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SOLDADURA:

Soldadura Eléctrica Principios Fundamentales

1) Soldar: Unión de dos o más metales asegurando la continuidad da la materia.
2) Soldeo: Proceso de soldeo, ciclo térmico fusión localizada y tratamiento térmico.
3) Soldadura: Resultado del proceso de soldeo.

 

Hay dos tipos de soldadura:

Soldadura homogénea: El metal de aporte es igual al metal de base.

Soldadura heterogénea: El metal de aporte es diferente al metal de base.
Escoria: Elimina las tensiones internas. Asegura que no se temple (enfriamiento lento). Protege de los gases (oxigeno, hidrogeno y nitrógeno).
Crea atmósfera en vacío.

Características del proceso
En este proceso el calor necesario se produce por el paso de una corriente eléctrica que genera un arco entre el electrodo y la pieza, alcanzando una temperatura que varia entre 4000 ? 5000 °C.

El arco produce la fusión del metal de aporte en forma instantánea y progresiva, y del metal base.
En este proceso la fuente de calor y el aporte de metal son dependientes el uno del otro, es decir, que si se quiere calentar mas se aportara más metal y no abra calentamiento sin aporte.
La fusión del metal de base bajo el arco se localiza en una zona mucho mas pequeña que en el caso de la soldadura oxi-acetilénica.
Las deformaciones son menores pero el enfriamiento muy rápido no permite corregirlas, además esa velocidad de enfriamiento produce tensiones y la posibilidad de temple.

Principio del proceso.
Un circuito simple de soldadura esta formado por una maquina de soldar con dos terminales, uno que corresponde al porta electrodo y el otro a tierra.
En este circuito la corriente circula a través del cable porta electrodo, el electrodo, se forma el arco y retorna por el cable de tierra cerrando el circuito.

El primer paso luego de encender el equipo se establece un contacto entre el electrodo y la pieza. En ese momento se produce un corto circuito y para generar el arco es necesario mover el electrodo hasta que la distancia entre este y la pieza mantenga un arco estable.
El arco fundirá progresivamente el electrodo y la pieza hasta llegar a la fusión completa del mismo.

*Intensidad de corriente de soldadura y velocidad de avance.
*Intensidad de corriente eléctrica puede considerarse como el caudal de electricidad que pasa pos segundo por un conductor, y esto se mide en AMPERIOS.

Se llama intensidad de corrientes a la que atraviesa al electrodo y la pieza cuando esta encendido el arco.
Para un diámetro determinado de electrodo, la velocidad de fusión y el volumen de metal aportado, depende de la intensidad de corriente de soldadura.

Para una velocidad de avance determinada, si se aumenta la intensidad de corriente, se depositara mas metal por unidad de longitud, y la sección del cordón será aumentado. En ese caso es mayor la cantidad de calor absorbido por la pieza y esta se calienta mucho mas, de manera que: el metal es mas fluido y el cordón será mas ancho y mas plano y la penetración mayor.

Tensión de cebado y tensión de arco:

En todos los equipos de soldadura existe dos tensiones diferentes, una que corresponde al momento en que esta encendido el equipo pero sin soldar, que va desde 45 a 100V. La segunda durante el mantenimiento del arco (o sea cuado se esta trabajando) que va desde 15 a 45V.
Instalación de soldadura

Todas las instalaciones deben cumplir con cinco puntos:
1) Reducir la tensión de la red de alimentación 250V 50.
2) Permitir la regulación de la intensidad de corriente de soldadura.
3) En ciertos casos, permitir la tensión de cebado (dinamos y rectificadores).
4) Asegurar en forma automática la regulación de la tensión en el momento en que de enciende el arco.
5) Asegurar un arco estable.

