellberg inventó, en 1904, el electrodo recubierto. Su uso masivo comenzó alrededor de los años

1950.

La técnica de la soldadura por arco eléctrico tomó importancia en el sector industrial cuando el sueco

Oscar Kjellberg en 1.904 descubre el electrodo revestido. Este hecho es de suma importancia y el punto de

inflexión que permitió posteriormente el gran desarrollo de la soldadura por arco. Hasta entonces se habían

podido hacer experimentos de soldar electrodos desnudos, pero su uso acarreaba muchos inconvenientes como

son:

a. La fijación de elementos nocivos en el baño de fusión;

b. La generación de una fuerte porosidad dentro de la soldadura por los gases ocluidos;

c. Hay problemas de estabilización y soplado del arco eléctrico;

d. Y en general, se consigue una soldadura de mala calidad.

El desarrollo del arco revestido va a permitir solventar todas estas cuestiones, y tendrá una aplicación

fundamental para la soldadura de metales férreos.

Principios del Proceso

El proceso de la soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW, del inglés Shielded

Metal Arc Welding) comienza con el cebado o establecimiento del arco entre el extremo del electrodo y la pieza

a soldar.Una vez conseguido el mantenimiento y estabilización del arco, el calor generado funde el

revestimiento y la varilla metálica del electrodo, a la vez que la combustión del revestimiento sirve para originar

una atmósfera protectora que impide la contaminación del material fundido. Así, las gotas de metal fundido

procedentes de la varilla metálica del electrodo van a depositarse en el baño de fusión rodeadas de escoria. Esta

escoria, por efecto de la viscosidad, flota en el baño protegiéndolo contra un enfriamiento rápido y de la

contaminación del aire circundante. Una vez frío el cordón, se procede a eliminar esta escoria que queda como

una especie de costra en la superficie del cordón.

Equipo de Soldadura

Básicamente, el equipo de soldadura está compuesto por los siguientes elementos:

a. Una fuente de corriente continua o alterna;

b. Pinza porta-electrodo y pinza de masa;

c. Cables de conexión;

d. Electrodos revestidos.

En general, los electrodos revestidos están constituidos por un alma metálica que contiene el metal de

aporte, y un revestimiento que rodea al anterior. Con respecto a los equipos para soldadura por arco en tres tipos

básicos:

1. Equipo de Corriente Alterna: Consisten en un transformador. Transforman la tensión de red o de

suministro (que es de 110 ó 220 Volt en líneas monofásicas, y de 380 Volt entre fases de

alimentación trifásica) en una tensión menor con alta corriente. Esto se realiza internamente, a

través de un bobinado primario y otro secundario devanados sobre un núcleo o reactor

ferromagnético con entrehierro regulable.

2. Equipo de Corriente Continua: Se clasifican en dos tipos básicos: los generadores y los

rectificadores. En los generadores, la corriente se produce por la rotación de una armadura

(inducido) dentro de un campo eléctrico. Esta corriente alterna trifásica inducida es captada por

escobillas de carbón, rectificándola y convirtiéndola en corriente Continua. Los rectificadores son

equipos que poseen un transformador y un puente rectificador de corriente a su salida.

3. Equipo de Corriente Alterna y Corriente Continua: Consisten en equipos capaces de poder

proporcionar tanto CA como CC. Estos equipos resultan útiles para realizar todo tipo de soldaduras,

pero en especial para las del tipo TIG ó GTAW.

Elementos presentes en el proceso

Existen una serie de características que permiten que la soldadura por arco eléctrico pueda llevarse acabo,

entre ellas tenemos:

Plasma: está compuesto por electrones que transportan la corriente y que van del polo negativo al

positivo, de iones metálicos que van del polo positivo al negativo, de átomos gaseosos que se van

ionizando y estabilizándose conforme pierden o ganan electrones, y de productos de la fusión tales como

vapores que ayudarán a la formación de una atmósfera protectora. Esta misma alcanza la mayor

temperatura del proceso.

Llama: es la zona que envuelve al plasma y presenta menor temperatura que éste, formada por átomos

que se disocian y recombinan desprendiendo calor por la combustión del revestimiento del electrodo.

Otorga al arco eléctrico su forma cónica.

Baño de fusión: la acción calorífica del arco provoca la fusión del material, donde parte de éste se

mezcla con el material de aportación del electrodo, provocando la soldadura de las piezas una vez

solidificado.

Cráter: surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y profundidad vendrán dadas por el

poder de penetración del electrodo.

Cordón de soldadura: está constituido por el metal base y el material de aportación del electrodo, y se

pueden diferenciar dos partes: la escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la

solidificación y que posteriormente son eliminadas, y sobre el espesor, formado por la parte útil del

material de aportación y parte del metal base, la soldadura en sí.

Electrodos: son varillas metálicas preparadas para servir como polo del circuito; en su extremo se

genera el arco eléctrico. En algunos casos, sirven también como material fundente. La varilla metálica a

menudo va recubierta por una combinación de materiales que varían de un electrodo a otro. El

recubrimiento en los electrodos tiene diversas funciones, que pueden resumirse en las siguientes:

a. Función eléctrica del recubrimiento

b. Función física de la escoria

c. Función metalúrgica del recubrimiento

Funciones de los recubrimientos

Los revestimientos de los electrodos son mezclas muy complejas de materiales que actúan durante el

proceso de fusión del electrodo para cumplir las funciones que a continuación se relacionan. Existen tres

mecanismos que permiten que el revestimiento actué correctamente.

