Soldadura

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA
DE LA FUERZA ARMARA NACIONAL
U.N.E.F.A.
NUCLEO PUERTO CABELLO
PUERTO CABELLO, JUNIO 2009

2. SOLDADURA
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
agregando un material de relleno fundido (metal o plástico), el
cual tiene un punto de fusión menor al de la pieza a soldar, para
conseguir un baño de material fundido (el baño de soldadura)
que, al enfriarse, se convierte en una unión fuerte. 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.

3. LOS EFECTOS DE
CONTAMINANTES COMUNES
Cobre
Uniones con apariencia arenosa, la capacidad de mojarse se ve
reducida.
Aluminio Uniones arenosas, aumenta la escoria en el crisol.
Cadmio
Reduce la capacidad de mojado de la soldadura, causa que la unión
se vea muy opaca.
Zinc
Provoca que el índice de escoria aumente, las uniones se ven
escarchadas.
Antimonio
En cantidades arriba de 0.5% puede reducir la capacidad de mojarse
de la soldadura. En pequeñas cantidades mejora la capacidad de baja
temperatura de la unión de la soldadura.
Hierro Produce niveles excesivos de escoria.
Plata
Puede provocar uniones opacas, en concentraciones muy altas hará
que la soldadura sea menos móvil. No es un contaminante malo. Se
añade a algunas aleaciones en forma deliberada.
Nickel
En pequeñas concentraciones, provoca pequeñas burbujas o ampollas
en la superficie de la unión.

4. DEFECTOS DE LA SOLDADURA
Porosidad:
Se usa para describir los huecos globulares, libre de todo
material sólido, que se encuentra con frecuencia en los cordones
de soldadura. En realidad, los huecos son una forma de inclusión
que resulta de las reacciones químicas que tienen lugar durante la
aplicación de la soldadura. Difieren de las inclusiones de escoria
en que contienen gases y no materia sólida.

5. DEFECTOS DE LA SOLDADURA
Inclusiones no Metálicas:
Son los óxidos no metálicos que se encuentran a veces en forma de
inclusiones alargadas y globulares en los cordones de soldadura. Durante la
formación del deposito y la subsecuente solidificación del metal de la
soldadura, tienen lugar muchas reacciones químicas entre los materiales
(fundente), o con la escoria producida. Algunos de los productos de dichas
reacciones son compuestos no metálicos, solubles solo en cierto grado en el
metal fundido. Debido a su menor densidad, tienden a buscar la superficie
exterior del metal fundido, salvo que encuentren restricciones para ello.

6. DEFECTOS DE LA SOLDADURA
Agrietamiento:
El agrietamiento de las juntas soldadas ocurre por la presencia de
esfuerzos multidireccionales localizados que en algún punto rebasan la
resistencia máxima del metal. Cuando se abren grietas durante la soldadura o
como resultado de ésta, generalmente solo es aparente una ligera deformación
de la pieza de trabajo.
Después que se ha enfriado una junta soldada, hay mas probabilidades de
que ocurra agrietamiento cuando el material es duro o frágil. Un material dúctil
soporta concentraciones de esfuerzo que pudieran ocasionar falla en un material
duro o frágil.

7. DEFECTOS DE LA SOLDADURA
Penetración incompleta:
Esta expresión se usa para describir la situación en que el metal
depositado y el metal base no se funden en forma integral en la raíz de la
soldadura. Puede ser ocasionada porque la cara de la raíz de la soldadura de
ranura no alcance la temperatura de fusión a toda su altura, o porque el metal de
la soldadura no llegue a la raíz de una soldadura de filete, y deje el hueco
ocasionado por el puenteo del metal de la soldadura desde un miembro al otro.

8. DEFECTOS DE LA SOLDADURA
Socavamiento
Se emplea este término para describir:
a.- la eliminación por fusión de la pared de una ranura de soldadura en el borde
de una capa o cordón, con la formación de una depresión marcada en la pared
lateral en la zona a la que debe unirse por fusión la siguiente capa o cordón.
b.- la reducción de espesor en el metal base, en la línea en la que se unió por
fusión el último cordón de la superficie.

9. DEFECTOS DE LA SOLDADURA
RECHUPE.
LUGAR DONDE EL METAL DE LA SOLDADURA SE CONTRAE
FORMANDO CANALADURAS ESPACIADAS QUE PARECEN GRIETAS
EN EL CENTRO DEL CORDON DE RAIZ Y A UN LADO DE DICHO
CORDON JUNTO AL METAL BASE.
MANCHAS EN FORMA DE ISLOTES, REGULARMENTE
ESPACIADAS QUE SE PRESENTAN EN EL CENTRO DEL CORDON DE
RAIZ.

10. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Cebado del arco.
Sujete con una mano el soporte del electrodo y con la otra la pantalla protectora.
Encienda el arco preferiblemente sobre una pieza mártir, en la cual frotará varias veces
el electrodo. Se producirán chispas. Levante el electrodo hasta unos 4 -5 mm para que se
pueda formar el arco (podrá escuchar como crepita). Baje el electrodo 2-3 mm sobre la
pieza a soldar. La crepitación se produce ahora regularmente: si mantiene el electrodo
demasiado alto se interrumpirá de manera regular y cesará totalmente si la acerca
demasiado a la superficie. Por tanto, el truco consiste en no interrumpir la corriente.

11. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Punteo.
Antes de proceder a la soldadura propiamente dicha, deberá ensamblar las
dos piezas por puntos (puntos de soldadura), para que no se separen
posteriormente. Ponga puntos bastante pequeños en el centro y después en los
extremos de la junta para que se fundan, después, en el cordón.

12. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Soldadura.
Desde el momento en el que el arco aparezca, fundirá las superficies a soldar,
emitiendo un fuerte escape de gas. Este gas repele el metal en fusión formando pequeñas
olas sobre su superficie. El metal del electrodo en fusión mezclado con el metal de la
pieza, también fundida, rellenan el cráter abierto por el calor: esto es el cordón de
soldadura. Los vapores emitidos por la fusión del recubrimiento del electrodo protegen
el metal de la oxidación y dan a la soldadura su aspecto final.

13. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Sentido.
Una persona diestra realizará la soldadura de izquierda a derecha, una
persona zurda de derecha a izquierda. Mantenga el portaelectrodo inclinado 15°
en relación a la línea vertical imaginaria. El ángulo entre la junta a realizar y el
electrodo es, por tanto de 75°. Suelde "tirando" y no "empujando". Vigile bien
el arco y el cordón.

14. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Cordón.
Un cordón bien realizado deberá presentar estrías regulares. Un gran
número de estrías indica que la soldadura ha sido efectuada con una intensidad
muy débil. Una intensidad muy elevada producirá, sin embargo, un cordón
llano, sucio y deforme. El cordón deberá contar con una largura de 3 a 4 veces
el grosor del metal.

15. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Picado de la escoria.
Una parte del recubrimiento del electrodo se extiende sobre la soldadura,
siempre que ésta esté todavía caliente. Este depósito, que permanece sobre la
soldadura ya fría, se llama "escoria". La escoria nunca debe ser incluida en el
cordón de la soldadura. Una vez frío, elimínelo con ayuda de un martillo para
picar.

16. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Cepillado.
Para que las juntas de su soldadura tengan un aspecto cuidado frótelas,
después del picado de la escoria, con ayuda de un cepillo metálico. También
podrá utilizar esmeriladora de ángulo, equipada de un accesorio especial.

17. COMO REALIZAR EL CORDON
DE SOLDADURA
Diversas soldaduras.
Si el vacío a rellenar entre las dos piezas a soldar es muy ancho pero poco
profundo, puede proceder en varios pasos sucesivos. Al realizar cada cordón,
deberá eliminar la escoria y limpiar con el cepillo metálico para ofrecer así una
buena adherencia.

18. EXISTEN DIFERENTES TIPOS
DE UNIONES DE LOS
MATERIALES

19. CALIDAD
Muy a menudo, la medida principal usada para juzgar la
calidad de una soldadura es su fortaleza y la fortaleza del material
alrededor de ella. Muchos factores distintos influyen en esto,
incluyendo el método de soldadura, la cantidad y la concentración
de la entrada de calor, el material base, el material de relleno, el
material fundente, el diseño del empalme, y las interacciones entre
todos estos factores. Para probar la calidad de una soldadura se
usan tanto ensayos no destructivos como ensayos destructivos,
para verificar que las soldaduras están libres de defectos, tienen
niveles aceptables de tensiones y distorsión residuales, y tienen
propiedades aceptables de zona afectada por el calor (HAZ).
Existen códigos y especificaciones de soldadura para guiar a los
soldadores en técnicas apropiadas de soldadura y en cómo juzgar
la calidad éstas.

20. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA TIG
La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de un
electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en
porcentajes no superiores a un 2%. Dada la elevada resistencia a la temperatura
del tungsteno (funde a 3410 ºC), acompañada de la protección del gas, la punta
del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases más
utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o
mezclas de ambos.
1) Dirección de la soldadura
2) GTAW cabeza
3) Relleno de varilla
4) Poder de protección de gas
5) Arco eléctrico
6) Tubo de contacto
7) Electrodo de tungsteno
8) Soldadura de bolas
9) Blindaje de gas
10) Cobre calzado (opcional)
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21. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA MAG
La soldadura MAG (Metal Active Gaswelding) es un tipo de soldadura
que utiliza un gas protector químicamente activo (dióxido de carbono, argón
más dióxido de carbono o argón más oxígeno). El material de aporte tiene
forma de varilla muy larga y es suministrado continuamente y de manera
automática por el equipo de soldadura.
Entrada de gas
Tobera
Boquilla de contacto
Electrodo continuo
Gas de protección
Arco
Gota de
metal fundido
Pieza

22. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA GMAW
La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es un proceso
semiautomático, automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo
consumible y continuo que es alimentado a la pistola junto con el gas inerte en
soldadura MIG o gas activo en soldadura MAG que crea la atmósfera
protectora. Hace que no sea necesario estar cambiando de electrodo
constantemente.
GMAW área de soldado. (1) Dirección
de avance, (2) Tubo de contacto, (3)
Electrodo, (4) Gas (5) Metal derretido
de soldadura, (6) Metal de soldadura
solidificado, (7) Pieza a soldar.

23. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO; Submerged Arc Welding
(SAW)
En el proceso SAW se forma un arco entre un electrodo continuo
consumible y el metal a soldar. Para la protección del baño y el arco se utiliza
un fundente pulverizado, provisto desde una tolva que se desplaza delante del
electrodo, que los cubre completamente. De esta manera el arco resulta
invisible, lo que constituye una ventaja, pues evita el empleo de elementos de
protección contra la radiación infrarroja y ultravioleta.
Alimentador
de fundente
Electrodo
continuo
Fundente
recuperable
Escoria
Metal
solido
Metal base

24. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA MANUAL AL ARCO CON ELECTRODOS
REVESTIDOS; Shielded Metal Arc Welding (SMAW)
El calor del arco funde el metal base, la punta del electrodo y quema el
revestimiento, se produce entonces la atmósfera adecuada para que se produzca
la transferencia de las gotas del metal fundido desde el alma hasta el baño de
fusión en el material base y una abundante escoria que flota por encima del
baño de fusión, todo esto para evitar que el metal fundido entre en contacto con
el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno del aire.
Gas
protectorMetal fundido
Escoria
Electrodo
Núcleo
Revestimiento
Arco
Gotas de metal
Metal base

25. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA EN FRÍO
Se entiende por soldadura en frío al encolado o pegado de dos o más
partes por intermedio de un tercer material adhesivo generalmente derivados del
petróleo.
Cuando se utilizan piezas de PVC, Alto Impacto, Acrílico, existen
químicos capaces de realizar las uniones disolviendo el material de las
superficies a unir, fusionándolas.

26. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA EXPLOSIVA
El proceso de soldadura por explosión se conoce técnicamente como
EXW (EXplosion Welding), basándose en la detonación de una carga explosiva
colocada adecuadamente y que obliga a uno de los metales que se desean soldar
a precipitarse aceleradamente sobre otro.

27. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA POR FRICCIÓN
La soldadura por fricción es un método de soldadura que aprovecha el calor generado
por la fricción mecánica entre dos piezas en movimiento.
Es utilizada para unir dos piezas aun cuando una de ellas por lo menos sea de igual o
distinta naturaleza, por ejemplo: acero duro y acero suave, aluminio y aleaciones, acero y
cobre, etc. El principio de funcionamiento consiste en que la pieza de revolución gira en un
movimiento de rotación fijo o variable alrededor de su eje longitudinal y se asienta sobre la
otra pieza. Cuando la cantidad de calor producida por rozamiento es suficiente para llevar
las piezas a la temperatura de soldadura, se detiene bruscamente el movimiento, y se ejerce
un empuje el cual produce la soldadura por interpenetración granular
Apoyo
Borde anterior de
la herramienta
Unión
Dirección de
Soldadura (DR)
Lado de Avance (LA)
Dirección de
Rotación (DR)
Lado de Retroceso (LR)
Borde posterior de
la herramienta
Perno

28. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA POR FUSIÓN
En la soldadura de los metales, la técnica que consiste en
calentar dos piezas de metal hasta que se derriten y se funden
entre sí se le llama soldadura por fusión. Puede ser con aporte de
material.
SOLDADURA SIN FUSIÓN
Si el proceso consiste en calentar los metales hasta una
temperatura inferior a su punto de fusión y unirlos con un metal
de aporte fundido, o calentar los metales hasta que están blandos
para martillarlos o unirlos a presión entre sí. Se llamaría
soldadura sin fusión.

29. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA A GAS
La soldadura a gas fue unos de los primeros procesos de soldadura de
fusión desarrollados que demostraron ser aplicables a una extensa variedad de
materiales y aleaciones. Durante muchos años fue el método más útil para
soldar metales no ferrosos. Sigue siendo un proceso versátil e importante pero
su uso se ha restringido ampliamente a soldadura de chapa metálica, cobre y
aluminio. El equipo de soldadura a gas puede emplearse también para la
soldadura fuerte, blanca y corte de acero.

30. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA POR INDUCCIÓN
La soldadura por inducción es un tipo de soldadura que se
produce al aprovechar el calor generado por la resistencia al flujo
de la corriente eléctrica inducida que se tiene en la piezas a unir.
Por lo regular esta soldadura se logra también con presión.

31. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA POR PLASMA
La soldadura por arco plasma es conocida técnicamente como PAW (Plasma Arc
Welding), y utiliza los mismos principios que la soldadura TIG, por lo que puede
considerarse como un desarrollo de este último proceso. Sin embargo, tanto la densidad
energética como las temperaturas son en este proceso mucho más elevadas ya que el
estado plasmático se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura suficiente
para conseguir su ionización, separando así el elemento en iones y electrones. La
mayor ventaja del proceso PAW es que su zona de impacto es dos o tres veces inferior
en comparación a la soldadura TIG, por lo que se convierte en una técnica óptima para
soldar metal de espesores pequeños.

32. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA POR PUNTOS
La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia, útil
en láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5 y 3 mm de espesor, que
se logra mediante el calentamiento de una pequeña zona al hacer circular una
corriente eléctrica.
SOLDADURA DE CHOQUE
La soldadura de choque es una forma particular de la soldadura por
puntos, utilizada para unir láminas de acero inoxidable. Se logra apretando las
dos piezas entre sí y haciendo pasar a través de ellas una corriente eléctrica
muy fuerte durante un lapso muy breve.

33. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA CON RAYO DE ELECTRONES
La soldadura por rayos de electrones es un proceso de soldadura en el
cual la energía requerida para derretir el material es suministrada por un rayo
de electrones.
Para evitar la dispersión del rayo de electrones la pieza de trabajo es
generalmente ubicada en una cámara de vacío, aunque se ha intentado también
realizar soldadura por rayo de electrones bajo presión atmosférica. La región
afectada por el calor es muy pequeña. En este tipo de soldadura no hay
material de aporte.
SOLDADURA POR RAYO LÁSER
La soldadura por rayo láser es un proceso de soldadura por fusión que
utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el
material o los materiales a unir, obteniéndose la correspondiente unión entre
los elementos involucrados. En la soldadura láser comúnmente no existe
aportación de ningún material externo y la soldadura se realiza por el
calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre
estos puntos.

34. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA ULTRASÓNICA
La soldadura ultrasónica es un proceso relativamente nuevo. Consiste en
una máquina con punta de base plana, se colocan los materiales uno encima de
otro y después se baja la punta de la máquina, esta emite una onda ultrasónica
que mueve las moléculas de ambos materiales provocando que estas se
fundan. Los parámetros deben de ser ajustados cada vez que se altera en
espesor de pared de los materiales a fundir. Una ejemplo de su uso en la
industria es la de soldar cables a terminales.
SOLDADURA ALUMINOTÉRMICA
La soldadura aluminotérmica es un procedimiento de soldadura utilizado
en railes de vías férreas Se basa en el proceso, fuertemente exotérmico, de
reducción del óxido de hierro por el aluminio, según la fórmula
Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe + calor

35. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA OXIACETILÉNICA
La soldadura oxiacetilénica es la forma más difundida de soldadura
autógena. Si se van a unir dos chapas metálicas, se colocan una junto a la otra.
Se procede a calentar rápidamente hasta el punto de fusión solo la unión y por
fusión de ambos materiales se produce una costura.
Reacciones de combustión:
Combustión primaria: relación 1:1
C2H2 + O2 ----- 2CO + H2 + calor
Combustión secundaria:
2CO + H2 + 1.5 O2 -----2CO2 + H2O + calor

36. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA OXIACETILÉNICA

37. TIPOS DE SOLDADURA
SOLDADURA BLANDA
Este tipo de soldadura consiste en unir dos fragmentos de metal, que
suele ser con asiduidad de cobre, hierro o latón, por medio de un metal de
aportación de bajo punto de fusión (por debajo de los 450 °C) y por debajo del
punto de fusión de los metales a soldar, normalmente se usa una aleación
eutéctica compuesta en su mayoría de estaño y plomo.
SOLDADURA ELÉCTRICA
En el campo de la electricidad y electrónica se usa para unir
componentes entre si o con cables. El estaño blanco proporciona buena
continuidad eléctrica y es el material de aportación más usado, aunque en
ciertos componentes se usan aleaciones con plata u oro.