Soldabilidad de las fundiciones

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION – MATURIN
SOLDABILIDAD DE LAS
FUNDICIONES
Profesora:
Ing. Amalia Palma
Autores:
José Torres CI: 24.900.691
Noel Marin CI: 20.404.945
Luggy Pino C.I: 24.123.448
Maturín, Febrero de 2018.

2. INTRODUCCION
El proceso de soldadura, a pesar de ser simple y metódico, representa un
elemento que desenvuelve una gran cantidad de variaciones en cuanto a su aplicación,
esto depende de los elementos a soldar, las herramientas utilizadas en el proceso y las
propiedades físicas y químicas de los elementos a soldar. Las propiedades de los
metales en forma individual pueden generar cambios en las propiedades de elemento
unido y estas pueden afectar las características del proceso de soldado si no se tomas
las consideraciones adecuadas. Las soldaduras por fundición, comprende los procesos
de soldado de materiales constituidos por aleaciones de distintos elementos como lo
son hierro, carbono, silicio, magnesio, fosforo, azufre, entre otros. La composición de
estos materiales varía dependiendo de las reacciones a las cuales estuvieron sujetos
durante el proceso de fundición, por ello, al momento de soldar, se debe tener en
cuenta los métodos empleados para la soldabilidad de los elementos fundidos, para
que las propiedades que se obtengan sean las requeridas y necesarias. En el presente
trabajo de investigación, se describen diversos términos y conceptos referentes a la
soldadura de materiales fundidos, así como las propiedades de estos, los elementos
necesarios para fundición y el método de soldadura a aplicar para realizar la
soldadura por fundición. Además, de describir en diferentes casos, dependiendo del
resultado de la soldadura, las diferentes discontinuidades que se pueden presentar y
las posibles soluciones que se pueden emplear en cada caso.

3. SOLDABILIDAD DE LAS FUNDICIONES
Las fundiciones o hierros fundidos o las conocidas aleaciones “cast iron”
generalmente son asociadas a fundiciones grises, pero en realidad identifican a un
grupo grande de aleaciones ferrosas. El color de una superficie fracturada puede ser
usado para identificarla de manera global, así, un color blanco identifica a una
fundición blanca debido a su carburo e impurezas, y el hierro fundido gris tiene una
variedad de composiciones, pero por lo general es tal que la estructura de la matriz es
principalmente perlita con copos de grafito dispersos.
El hierro fundido tiende a ser frágil, con excepción de los hierros fundidos
maleables. Gracias a su bajo punto de fusión, buena fluidez, colado, excelente
maquinabilidad, resistencia a la deformación y resistencia al desgaste, las fundiciones
de hierro se han convertido en un material de ingeniería con una amplia gama de
aplicaciones, incluyendo tuberías, máquinas y partes de la industria automotriz, como
cabezas de cilindros, bloques de cilindros, y los housing de cajas de cambios, housing
de bombas, tambores de freno, entre otras. Es resistente a la destrucción y
debilitamiento por corrosion.
También hay hierros fundidos aleados que contienen cantidades pequeñas de
cromo, níquel, molibdeno, cobre, u otros elementos constituyentes para así, agregar
propiedades específicas. Estas suelen proporcionar mayor resistencia mecánica.
Otra aleación de importancia es el hierro fundido austenítico que se modifica
por la adición de níquel y otros elementos para reducir la temperatura de
transformación para que la estructura sea austenítica a temperatura ambiente, esta
aleación posee un alto grado de resistencia a la corrosión.
En la mayoría de los procesos de soldadura el ciclo de calentamiento y
enfriamiento crea la expansión y contracción de la aleación, lo que crea tensiones de
tracción durante el período de contracción. Por esta razón, la fundición gris es difícil
de soldar sin precauciones especiales. Por otra parte, el hierro fundido dúctil como el