Función eléctrica del recubrimiento

La estabilidad del arco para la soldadura depende de una amplia serie de factores, como es la ionización

del aire para que fluya adecuadamente la electricidad. Para lograr una buena ionización se añaden al

revestimiento del electrodo productos químicos consistentes en sales de sodio, potasio y bario, los cuales tienen

una tensión de ionización baja y un poder termoiónico elevado.

Función fisica del recubrimiento

El recubrimiento, también contiene en su composición productos como los silicatos, los carbonatos, los

óxidos de hierro y óxidos de titanio, que favorecen la función física de los electrodos, que facilitan la soldadura

en las diversas posiciones de ejecución del soldeo.

Función metalúrgica de los recubrimientos

Además de las funciones de estabilizar y facilitar el funcionamiento eléctrico del arco y de contribuir

físicamente a la mejor formación del cordón, el recubrimiento tiene una importancia decisiva en la calidad de la

soldadura.

Tipos de Revestimiento.

La composición química del revestimiento influye de manera decisiva en aspectos de la soldadura, tales

como, la estabilidad del arco, la profundidad de penetración, la transferencia de material, la pureza del baño,

etc. A continuación se indican los principales tipos de revestimientos utilizados para los electrodos:

Revestimiento celulósico

Su composición química está formada básicamente por celulosa integrada con aleaciones ferrosas

(magnesio y silicio). La celulosa va a desprender gran cantidad de gases en su combustión, lo que va a reducir la

producción de escorias en el cordón, a la vez que va a permitir ejecutar la soldadura en posición vertical

descendente. El baño de fusión que se obtiene con este tipo de revestimiento va a ser "caliente", con la fusión de

una notable cantidad de material base, lo que provoca cordones con una gran profundidad de penetración. Ello

es debido al elevado desarrollo de hidrógeno, presente en la composición química de este tipo de revestimiento.

En general, las características mecánicas de la soldadura que se obtienen con este tipo de revestimientos son

óptimas, aunque el aspecto final del cordón pueda ser mejorable. Ello es debido a la casi total ausencia de la

protección líquida ofrecida por este revestimiento, lo cual va a impedir una modelación óptima del baño durante

su solidificación. Para electrodos que utilicen este revestimiento, la corriente de soldadura, dada la escasa

estabilidad del arco, es normalmente en corriente continua (CC) con polaridad inversa.

Revestimiento ácido

Su composición química se basa principalmente en óxidos de hierro, y en aleaciones ferrosas de

manganeso y silicio. Va a generar un baño muy fluido, lo que no va a permitir ejecutar la soldadura en

determinadas posiciones. Por otro lado, este tipo de revestimiento no va a dotar al flujo de un gran poder de

limpieza en el material base, por lo que puede generar grietas en el cordón. Su aplicación se centra

fundamentalmente en aceros de bajo contenido en carbono, azufre y fósforo. La escoria que produce se elimina

fácilmente y presenta una estructura esponjosa. Las características mecánicas que va a presentar el cordón son

aceptables, aunque de resiliencia baja. Este tipo de revestimiento va a garantizar una buena estabilidad del arco,

lo que los hace idóneos tanto para el empleo de corriente alterna (CA) como para la corriente continua (CC).

Revestimiento de rutilo

En su composición química predomina un mineral denominado rutilo, compuesto en un 95% de bióxido

de titanio, que ofrece mucha estabilidad y garantiza una óptima estabilidad del arco y una elevada fluidez del

baño, lo que se traduce en un buen aspecto final del cordón de soldadura. El revestimiento de rutilo, en

cualquier caso, va a garantizar una fusión dulce, de fácil realización, con formación abundante de escoria de una

consistencia viscosa y de fácil eliminación, lo cual va a permitir un buen deslizamiento, sobre todo en posición

plana. Se aconseja su uso para aquellos casos donde el material base no presente muchas impurezas, debido a

que estos revestimientos no tienen efectos limpiadores. Además, no secan bien y por lo tanto pueden desarrollar

mucho hidrógeno ocluido en el cordón de soldadura.

Para aplicaciones donde se requiera mejorar el rendimiento, manteniendo la estabilidad del arco, se

pueden emplear electrodos donde se combina el revestimiento de rutilo con otros componentes, como la

celulosa (electrodos rutilo-celulósicos) o la fluorita (electrodos rutilo-básicos). Debido a la gran estabilidad del

arco que presenta este tipo de revestimiento en los electrodos, se hace posible su empleo tanto con corriente

alterna (CA) como con corriente continua (CC) en polaridad directa o inversa. Tiene gran aplicación cuando los

espesores a soldar son reducidos.

Revestimiento básico

La composición química de este revestimiento está formada básicamente por óxidos de hierro, aleaciones

ferrosas y por carbonatos de calcio y magnesio a los cuales, añadiendo fluoruro de calcio se obtiene la fluorita,

que es un mineral muy apto para facilitar la fusión del baño. Este tipo de revestimiento posee una gran

capacidad de depuración del metal base, con lo que se obtienen soldaduras de calidad y de buenas propiedades

mecánicas. Los electrodos con este tipo de revestimiento soportan elevadas temperaturas de secado, y por lo

tanto el baño no se contamina con hidrógeno. Tienen una escoria poco abundante, aunque muy densa y de

difícil eliminación. Los electrodos con este tipo de revestimientos son aptos para ejecutar soldaduras en

posición, verticales, por encima de la cabeza, etc.