Reseña histórica:
Aunque los metales han sido utilizados durante miles de años, nadie está seguro de como se obtuvo el primer metal útil. Pudo ser a partir de restos de meteoritos o, más probablemente, al calentar inadvertidamente minerales que contenían cobre, obteniéndose una masa de cobre impuro que fácilmente podía conformarse. Independientemente de su origen, la antigüedad del empleo de los metales ha sido confirmada por los descubrimientos de diferentes piezas de bronce. Hachas, puntas de lanza y ornamentos han sido extraídos de antiguos emplazamientos humanos y los arqueólogos han podido demostrar que fueron fabricados y utilizados durante el período que se conoce como Edad de Bronce.
El empleo que pudieron dar al metal descubierto, estuvo limitado por el hecho de que la tecnología entonces disponible no ofrecía técnicas capaces de producir grandes piezas totalmente de bronce. Esto no fue un gran problema para el caso de hachas o dardos, utensilios a los que pudieron acoplar como mango, por diferentes métodos, un material de buena tenacidad como la madera, pero el problema de conseguir uniones aceptables metal a metal quedó sin resolver. Independientemente del desarrollo de las técnicas de soldeo, la incapacidad de unir pequeñas piezas metálicas entre sí para conseguir otras de mayor tamaño, o más complejas de forma, no fue solucionada definitivamente hasta el siglo pasado. Fue la revolución industrial la que incentivó la introducción a escala comercial de las técnicas de remachado, soldeo fuerte y blando, soldeo por fusión, etc.
El soldeo por llama se desarrolló cuando fueron posibles el abastecimiento a escala industrial de oxígeno, hidrógeno y acetileno a precios accesibles, se inventaron los sopletes adecuados y se desarrollaron las técnicas de almacenamiento de dichos gases. En el año 1916 el soldeo oxiacetilénico era ya un proceso completamente desarrollado capaz de producir soldaduras por fusión de calidad en chapas finas de acero, aluminio y cobre desoxidado, existiendo sólo ligeras diferencias con los procesos utilizados en la actualidad.
El arco eléctrico fue descubierto por Sir Humphrey Davy en 1.801, sin embargo el descubrimiento permaneció durante muchos años como una mera curiosidad científica.
Los primeros electrodos utilizados fueron alambres desnudos de hierro que producían soldaduras débiles y frágiles. El arco, a menudo, sobrecalentaba el metal de aportación y se fragilizaba el cordón de soldadura por reacción con el aire. Para evitar estas dificultades se desarrollaron electrodos ligeramente recubiertos con diferentes materiales orgánicos e inorgánicos, no obstante, éstos estuvieron dirigidos más a establecer y estabilizar el arco que a conseguir la protección y purificación del cordón. No fue hasta 1.912 que Strohmenger patentó en U.S.A. un electrodo fuertemente recubierto, capaz de producir a escala industrial soldaduras con buenas propiedades mecánicas. Estos primeros electrodos revestidos fueron aceptados lentamente por su elevado coste.
A partir de 1.930 las aplicaciones del soldeo por arco crecieron rápidamente. En este año se construye en Carolina del Sur un barco mercante totalmente soldado, que fue el precursor de los miles de barcos soldados construidos durante la Segunda Guerra Mundial. En la misma época los alemanes construyeron los acorazados de bolsillo utilizando el soldeo por arco, tres de los cuales fueron botados entre los años 1.931 y 1.934.
Sobre 1.935 se introduce el empleo de la corriente alterna, que frente a las ventajas que ofrecía presentaba el inconveniente de producir un arco inestable, problema que se solucionó desarrollando revestimientos que se ionizan con mayor facilidad.
En 1.932 se empezó a utilizar como protección un fundente granulado que se depositaba progresivamente por delante del electrodo. El calor del arco fundía y descomponía el fundente produciendo la escoria y atmósfera protectora necesarias.
El empleo del fundente granular y alambre continuo como electrodo, dio lugar en 1.935 al nacimiento del proceso denominado ?arco sumergido?, cuyas principales aplicaciones fueron en construcción naval y en la fabricación de tubería.
El primer proceso con protección gaseosa empleó u electrodo no consumible de volframio y helio como gas de protección, recibió la denominación de TIG. El proceso todavía se mejoró cuando se introdujo el empleo de la corriente alterna, a la que se superpone una corriente de alta frecuencia y voltaje para mejorar la estabilidad del arco.
El TIG, que resolvió el problema del soldeo de los metales muy reactivos, no se reveló útil a la hora de soldar secciones gruesas o aleaciones altamente conductoras del calor. Para salvar este inconveniente, en 1.948 el electrodo de volframio se sustituyó por un alambre continuo consumible, dando lugar a un nuevo proceso de soldeo por arco que se denominó MIG.

El elevado precio de los gases de protección, argón y helio, hizo que para el soldeo del acero éstos se sustituyeran por un mezcla más económica formada por el gas inerte, oxígeno y anhídrido carbónico, el cual se descompone y reacciona durante el soldeo produciendo arcos más estables y más energéticos. Este nuevo proceso recibió el nombre de MAG´y , por su bajo coste, fue rápidamente adoptado en la industria del automóvil y en todas aquellas en las que las exigencias de calidad no fueran excesivamente críticas.
El soldeo con electrodo revestido no pudo, en principio, ser mecanizado debido a que el electrodo no podías enrollarse en una bobina para ser alimentado continuamente, su recubrimiento se agrietaba y desprendía. El problema se resolvío en 1.958 cuando se desarrolló el ?alambre tubular?. Consiste este alambre/electrodo en una varilla metálica hueca en cuyo núcleo se aloja el fundente, que ofrece la ventaja de ser fácilmente enrollable en una bobina y empleada en equipos con alimentación automática. Este tipo de electrodo es utilizable con y sin gas de protección.
En la actualidad los desarrollos tecnológicos se centran en la aplicación de la microelectrónica y de la informática, para un mejor control del arco y de los parámetros de soldeo. Más que la aparición de nuevos procesos, se está consiguiendo la ampliación del campo de aplicación de los ya existentes a nuevos materiales no metálicos y a aleaciones metálicas hasta ahora difícilmente soldables, sin olvidar la mecanización, automatización, robotización y control de los procesos mediante ensayos no destructivos y registro de los parámetros en tiempo real.