4. hierro maleable, hierro dúctil y hierro nodular pueden ser exitosamente soldadas. Para
obtener los mejores resultados, estos tipos de fundiciones de hierro, deberán estar
soldadas en estado recocido.
SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO CON ELECTRODO
REVESTIDO
En la preparación de la pieza de fundición para la soldadura es necesario
eliminar todos los materiales extraños de la superficie, y limpiar completamente el
área de la soldadura, esto significa quitar pintura, grasa, aceite y otros materiales
indeseables de la zona de soldadura. Es conveniente calentar el área de soldadura por
un corto tiempo para eliminar el gas atrapado en el defecto(s) o la zona de soldadura
del metal base.
El precalentamiento es conveniente para la soldadura con cualquiera de los
procesos de soldadura. Esto puede ser reducido cuando se utiliza material de aporte
muy dúctil. El Precalentamiento reducirá el gradiente térmico entre la soldadura y el
resto de la pieza. Las temperaturas de precalentamiento están relacionadas con el
proceso de soldadura, el tipo de metal de relleno, la masa y la complejidad de la
fundición.
El proceso SMAW puede ser utilizado para la soldadura de hierro fundido. Hay
cuatro tipos de metales de aportación que se pueden utilizar:
 Electrodos revestidos de hierro fundido.
 Electrodo revestido con aleación base de cobre.
 Electrodos revestidos a base de níquel.
 Electrodos recubiertos de acero suave.

5. Existen razones para emplear cada uno de los electrodos específicos de la
siguiente manera: la maquinabilidad del depósito, la fuerza del depósito, y la
ductilidad de la soldadura final y la disponibilidad de equipos.
SOLDADURA AUTÓGENA
El proceso de gas combustible-oxígeno es a menudo usado para la soldadura de
hierro fundido. La llama debe ser neutra. Hay dos tipos de metales de relleno que
están disponibles: Las barras de hierro fundido (RCI y A y B) y las barras de zinc-
cobre (RCuZn-B y C).
Las soldaduras realizadas con las varillas de hierro fundido adecuadas serán tan
fuertes como el metal base. La clasificación RCI se utiliza para la fundición gris
ordinaria. La varilla RCI-A tiene pequeñas cantidades de la aleación y se utiliza para
la aleación de hierro fundido de alta resistencia y la RCI-B se utiliza para la soldadura
de hierro fundido nodular y maleable. El procedimiento de soldadura debe ser óptimo
y se debe preparar bien la junta, y tener presente el precalentamiento, y
postcalentamiento.
Las barras de zinc-cobre producen soldaduras de bronce. Hay dos
clasificaciones: RCuZn-B, y RCuZn C- El bronce depositado tiene ductilidad
relativamente alta. Se recomienda emplear la varilla que trae el fundente extruido en
ella como revestimiento, de lo contrario emplear desoxidante, así se mantendrá el
baño de fusión limpio y fluido, de lo contario se formaran óxidos de difícil fusión que
dificultan la operación y provocan inclusiones y sopladuras.

6. SOLDABILIDAD DEL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES
El aluminio es un metal ligero, de color blanco plateado y relativamente blando.
Si comparamos dos piezas de las mismas dimensiones, una de aluminio y otra de
acero, observaremos que el peso de la primera es aproximadamente tres veces
superior a la de la segunda, por lo que podemos decir que la densidad del aluminio es
la tercera parte de la del acero.
El aluminio es conocido también por su resistencia a la corrosión frente al aire,
agua, aceites, alimentos y muchos agentes químicos. Esta resistencia se debe a la
existencia de una capa de óxido de aluminio, llamada alúmina, que impide la
corrosión del metal. Se trata de una capa refractaria, es decir, que posee una
temperatura de fusión muy elevada por lo que se debe retirar antes o durante la
operación de soldeo para permitir una buena fusión del metal base.
El aluminio se alea principalmente con el Cobre (Cu), Magnesio (Mg), Silicio
(Si), y Zinc (Zn). También se suelen añadir pequeñas cantidades de Cromo (Cr),
Hierro (Fe), Níquel (Ni) y Titanio (Ti). Existen multitud de aleaciones de aluminio,
con la ventaja de que cada una de ellas posee alguna característica superior a la del
aluminio sin alear.
Las piezas de las aleaciones de aluminio pueden obtenerse por moldeo,
consiguiéndose así piezas de formas variadas, o mediante procesos que conllevan una
deformación, como la laminación o la forja, con los que se obtienen chapas, barras,
tubos, alambres, perfiles, etc. A las aleaciones destinadas a la obtención de este tipo
de productos se les denominan aleaciones para forja.
Tanto en el grupo de aleaciones para forja, como en el de aleaciones para
moldeo, se pueden distinguir dos tipos de aleaciones:
X- Aleaciones tratables térmicamente (también llamadas bonificables).
Y- Aleaciones no tratables térmicamente (también llamadas no bonificables).