Por otro lado, la fluorita hace que el arco sea muy inestable, con un baño menos fluido, que da lugar a

frecuentes cortocircuitos debidos a una transferencia del material de aporte a base de grandes gotas. Sin

embargo, el arco debe mantenerse muy corto debido a la escasa volatilidad de este revestimiento. En definitiva,

todo esto hace necesario que el soldador que haga uso de este revestimiento para los electrodos de soldadura

tenga mucha experiencia y buena pericia en el proceso. Para electrodos con este tipo de revestimiento se

recomienda el empleo de generadores de corriente continua (CC) en polaridad inversa. Los electrodos básicos

se distinguen por la gran cantidad de material depositado, y son buenos para la soldadura de grandes espesores.

Los electrodos con revestimiento básico son muy higroscópicos, por lo que se recomienda mantenerlos en

ambiente seco y en recipientes cerrados.

Electrodos

En la soldadura por arco se emplea un electrodo como polo del circuito y en su extremo se genera el arco

eléctrico. En algunos casos, también sirve como material fundente. El electrodo o varilla metálica suele ir

recubierta por una combinación de materiales diferentes según el empleo del mismo. Las funciones de los

recubrimientos pueden ser: eléctrica para conseguir una buena ionización, física para facilitar una buena

formación del cordón de soldadura y metalúrgica para conseguir propiedades contra la oxidación y otras

características.

Mecanismo de actuación del electrodo

El recubrimiento protege el interior del electrodo hasta el momento de la fusión. Con el calor del arco, el

extremo del electrodo se funde y se quema el recubrimiento, de modo que se obtiene la atmósfera adecuada para

que se produzca la transferencia de metal fundido desde el núcleo del electrodo hasta el baño de fusión en el

material base. Además, los aceros AWS en soldadura sirven para soldaduras de baja resistencia y muy fuertes.

Estas gotas de metal fundido caen recubiertas de escoria fundida procedente de la fusión del recubrimiento del

arco. La escoria flota en la superficie y forma, por encima del cordón de soldadura, una capa protectora del

metal fundido. Como son los propios electrodos los que aportan el flujo de metal fundido, será necesario

reponerlos cuando se desgasten. Los electrodos están compuestos de dos piezas: el alma y el revestimiento.

El alma o varilla es un alambre (de diámetro original 5,5 mm) que se comercializa en rollos continuos o

en varillas individuales. Tras obtener el material, el fabricante lo decapa mecánicamente (a fin de eliminar el

óxido y aumentar la pureza) y posteriormente lo trefila para reducir su diámetro. El revestimiento se produce

mediante la combinación de una gran variedad de elementos (minerales varios, celulosa, mármol, aleaciones,

etc.) convenientemente seleccionados y probados por los fabricantes, que mantienen el proceso, cantidades y

dosificaciones en riguroso secreto. La composición y clasificación de cada tipo de electrodo está regulada por

AWS (American Welding Society), organismo de referencia mundial en el ámbito de la soldadura.

Clasificación, Propiedades y aplicaciones

Para la soldadura de los aceros, los electrodos se clasifican atendiendo al tipo de revestimiento que

incorporan. Se va ciertas características de los electrodos en lo que se refiere a tipo de escoria generada, metal

depositado, tipo de arco eléctrico, características mecánicas del cordón resultante, y sobre aplicaciones y

precauciones a tener en cuenta para cada tipo. Así se tiene la siguiente clasificación típica:

Electrodos Celulósicos

Tipo de escoria: este tipo de electrodos genera una escoria poco voluminosa y de fácil eliminación.

Metal depositado: el cordón depositado va a contener gran cantidad de hidrógeno ocluido.

Arco eléctrico: posee una gran penetración y abundantes pérdidas por salpicaduras.

Características mecánicas:

Carga de rotura: 48 kg/cm2; Alargamiento en rotura: 28%; Límite elástico: 40 kg/cm

2; Resiliencia a

0º C: 75 Julios

Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos se utilizan principalmente para soldadura de

tuberías, siendo su uso generalizado en soldaduras de oleoductos. Es adecuado su uso para ejecutar

soldaduras en posición y producen una gran cantidad de humos.

Electrodos Ácidos

Tipo de escoria: genera una escoria poco viscosa (por el Mn) y de fácil eliminación. A su vez es de

color negro y de estructura esponjosa;

Metal depositado: el cordón va a resultar con un alto contenido en impurezas. No obstante, la

presencia de hidrógeno va a ser menor que en el caso de los celulósicos. Existe peligro de figuración

en caliente del cordón si el contenido de C es elevado;

Arco eléctrico: para este tipo de electrodo normalmente se empleará corriente continua (CC) con

polaridad directa, aunque debido a la buena estabilidad del arco se puede emplear también con

corriente alterna (CA);

Características mecánicas: Carga de rotura: 48 kg/cm2; Alargamiento en rotura: 27%; Límite

elástico: 38 kg/cm2; Resiliencia a -20º C: 50 Julios

Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos tiene un escaso uso, su consumo está en trono

del 2%. Básicamente su utilización se restringe para soldaduras de aceros de construcción.

