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Soldadura fuerte
Santiago Estrada Pérez
¿Qué es una soldadura?
• La soldadura es un proceso de fijación en donde se
realiza la unión de dos o más piezas de un material,
(generalmente metales o termoplásticos), usualmente
logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual
las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un
material de aporte (metal o plástico), que, al fundirse,
forma un charco de material fundido entre las piezas a
soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se
convierte en una unión fija a la que se le denomina
cordón. A veces se utiliza conjuntamente presión y
calor, o solo presión por sí misma, para producir la
soldadura.
Soldadura fuerte
• La soldadura fuerte consiste en un proceso de cruzar
dos metales a través del penetramiento de estos y la
posterior adición de un metal de aportación, el cual
debe tener una temperatura de fusión superior a 450
°C y menor al del metal base.
Fundamentos
• Con el fin de obtener uniones soldadas de alta
calidad, las piezas deben quedar adaptadas
perfectamente, y los metales base deben estar
limpios y libres de óxidos. En la mayoría de los casos
se recomiendan dejar una distancia de entre 0,003 y
0,08 mm para lograr una mejor acción capilar. Sin
embargo, en algunas operaciones de soldadura no es
raro tener espacios comunes en torno a 0,6 mm.
Como ya hemos dicho la limpieza de las superficies
es de vital importancia, ya que cualquier
contaminación puede provocar un resultado final
negativo. Los dos métodos principales para limpieza
de piezas son de limpieza química y la limpieza con
abrasivos o mecánica.
• Otra consideración que no debemos saltarnos es el
efecto de la temperatura y tiempo para una buena
calidad. En general, la temperatura de soldadura
elegida debe estar por encima del punto de fusión del
metal de aporte. Para la elección de la temperatura
consideraremos los factores siguientes:
• (1) la temperatura más baja posible para poder soldar
• (2) minimizar los efectos del calor en la unión
• (3) mantener el metal de relleno
• (4) maximizar la vida de la herramienta
Proceso de soldadura
• Soldadura por soplete
• Este es uno de los procedimientos de soldadura fuerte más utilizados. Es
muy utilizado en volúmenes de producción pequeños o en operaciones
especializadas. Hay varias clases de soldadura por soplete, manual,
semiautomática y automática.
• Operario soldando con soplete
• En la soldadura manual el operario se encarga de manejar el soplete y de
colocar las piezas para su unión así como el material fundente. Se utiliza
en procesos de bajo volumen o en los que una máquina operaría con
dificultades. Su principal inconveniente radica en la habilidad del operario
para realizar la soldadura.
• La soldadura automática se caracteriza por eliminar casi por completo la
necesidad de mano de obra humana para la realización de la soldadura,
salvo para cargar y descargar las piezas de unión. Se usa para altos niveles
de producción y para conseguir acabados mejores.
• La soldadura semiautomática es una mezcla de la manual y la
automática. En este tipo de soldadura es la máquina la que
maneja el soplete mientras que el operario coloca los
elementos a unir el fundente. Este proceso tiene como
ventajas la reducción de la mano de obra y el hecho de que no
es influyente la habilidad del operario para soldar.
• Soldadura mediante horno
• El proceso de soldadura mediante horno está generalizado en
el mundo de la industria debido a la posibilidad de producir
en masa con la consecuente reducción del coste de
fabricación, cosa que lo hace ideal en cadenas de montaje,
además no es necesaria mano de obra cualificada para
utilizarlo. Otras ventajas son que permite la regulación de la
temperatura a la cual se realiza el proceso y que no es
necesario un proceso de limpieza de las piezas acabadas.
• Dentro de los hornos se suelen crear ambientes idóneos para la
soldadura. Estos se consiguen modificando el gas que se encuentra
en el horno o directamente eliminando el gas, por ejemplo se
suelen inyectar gases inertes o se genera el vacío, todo esto se
realiza para evitar la generación de óxido en el metal.
• Soldadura a la plata
• La soldadura a la plata es un procedimiento en el cual se suelda con
un fundente de aleación de plata junto con otros metales
como cobre, cadmio o zinc.
• Este tipo de soldadura es utilizado principalmente en la industria de
la herramienta donde se usa para unir puntas de metal duro como
el carburo de tungsteno (TiC) a herramientas como sierras o
taladros. Para ello se coloca la aleación de soldadura entre la pieza
de metal duro y el acero para ser refundidos de nuevo.
• Este tipo de soldadura sirve además como “amortiguador” entre la
punta de metal duro y la herramienta de acero, lo que suaviza el
impacto de la herramienta y el desgaste de la punta.
• Soldadura de bronce
• En este tipo de soldadura se utiliza una tira
de bronce o latón recubierto con fundente para unirse con piezas
de acero. El método de soldadura es igual que en los anteriores sin
embargo en este proceso será necesario una fuente de calor mayor,
por ello se suele usar gases como el acetileno como combustible.