7. El tratamiento térmico de bonificado consiste en un calentamiento a 500ºC con
enfriamiento rápido; posteriormente, y dependiendo de la aleación, se realizará una
maduración natural o artificial. La maduración natural consiste en el mantenimiento a
temperatura ambiente y la artificial a unos 200ºC. Si se realizara este tratamiento
sobre las aleaciones bonificables, aumentarían su dureza y resistencia mecánica,
mientras que sobre las aleaciones no bonificables, no experimentarían ningún cambio
significativo sobre sus propiedades.
FACTORES INFLUYENTES EN LA REALIZACIÓN DE LAS
UNIONES SOLDADAS
Temperatura de Fusión: El aluminio puro funde a unos 600ºC y las aleaciones
de aluminio a unos 560ºC, temperaturas muy bajas en comparación con la del acero
(1535ºC) y la del cobre (1082ºC). Sin embargo las aleaciones de aluminio no cambian
de color durante el calentamiento, por lo que se corre el riesgo de perforar la pieza.
Conductividad Térmica: Las aleaciones de aluminio conducen el calor tres
veces más rápido que el acero, por lo que se requerirá un aporte térmico más elevado
para soldar una pieza de aluminio que una de acero, aunque ambas tengan las mismas
dimensiones. Para conseguir una buena fusión cuando la pieza tenga gran espesor, es
necesario realizar un precalentamiento.
Dilatación Térmica: Las aleaciones de aluminio se dilatan dos veces más que
el acero al calentarse, lo que puede provocar grandes tensiones internas y
deformaciones en las piezas durante el soldeo. También es mayor la tendencia a la
disminución de la separación en la raíz en las piezas a tope. El soldeo a bajas
velocidades y con gran cantidad de metal de aportación incrementa las deformaciones
y la tendencia a la rotura.
Óxido de Aluminio: En las aleaciones de aluminio, en presencia de aire, se
forma alúmina (óxido de aluminio) con gran facilidad. Este óxido tiene una

8. temperatura de fusión muy elevada, entre 1200ºC y 2000ºC mayor que la temperatura
de fusión del aluminio. Por tanto el aluminio funde antes que su óxido y, cuando esto
sucede, la película de óxido impide la fusión entre el metal base y el metal de
aportación, por lo que es imprescindible eliminar o retirar la capa de óxido mediante
un decapado químico, un fundente, amolado o mediante la acción decapante del arco
eléctrico.
El aluminio y sus aleaciones pueden soldarse mediante la mayoría de los
procesos de soldeo por fusión, así como por soldeo blando, fuerte y soldeo en estado
sólido. El soldeo por fusión se puede realizar mediante TIG, MIG, por resistencia,
plasma, láser y haz de electrones. El soldeo con electrodos revestidos y oxigás sólo se
emplea en reparaciones, o cuando no es posible utilizar otro proceso por carencia de
medios. El proceso por arco sumergido no se realiza.

9. CONCLUSION
Los procesos de soldadura en las fundiciones, permiten realizar la unión de
estos elementos en caso de rupturas o deformaciones que hallan producidos aberturas
a la superficie de una aleación, este proceso es de gran importancia en la industria, ya
que en la actualidad, la gran mayoría de los elementos o equipos empleados en la
industria son conformados por aleaciones de metales fundidos y es necesaria la
aplicación de la soldadura para mantener la continuidad de estos elementos o para la
unión de ellos sin afectar sus propiedades físicas. Dependiendo de cada caso, es
necesario aplicar las herramientas adecuadas y los métodos de soldadura óptimos para
permitir que el proceso sea el más eficiente y que no se generen discontinuidades o
imperfecciones en el elemento soldado.