Electrodos de Rutilo

Tipo de escoria: genera una escoria con una viscosidad adecuada que se elimina con facilidad. Su

aspecto es globular.

Metal depositado: el cordón va a presentar un nivel de impurezas intermedios entre ácidos y básicos.

No obstante, el contenido de hidrógeno con este tipo de electrodo puede llegar a fragilizar la unión.

Arco eléctrico: para este tipo de electrodo se puede utilizar tanto con corriente alterna (CA) como

continua (CC) en polaridad directa o inversa.

Características mecánicas: Carga de rotura: 48 kg/cm2; Alargamiento en rotura: 25%; Límite

elástico: 42 kg/cm2; Resiliencia a -20º C: 50 Julios.

Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos encuentra su aplicación principalmente en la

soldadura de aceros. Su consumo actual se estima en un 55%. Tiene un uso generalizado en

calderería, construcción naval, estructuras metálicas, etc. Es adecuado para la ejecución de

soldaduras en posición.

Electrodos Básicos

Tipo de escoria: genera una escoria densa, pero poco abundante que sube a la superficie del cordón

con rapidez. De color pardo y brillante, se elimina de una forma aceptable.

Metal depositado: el cordón se presenta casi exento de impurezas y libre de hidrógeno.

Arco eléctrico: para este tipo de electrodo se puede utilizar tanto con corriente alterna (CA) como

continua (CC) en polaridad inversa.

Características mecánicas: Carga de rotura: 54 kg/cm2; Alargamiento en rotura: 28%; Límite

elástico: 44 kg/cm2; Resiliencia a 0º C: 130 Julios

Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos están recomendado para la soldadura de aceros.

Su uso está generalizado en calderería, construcción naval, estructuras metálicas, maquinaria, etc.

Electrodos de Auto-contacto o de Gran Rendimiento

En estos electrodos el revestimiento contiene hierro (Fe) en polvo. El arco salta de forma

espontánea, y su rendimiento gravimétrico es superior al 100%.

Electrodos de Gran Penetración

Estos electrodos presentan un revestimiento muy grueso con objeto de soportar una intensidad de

corriente mayor.

Diámetro de los electrodos

El diámetro de los electrodos está en correspondencia directa con los espesores de chapas a unir. En la

siguiente tabla se indica esta relación para electrodos normales, y la intensidad de corriente necesaria, según la

American Welding Society (AWS) y a la American Society Mechanical Engineers (ASME), para cada caso:

Espesor de la chapa (mm) Diámetro del electrodo (mm) Intensidad (Amp)

2 a 4 2,5 a 3,00 60 – 100

4 a 6 3,00 a 4,00 100 – 150

6 a 10 4,00 a 5,00 150 – 200

Más de 10 6,00 a 8,00 200 – 400

Fuente: American Society Mechanical Engineers (ASME).

Nomenclatura de los electrodos.

La A W.S. y la A.S.M.E. son las máximas autoridades en el mundo de la soldadura que dictan las normas

de clasificación de los electrodos para soldadura eléctrica que son más reconocidas internacionalmente. La

especificación AWS A5.1, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros al carbono, trabaja con la

siguiente designación para electrodos revestidos:

E – XXYZ – 1HZR

Indica que se trata de un electrodo para soldadura eléctrica

manual.

Son dos dígitos (o tres si se trata de un número de electrodo de

cinco dígitos) que designan la mínima resistencia a la tracción,

sin tratamiento térmico post soldadura, del metal depositado, en

Ksi (Kilo libras/pulgada2, como se indican en los ejemplos

siguientes:

E 60XX ... 62000 lbs/pulg2 mínimo (62 Ksi)

E 70XX ... 70000 lbs/pulg2 mínimo (70 Ksi)

E110XX ... 110000 lbs/pulg2 mínimo (110 Ksi)

El tercer dígito indica la posición en la que se puede soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestión. 1: PLANA, HORIZONTAL, VERTICAL, SOBRECABEZA. 2: PLANA Y HORIZONTAL. 4: PLANA, HORIZONTAL, VERTICAL DESCENDENTE.

Tipo de revestimiento, corriente a usar y polaridad.

Digito Tipo de Revestimiento Polaridad

0 CELULOSA CON SODIO CD (+)

1 CELULOSA CON POTASIO CA o CD (+ o -)

2 RUTILO CON SODIO CA o CD (-)

3 RUTILO CON POTASIO CA o CD (-)

4 RUTILO CON POLVO DE HIERRO CA o CD (+ o -)

5 DE BAJO HIDRÓGENO CON SODIO CD (+)

6 DE BAJO HIDRÓGENO CON POTASIO CA o CD (+)

7 HIERRO EN POLVO Y ÓXIDOS DE HIERRO CA o CD (+ o -)

8 BAJO HIDRÓGENO CON POLVO DE HIERRO CA o CD (+)

Por otro lado, los códigos para designación que aparecen después del guion son opcionales e indican lo siguiente:

1: designa que el electrodo (E 7016, E 7018 ó E 7024) cumple con los requisitos de impacto mejorados E y de ductilidad mejorada en el caso E 7024; HZ: indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 ó 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de bajo hidrógeno). R: indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad relativa (sólo para electrodos de bajo hidrógeno).