• Cabe destacar que en este caso el bronce no se funde, cosa que le
otorga a este proceso una serie de ventajas respecto a otros. Por
ejemplo, con la soldadura de bronce se pueden unir metales
diferentes además de la disminución del proceso de calentado
previo de los metales a unir, también cabe destacar que la no fusión
de los elementos a unir les permite mantener su geometría. Otra
ventaja consiste en la eliminación de las tensiones que se puedan
generar en el metal a unir, cosa que no ocurre en la soldadura de
fusión por ejemplo, esto es muy importante a la hora de reparar
piezas de grandes dimensiones.
• Por el contrario este proceso tiene desventajas como pueden ser la
pérdida de fuerza a altas temperaturas y la imposibilidad de
soportar altas tensiones.
• Soldadura al vacío
• Esta técnica de soldadura se realiza en un horno especial o
cámara de vacío en la cual se extrae todo el gas presente en
su interior creando una atmósfera perfecta para la
realización de la soldadura.
• Las ventajas de este proceso son significativas algunas de
ellas son la extrema limpieza de la soldadura, o la alta
resistencia y fuerza de las uniones. Otra ventaja es la
posibilidad de tratar térmicamente al material al mismo
tiempo que se realiza la unión lo que permite la mejora de
las propiedades mecánicas y térmicas de las piezas
finalizadas.
• Puesto que el proceso de soldadura se realiza en un
ambiente sin gases que permitan el transporte de calor,
este se aplicara a las piezas que se desean soldar mediante
radiación.
Equipo neecsario
• Para soldar dos metales mediante el proceso de soldadura fuerte,
se utilizan principalmente dos herramientas: el soplete y el horno.
• El soplete consiste en una tubería unida a un deposito que contiene
gases tales como acetileno, hidrógeno, etc. que al salir por el otro
extremo del tubo a presión se mezclan con el oxígeno presente en
el aire. Esta mezcla tiene un alto potencial calórico por lo que la
aplicación de una fuente de calor externa provoca una llama que
puede alcanzar altísimas temperaturas perfectas para el trabajo de
soldadura.
• El horno es un elemento que genera calor a través de múltiples
fuentes (electricidad, carbón, gas, etc.) y que permite mantenerlo
encerrado en una cámara. El horno también puede generar
temperaturas muy altas, este hecho unido a la capacidad de
trabajar en diversos elementos al mismo tiempo hace que sea
idóneo para la producción en masa.

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Soldadura fuerte: procesos y técnicas

  • 2. ¿Qué es una soldadura? • La soldadura es un proceso de fijación en donde se realiza la unión de dos o más piezas de un material, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte (metal o plástico), que, al fundirse, forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón. A veces se utiliza conjuntamente presión y calor, o solo presión por sí misma, para producir la soldadura.
  • 3. Soldadura fuerte • La soldadura fuerte consiste en un proceso de cruzar dos metales a través del penetramiento de estos y la posterior adición de un metal de aportación, el cual debe tener una temperatura de fusión superior a 450 °C y menor al del metal base.
  • 4. Fundamentos • Con el fin de obtener uniones soldadas de alta calidad, las piezas deben quedar adaptadas perfectamente, y los metales base deben estar limpios y libres de óxidos. En la mayoría de los casos se recomiendan dejar una distancia de entre 0,003 y 0,08 mm para lograr una mejor acción capilar. Sin embargo, en algunas operaciones de soldadura no es raro tener espacios comunes en torno a 0,6 mm. Como ya hemos dicho la limpieza de las superficies es de vital importancia, ya que cualquier contaminación puede provocar un resultado final negativo. Los dos métodos principales para limpieza de piezas son de limpieza química y la limpieza con abrasivos o mecánica.
  • 5. • Otra consideración que no debemos saltarnos es el efecto de la temperatura y tiempo para una buena calidad. En general, la temperatura de soldadura elegida debe estar por encima del punto de fusión del metal de aporte. Para la elección de la temperatura consideraremos los factores siguientes: • (1) la temperatura más baja posible para poder soldar • (2) minimizar los efectos del calor en la unión • (3) mantener el metal de relleno • (4) maximizar la vida de la herramienta
  • 6. Proceso de soldadura • Soldadura por soplete • Este es uno de los procedimientos de soldadura fuerte más utilizados. Es muy utilizado en volúmenes de producción pequeños o en operaciones especializadas. Hay varias clases de soldadura por soplete, manual, semiautomática y automática. • Operario soldando con soplete • En la soldadura manual el operario se encarga de manejar el soplete y de colocar las piezas para su unión así como el material fundente. Se utiliza en procesos de bajo volumen o en los que una máquina operaría con dificultades. Su principal inconveniente radica en la habilidad del operario para realizar la soldadura. • La soldadura automática se caracteriza por eliminar casi por completo la necesidad de mano de obra humana para la realización de la soldadura, salvo para cargar y descargar las piezas de unión. Se usa para altos niveles de producción y para conseguir acabados mejores.