SOLDADURA MANUAL OXIACETILÉNICA

La soldadura oxiacetilénica es un tipo de soldadura autógena. Se puede efectuar como soldadura

homogénea o como soldadura heterogénea,1 dependiendo de si el material de aportación es o no del mismo tipo

que el de base, o sin aporte de material como soldadura autógena.

Se usa un soplete que utiliza oxígeno como comburente y acetileno como combustible. Se produce una delgada

llama color celeste, que puede llegar a una temperatura aproximada de 3500 °C. Se puede soldar cobre, acero,

aluminio, latón, etc.

Elementos del equipo.

Figura. Elementos principales de una instalación

móvil de soldadura por gas.

La principal función de los equipos de soldadura oxiacetilénica es suministrar la mezcla de gases combustible y

comburente a una velocidad, presión y proporción correcta. El equipo oxiacetilénico está formado por:

Las botellas o cilindros de oxígeno y acetileno: entre ambas hay que destacar varias diferencias, pero

la más representativa, aparte el tamaño, es el color. La botella de oxígeno tiene el cuerpo negro y la ojiva

blanca, mientras que la de acetileno tiene el cuerpo rojo y ojiva marrón. Internamente la botella de

oxígeno es hueca de una pieza, mientras que la de acetileno tiene una sustancia esponjosa en su interior,

ya que para almacenarlo se disuelve en acetona debido a que si se comprime solo explota.

Los manorreductores o reguladores: su propósito o función principal es reducir la presión muy alta de

una botella a una presión de trabajo más bajo y seguro y además de permitir una circulación continua y

uniforme del gas.

Las mangueras: que son tubos flexibles de goma por cuyo interior circula el gas, siendo por tanto las

encargadas de transportarlo desde las botellas hasta el soplete. Los diámetros interiores son

generalmente de 4 a 9 mm para el oxígeno y de 6 a 11 mm para el acetileno. La manguera por la que

circula el oxígeno es de color azul y de color rojo por la que circula el acetileno.

Las válvulas de seguridad o anti retorno: son las encargadas de prevenir un retroceso de la llama

desde el soplete hacia las mangueras o de las mangueras a las botellas. También impiden la entrada de

oxígeno o de aire en la manguera y en la botella del acetileno.

El soplete o antorcha: cuya misión principal es asegurar la correcta mezcla de los gases, de forma que

exista un equilibrio entre la velocidad de salida y la de inflamación.

Soplete

Son dispositivos destinados a mezclar los gases para generar su perfecta combustión. El soplete tiene en

la parte central el dispositivo mezclador de gases, dentro del cual y por medio de unas llaves se regula la

cantidad de uno y otro gas que se necesitan para conseguir la llama deseada. Dicha mezcla fluye hasta la

boquilla de salida a través de un tubo acodado denominado lanza. Todos los sopletes tienen en su parte posterior

las tomas donde van conectadas las mangueras, para evitar errores, la entrada de oxigeno lleva las letras OX y

es de rosca a derecha y la de acetileno lleva las letras AC y es de rosca a izquierda. Están equipados con un

juego de boquillas calibradas que se identifican por la numeración que tiene marcada. A mayor numeración

mayor diámetro de salida y por tanto mayor caudal de gases. El consumo practico de oxigeno deberá de ser el

triple que el del acetileno.

Partes de que se compone un soplete.

Tipos de sopletes de soldar.

Los sopletes de soldar se clasifican según la presión con la cual se emplea el acetileno en: sopletes de baja

presión y sopletes de alta presión.

Gases combustibles

Acetileno (C2H2)

Es un gas altamente inflamable, incoloro y más ligero que el aire (densidad del acetileno, 0.907 kg/m3). De los

gases combustibles, el que dispone de mayor poder calorífico es el acetileno (poder calorífico del acetileno,

11.600 kcal/kg), lo que permite alcanzar temperaturas de llama más elevada (superior a los 3.000ºC) y posee

una gran intensidad de llama y velocidad de combustión, por lo que es universalmente utilizado en muchos

procesos industriales: soldadura y corte, tratamientos por calor, escarificado, enderezado, temple y revenido de

partes mecánicas.

Las botellas de acetileno se cargan a 15 bares (1500 KPa o 217,557 psi) a una temperatura de 15°C (59oF).

Estas botellas son de paredes gruesas. Las materias primas que se utilizan para su fabricación son el carburo de

calcio y el agua. Se obtiene por reacción del carburo con el agua. El gas que se obtiene es el acetileno, que tiene

un olor particular que proviene sobre todo de la presencia de hidrógeno fosforado.

El acetileno explota si se comprime, para almacenarlo se disuelve en acetona y se guarda en botellas rellenas de

una sustancia esponjosa. Para su identificación, se pinta de color rojo las botellas y en su parte superior se pinta

de color marrón.

La presión de servicio deberás utilizar una presión entre 0,5 y 1 Kg/cm2

(0,49 a 0,981 bar o 7,112 a 14,223 psi)

y la velocidad de salida no deberá ser mayor de 7 m/s.

PRECAUCIÓN: El acetileno es explosivo en contacto con plata, mercurio o aleaciones con más de un 70 % de

cobre, por lo que las tuberías no deberían ser de ninguno de estos materiales.

Oxígeno (O2)

Es un gas inodoro, incoloro e insípido y es el gas carburante para soldadura oxiacetilénica. Se extrae

industrialmente del aire o del agua. No es un gas inflamable pero inicia y mantiene la combustión de materiales

combustibles por lo que se no debe almacenar cerca de los gases combustibles.

Se suele suministrar en botellas a 200 kg aunque actualmente se suministran en botellas de menores

dimensiones. El oxígeno se suministra igualmente en botellas de acero a presiones elevadas, superiores a los

150 kg/cm2 (2133,501 psi o 14,71 MPa). Al ser intensamente oxidante, deberá evitarse todo contacto con

sustancias fácilmente combustibles, ya que podrá provocar su combustión. Todos los accesorios y elementos

que puedan entrar en contacto con el oxígeno deberán estar exentos de grasa, aceites y lubricantes.

Las presiones para trabajar, el oxígeno deberán estar entre 6 y 10 Kg/cm2 (85,24 y 142,233 psi), la presión que

utilices dependerá de la boquilla y esta del espesor del metal a soldar, y también del tipo de llama que te interese

utilizar, oxidante, reductora o neutra, lo que dependerá de la proporción oxigeno-acetileno que utilices. La ojiva

se pinta de color blanco con las letras OX en negro y el cuerpo es de color negro

Llama oxiacetilénica

Se denomina llama a la combustión de una sustancia con el oxígeno puro o una mezcla que lo contenga cuando

en la combustión se necesita. Este fenómeno desarrolla luz y calor. Las llamas para soldar se consiguen

variando la proporción de acetileno y oxígeno, obteniéndose diferentes tipos de llama. Variando las

proporciones de acetileno y oxígeno y las presiones de salida respectivas pueden obtenerse las siguientes clases

de llamas oxiacetilénicas:

1. Llama Neutra: es de color azul brillante, es llama reductora adecuada para soldar hierro, ya que no

precisa desoxidante, y el oxígeno del aire se utiliza para completar la combustión. Las proporciones

teóricas en que deben estar ambos gases para obtener una llama neutra son de un volumen de

oxigeno por un volumen de acetileno.

2. Llama Oxidante: es aquella que en la zona soldante se encuentra abundancia de oxígeno. Esto se

consigue aumentando la proporción de oxigeno hasta un 25% o 30% abriendo la llave de paso

correspondiente de este gas. Esta llama es de color azulado y su cono es más corto que en la llama

neutra. La llama oxidante oxida y quema los metales base y de aportación produciéndose por esto

muchas chispas.

3. Llama carburante: La llama carburante se produce aumentando la proporción de acetileno, abriendo

para esto la llave correspondiente del soplete. Esta llama se caracteriza por tener un dardo más largo

que la llama neutra.

Material de aportación

Sabemos que para realizar este tipo de soldadura se puede hacer simplemente calentando las piezas a soldar

hasta que estas se unan por fusión o con un material que aportamos entre los metales a soldar para conseguir

mayor consistencia y que es la forma más frecuente de soldar. El material de aportación es de un material de

composición parecía ala del material a unir, pero recocidas y aleadas con otros materiales apropiados para

facilitar su función. Se suministra en varillas de diámetro en función del espesor del material a soldar.

En el caso del cobre, según sea fuerte o blando, la composición de la aleación tendrá más o menos plata y otros

metales con el fin de obtener un punto de fusión y dureza apropiadas. El latón también se utiliza como suelda en

forma de varilla, con el desoxidante incorporado. Para que el material suelda agarre a la soldadura se le añade

un desoxidante que suele comercializarse en forma de polvos, bolas.

Se suministran en varillas de metal que se funden con la llama y se depositan sobre los bordes de la pieza a

soldar o sobre la superficie para compensar desgastes. Además, pueden ser utilizados para conferir ciertas

propiedades mecánicas al metal base. Para la elección del material de aporte se debe tener en cuenta los

siguientes factores:

Que sea de la mejor calidad posible.

Que las propiedades mecánicas del metal de aporte sean tales que la unión soldada que resulte posea

mejores propiedades mecánicas que el metal base.

Se recomienda que en su composición química haya exceso de manganeso (Mn), silicio (Si) y carbono

(C).

El diámetro de la varilla será en función del método de ejecución y del espesor de la pieza a soldar.

Según la naturaleza del metal base, el tipo de varilla de aporte en la soldadura fuerte puede clasificarse en:

Cobre puro.

Aleaciones a base de plata.

Aleaciones a base de cobre.

Aleaciones a base de aluminio.

Dentro de los materiales de aporte, también se encuentran los llamados fundentes, que son; sustancias con

importantes funciones en este tipo de soldadura, los fundentes se aplican a las piezas a unir para deshacer los

óxidos superficiales y formar una película protectora para evitar la oxidación durante el proceso. El

calentamiento de la superficie de un metal acelera la formación de óxidos, que son el resultado de una reacción

química entre el metal caliente y el oxígeno del aire.

Los trabajos que desempeña un fundente son:

Fundir y llegar a estar activo por debajo del punto de fusión del material de aporte.

Ser capaz de disolver y eliminar los óxidos de la superficie del metal, además de proteger las

superficies de los metales base de nuevas oxidaciones. Al suprimirse los productos de oxidación

permite que el material de aporte moje con mayor eficacia el material base.