  • 7. • La soldadura semiautomática es una mezcla de la manual y la automática. En este tipo de soldadura es la máquina la que maneja el soplete mientras que el operario coloca los elementos a unir el fundente. Este proceso tiene como ventajas la reducción de la mano de obra y el hecho de que no es influyente la habilidad del operario para soldar. • Soldadura mediante horno • El proceso de soldadura mediante horno está generalizado en el mundo de la industria debido a la posibilidad de producir en masa con la consecuente reducción del coste de fabricación, cosa que lo hace ideal en cadenas de montaje, además no es necesaria mano de obra cualificada para utilizarlo. Otras ventajas son que permite la regulación de la temperatura a la cual se realiza el proceso y que no es necesario un proceso de limpieza de las piezas acabadas.
  • 8. • Dentro de los hornos se suelen crear ambientes idóneos para la soldadura. Estos se consiguen modificando el gas que se encuentra en el horno o directamente eliminando el gas, por ejemplo se suelen inyectar gases inertes o se genera el vacío, todo esto se realiza para evitar la generación de óxido en el metal. • Soldadura a la plata • La soldadura a la plata es un procedimiento en el cual se suelda con un fundente de aleación de plata junto con otros metales como cobre, cadmio o zinc. • Este tipo de soldadura es utilizado principalmente en la industria de la herramienta donde se usa para unir puntas de metal duro como el carburo de tungsteno (TiC) a herramientas como sierras o taladros. Para ello se coloca la aleación de soldadura entre la pieza de metal duro y el acero para ser refundidos de nuevo. • Este tipo de soldadura sirve además como “amortiguador” entre la punta de metal duro y la herramienta de acero, lo que suaviza el impacto de la herramienta y el desgaste de la punta.
  • 9. • Soldadura de bronce • En este tipo de soldadura se utiliza una tira de bronce o latón recubierto con fundente para unirse con piezas de acero. El método de soldadura es igual que en los anteriores sin embargo en este proceso será necesario una fuente de calor mayor, por ello se suele usar gases como el acetileno como combustible. • Cabe destacar que en este caso el bronce no se funde, cosa que le otorga a este proceso una serie de ventajas respecto a otros. Por ejemplo, con la soldadura de bronce se pueden unir metales diferentes además de la disminución del proceso de calentado previo de los metales a unir, también cabe destacar que la no fusión de los elementos a unir les permite mantener su geometría. Otra ventaja consiste en la eliminación de las tensiones que se puedan generar en el metal a unir, cosa que no ocurre en la soldadura de fusión por ejemplo, esto es muy importante a la hora de reparar piezas de grandes dimensiones. • Por el contrario este proceso tiene desventajas como pueden ser la pérdida de fuerza a altas temperaturas y la imposibilidad de soportar altas tensiones.
  • 10. • Soldadura al vacío • Esta técnica de soldadura se realiza en un horno especial o cámara de vacío en la cual se extrae todo el gas presente en su interior creando una atmósfera perfecta para la realización de la soldadura. • Las ventajas de este proceso son significativas algunas de ellas son la extrema limpieza de la soldadura, o la alta resistencia y fuerza de las uniones. Otra ventaja es la posibilidad de tratar térmicamente al material al mismo tiempo que se realiza la unión lo que permite la mejora de las propiedades mecánicas y térmicas de las piezas finalizadas. • Puesto que el proceso de soldadura se realiza en un ambiente sin gases que permitan el transporte de calor, este se aplicara a las piezas que se desean soldar mediante radiación.
  • 11. Equipo neecsario • Para soldar dos metales mediante el proceso de soldadura fuerte, se utilizan principalmente dos herramientas: el soplete y el horno. • El soplete consiste en una tubería unida a un deposito que contiene gases tales como acetileno, hidrógeno, etc. que al salir por el otro extremo del tubo a presión se mezclan con el oxígeno presente en el aire. Esta mezcla tiene un alto potencial calórico por lo que la aplicación de una fuente de calor externa provoca una llama que puede alcanzar altísimas temperaturas perfectas para el trabajo de soldadura. • El horno es un elemento que genera calor a través de múltiples fuentes (electricidad, carbón, gas, etc.) y que permite mantenerlo encerrado en una cámara. El horno también puede generar temperaturas muy altas, este hecho unido a la capacidad de trabajar en diversos elementos al mismo tiempo hace que sea idóneo para la producción en masa.