Debe permanecer activo a la temperatura de soldeo y durante el tiempo suficiente como para

permitir que la operación de soldadura pueda ser llevada a cabo adecuadamente.

La mayoría se presentan en disolución acuosa y estado pastoso.

Pueden agruparse en 3 tipos:

Para materiales férreos: mezclas con bases de bórax, bicarbonato sódico, sílice y sosa.

Para cobre y sus aleaciones: mezclas con bases de bórax, ácido bórico, cloruros y fosfato sódico.

Para aluminio y sus aleaciones: mezclas con bases de sulfato sódico, cloruros de sodio, de potasio,

de magnesio, fluoruros de potasio y sodio.

Metodología del proceso

El trabajo con estos equipos exige una serie de cuidados y precauciones que se relacionan a continuación:

1. Abrir y cerrar con suavidad las dos llaves de paso para eliminar la dureza de apertura.

2. Colocar la boquilla que corresponda al espesor de las piezas a soldar.

3. Abrir los grifos de las botellas.

4. Regular los manorreductores, mediante los tronillos de expansión, para obtener una presión de 0,3 a 0,5

bar (4,351 a 7,252 psi) para el acetileno y 1,5 a 2 bar (21,756 a 29,008 psi) para el oxígeno.

5. Abrir un poco el grifo del oxígeno y regular con poco caudal.

6. Abrir el grifo de acetileno e inflamar los gases empleando una llama piloto.

7. Regular el caudal de acetileno y oxígeno para conseguir la llama deseada.

8. Una vez encendida y regulada la llama oxiacetilénica hay que acercar la boquilla en la zona de

soldadura, manteniendo de 3 a 5 mm de distancia entre el dardo y la pieza a soldar.

Técnicas para el soldado.

Método Clásico o "a izquierdas"

Es el método más utilizado para chapas de hasta 6 mm de espesor. Los inconvenientes que presenta este método

que es lento el volumen de gases que consumen, es alto. La varilla va delante, formando un ángulo de 60-70°

respecto a la superficie de material y la inclinación de la varilla estará entre 45° y 60°.

Ventajas:

Es de aplicación en piezas con espesores de hasta 6 mm;

Ejecución fácil y de buena penetración;

Buen aspecto del cordón.

Inconvenientes:

Coste elevado debido a la baja velocidad de soldeo y alto consumo de gases;

Deformaciones residuales importantes.

Método "a derechas"

El metal de aportación se sitúa por detrás de la boquilla, el sentido de avance es tal que la llama se dirige hacia

la zona ya soldada. La soldadura se realiza directamente sobre el ángulo formado por los bordes de las piezas a

unir. El soplete se desplaza de derecha a izquierda para piezas de mayor espesor.

Ventajas:

Es de aplicación para espesores de 12-15 mm;

Menor consumo de gases y gran velocidad de ejecución;

Menores distorsiones en la pieza base.

Inconvenientes:

No está recomendado para soldar piezas con espesores menores de 6 mm.

Soldadura en vertical ascendente

Está dentro de las llamadas soldaduras en posición, por lo que su ejecución reviste más dificultad. Se realiza

sobre una chapa que está en una posición vertical y el cordón se realiza de forma paralela al suelo. La boquilla

del soplete debe inclinarse hacia arriba unos 60° para que el chorro de los gases sostenga el baño de fusión

mientras se solidifica.

El oxicorte

El oxicorte es un procedimiento de corte, consiste en calentar el material hasta que adquiera un rojo vivo y se

quema rápidamente en el oxígeno. En ese momento el metal se quema, separándose y propagándose

rápidamente la combustión a todo el espesor de la chapa.

Precauciones de uso y seguridad

Peligro por retroceso de llama

Las causas más comunes por las que puede producirse el retroceso de la llama son: boquilla sucia, soplete en

mal estado, distancia desde la boquilla a la pieza a soldar inadecuada, etc. Como norma general de actuación se

recomienda cerrar primero la salida de oxígeno para que cese la combustión.

Incendio o explosión de mangueras

Las causas más comunes por las que puedan originarse accidentes con las mangueras pueden ser debidas a su

mal estado de conservación, mal reglaje de presión en los manorreductores, mala colocación de las mangueras

durante el proceso de soldeo, etc. Como en el caso anterior se debe actuar cerrando los cilindros de presión, y en

primer lugar el oxígeno.

Normas de almacenamiento y uso de los cilindros de presión

Se debe evitar golpearlos, no exponerlos al sol, ni calentarlos con llamas. En general mantener los

cilindros almacenados por debajo de 50ºC, en lugar bien ventilado.

Los cilindros de oxígeno no se deben manipular en contacto con materiales aceitosos o grasos.

Para el caso del acetileno, evitar su contacto directo con cobre puro, mercurio, plata y latón que

tenga más del 70% de cobre.

En general, se recomienda cada 5 años realizar una prueba hidrostática sobre los cilindros.

A continuación se relacionan otras recomendaciones de seguridad sobre el uso del acetileno:

El acetileno es extremadamente inflamable y explosivo. Su uso a presiones superiores a 1 kg/cm2

supone un riesgo alto de explosión. Por lo tanto nunca se debe utilizar acetileno fuera del cilindro a

presiones superiores a 1 kg/cm2.

Nunca abrir la válvula con más de ¼ de vuelta.

Nunca agotar el cilindro a menos de 2 kg/cm2 de presión.

Soltar el diafragma del regulador antes de la abertura.

SEGURIDAD GENERAL EN PROCESOS DE SOLDADURA

La soldadura sin las precauciones apropiadas puede ser una práctica peligrosa y dañina para la salud. Sin

embargo, con el uso de la nueva tecnología y la protección apropiada, los riesgos de lesión o muerte asociados a

la soldadura pueden ser prácticamente eliminados. El riesgo de quemaduras o electrocución es significativo

debido a que muchos procedimientos comunes de soldadura implican un arco eléctrico o flama abiertos. Para

prevenirlas, las personas que sueldan deben utilizar ropa de protección, como calzado homologado, guantes de

cuero gruesos y chaquetas protectoras de mangas largas para evitar la exposición a las chispas, el calor y las

posibles llamas. Además, la exposición al brillo del área de la soldadura produce una lesión llamada ojo de arco

(queratitis) por efecto de la luz ultravioleta que inflama la córnea y puede quemar las retinas.

Las gafas protectoras y los cascos y caretas de soldar con filtros de cristal oscuro se usan para prevenir

esta exposición, y en años recientes se han comercializado nuevos modelos de cascos en los que el filtro de

cristal es transparente y permite ver el área de trabajo cuando no hay radiación UV, pero se auto oscurece en

cuanto esta se produce al iniciarse la soldadura. Para proteger a los espectadores, la ley de seguridad en el

trabajo exige que se utilicen mamparas o cortinas translúcidas que rodeen el área de soldadura. Estas cortinas,

hechas de una película plástica de cloruro de polivinilo, protegen a los trabajadores cercanos de la exposición a

la luz UV del arco eléctrico, pero no deben ser usadas para reemplazar el filtro de cristal usado en los cascos y

caretas del soldador.

A menudo, los soldadores también se exponen a gases peligrosos y a partículas finas suspendidas en el

aire. Los procesos como la soldadura por arco de núcleo fundente y la soldadura por arco metálico blindado

producen humo que contiene partículas de varios tipos de óxidos, que en algunos casos pueden producir cuadros

médicos como el llamado fiebre del vapor metálico. El tamaño de las partículas en cuestión influye en la

toxicidad de los vapores, pues las partículas más pequeñas presentan un peligro mayor. Además, muchos

procesos producen vapores y varios gases, comúnmente dióxido de carbono, ozono y metales pesados, que

pueden ser peligrosos sin la ventilación y la protección apropiados. Para este tipo de trabajos, se suele llevar

mascarilla para partículas de clasificación FFP3, o bien mascarilla para soldadura. Debido al uso de gases

comprimidos y llamas, en muchos procesos de soldadura se plantea un riesgo de explosión y fuego. Algunas

precauciones comunes incluyen la limitación de la cantidad de oxígeno en el aire y mantener los materiales

combustibles lejos del lugar de trabajo.

Medidas de seguridad personal para soldar

Siempre se debe utilizar todo el equipo de protección necesario para el tipo de soldadura a realizar. El

equipo consiste en:

1. GORRO: Protege el cabello y el cuero cabelludo, especialmente cuando se hace soldadura en

posiciones.

2. MASCARILLAS RESPIRATORIAS PARA HUMOS METÁLICOS: Esta mascarilla debe usarla

siempre debajo de la máscara para soldar. Estas deben ser reemplazadas al menos una vez a la semana.

3. MÁSCARA DE SOLDAR: Protege los ojos ,la cara, el cuello y debe estar provista de filtros inactínicos

de acuerdo al proceso e intensidades de corriente empleadas.

4. GUANTES DE CUERO: Tipo mosquetero con costura interna, para proteger las manos y muñecas.

5. COLETO O DELANTAL DE CUERO: Para protegerse de salpicaduras y exposición a rayos

ultravioletas del arco.

6. POLAINAS Y CASACA DE CUERO: Cuando es necesario hacer soldadura en posiciones verticales y

sobre cabeza, deben usarse estos aditamentos, para evitar las severas quemaduras que puedan ocasionar

las salpicaduras del metal fundido.

7. ZAPATOS DE SEGURIDAD: Que cubran los tobillos para evitar el atrape de salpicaduras.

Métodos de control.

Con el fin de evitar todos los riesgos asociados a los procesos de soldadura y corte, a continuación se

mencionan las soluciones más apropiadas para su minimización:

1. Aislamiento del lugar donde se realizan los procesos.

2. Equipos de extracción localizada

3. Dilución por ventilación personal.

4. Equipos de Protección Personal

Otros métodos de control son el uso de electrodos que emiten menos humo, así como pistolas de soldar

que pueden extraer hasta un 95% de las emisiones:

1. Los trabajadores, en todo caso, deben estar, al tanto de otras medidas de protección, tales como:

2. Remoción de todo tipo de recubrimiento sobre el metal antes de soldar o cortar, tales como pinturas o

solventes.

3. Mantener la extracción local entre 10 y 16 centímetros de distancia a la fuente de los humos y gases.

4. Utilizar sopladores de aire para disipar los humos y gases que quedan cerca de los soldadores.

5. Mantener alejada la cara de los humos de la soldadura.

6. Si la ventilación del lugar no es buena, se deberían usar respiradores.