La soldadura ha sido utilizada durante siglos para unir piezas metálicas reemplazando el uso de uniones mecánicas como tornillos, clavos y tuercas. Gracias a los avances tecnológicos actualmente existen muchas técnicas disponibles para hacerlo y aplicaciones interesantes que se le puede dar.
¿Qué es la soldadura y por qué se hace?
La soldadura es un proceso de fabricación par la unión de materiales, generalmente metal, que utiliza altas temperaturas para fundir y fusionar piezas. Cabe señalar que la presión también puede usarse para ayudar al proceso o usarse exclusivamente para producir una soldadura.
El proceso de soldadura no sólo une las dos piezas juntas como en la soldadura fuerte, sino que, mediante el uso de calor extremo y, a veces, la adición de otros metales o gases hace que las estructuras metálicas de las dos piezas se unan y se conviertan en uno. Por lo general, se distingue de las técnicas de fusión de metales a baja temperatura, como la soldadura fuerte que generalmente no funden el metal base.
La soldadura generalmente también implica el uso de algo llamado material de relleno. Esto, como su nombre lo indica, se usa para proporcionar un relleno o un conjunto de material fundido que ayuda a facilitar la formación de un fuerte vínculo entre las partes de metal base. La mayoría de los procesos de soldadura también requerirán algún tipo de protección para proteger tanto los componentes principales como el relleno de la oxidación durante el proceso.
Electrodos con material de relleno y aporte para relleno en soldadura TIG
La soldadura se puede realizar utilizando diversas fuentes de energía. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, una llama de gas (químico), un arco eléctrico, un láser, un haz de electrones, fricción y ultrasonido. Es una técnica muy versátil que se puede realizar al aire libre, bajo el agua e incluso en el vacío.
¿Cuáles son los tipos de soldadura?
Algunos de los procesos de soldadura más comunes que se utilizan habitualmente incluyen:
- Soldadura por arco metálico con gas (GMAW)
- Soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW)
- Soldadura por arco metálico protegido (SMAW)
- Soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW)
- Soldadura por haz de energía (EBW)
- Soldadura de hidrógeno atómico (AHW)
- Soldadura por arco de plasma
¿Cuál es el mejor tipo de soldadura?
Esta no es una pregunta tan simple de responder como podría pensarse. La mejor soldadura depende del material base en cuestión y su uso final previsto. Desde TIG hasta soldadura que comparte sus principios con una cortadora de plasma, cada técnica tiene sus propias ventajas y desventajas sobre las demás.
Equipo para soldadura de microalambre
El tipo más versátil de soldadura podría ser la soldadora de microalambre. Esto se debe a que es la única capaz de soldar tanto para soldar materiales gruesos y delgados y a que funciona en materiales sucios y condiciones climáticas adversas.
Esto no significa necesariamente que la soldadora de microalambre con material de aporte sea la mejor opción para todos los escenarios. La soldadora por arco metálico con gas se puede aplicar a muchos metales de espesor variable, mientras que la soldadura por arco de tungsteno produce soldaduras de más alta calidad, especialmente cuando se trata de metales delgados.
También dependerá completamente del metal que desean soldar. El aluminio, por ejemplo, es un metal bastante blando y no puede soportar demasiado calor. Por esta razón, solo se pueden utilizar dos técnicas de soldadura viables, soldadura por arco metálico con gas y soldadura por arco de tungsteno con gas.
El acero, por otro lado, es un metal mucho más robusto en comparación con el aluminio. Por esta razón, puede tomar mucho más esfuerzo para trabajar con él, por lo que la técnica de soldadura que proporciona la unión más fuerte depende del grosor del material.
La soldadura por arco metálico con gas se considera la mejor técnica para la mayoría de las aplicaciones de acero. Para láminas de acero más gruesas, generalmente se habla de la superioridad de la soldadura con varilla y fundente. Si es acero al carbón o inoxidable, la técnica por arco de tungsteno y la de gas pueden usarse sin problemas.
¿Cuál es la mejor soldadora para un principiante?
Si son nuevos en el mundo de la soldadura, algunas técnicas son mucho más fáciles de aprender que otras. La soldadura por arco metálico con gas (MIG), por ejemplo, es ampliamente considerada como la más fácil de ejecutar. ¿Pero por qué?
MIG es una técnica de soldadura que tiene una alta capacidad de ajuste de potencia que también produce soldaduras muy limpias en comparación con otras técnicas. Además, tiende a ser una técnica de soldadura bastante rápida para producir una buena soldadura tanto para principiantes como para soldadores expertos. La de aporte metálico es también una buena opción y si buscan una solución confiable, les recomendamos una máquina de soldar microalambre.
Existen otras técnicas que vale la pena considerar si su presupuesto lo permite. Podrían considerar obtener algo llamado soldador híbrido. Esto le permite, como su nombre lo indica, probar varios estilos a la vez. Sin embargo, a pesar de esto, muchos soldadores practicantes dan fe de la simplicidad y confiabilidad de la soldadura MIG para aprender los principios de la soldadura.
Soldadura de microalambre
Soldadura por arco metálico protegido (SMAW)
Es un proceso de soldadura manual que emplea un arco eléctrico que se forma cuando el electrodo mantiene un contacto con el metal base como fuente de calor para fundir el electrodo consumible y su protección de fundente junto con el metal base. Se sabe que tiene muchos nombres, como soldadora de arco, arco de metal manual (MMA) y soldadura por arco con protección de flujo. También se considera el proceso de soldadura más versátil y el que requiere la configuración menos compleja en comparación con otros procesos.
SMAW se considera versátil debido a su capacidad para soldar una amplia gama de materiales como acero de baja aleación, acero inoxidable, hierro fundido y el acero al carbono común. Aunque se aplica principalmente al acero de al menos 3mm de espesor. SMAW tiene una configuración simple, lo que lo hace económico y portátil, donde la limitación sólo depende de la habilidad del soldador.
Soldadura por arco eléctrico (MMA)
Soldadura por arco de tungsteno con gas (TIG o GTAW)
Es un proceso de soldadora de arco que utiliza un arco entre el electrodo de tungsteno (sin consumo) y el punto de soldadura. El proceso se utiliza con protección de gas y sin la aplicación de presión. Este proceso se puede usar con o sin la adición de metal de relleno. GTAW se ha convertido en una herramienta indispensable para muchas industrias para obtener resultados de soldadura de alta calidad y bajos costos de equipo.
La soldadura por arco de gas con tungsteno (GTAW), también conocida como gas inerte de tungsteno (TIG), es uno de los muchos procesos de soldadura cuyo nombre en sí explica el rasgo distintivo de GTAW de cualquier otro proceso de soldadura. Este proceso es manual, por lo que requiere una gran habilidad del soldador, incluso algunos considerarán que este proceso es más difícil en comparación con SMAW.
El principio de esta soldadura es que el calor del arco se produce entre el electrodo de tungsteno y el metal base se fusionará con el metal de relleno y en el que el arco está protegido por un gas noble o inerte tales como el argón o helio (Ar o He).
La antorcha para soldar está equipada con boquillas de cerámica para proteger el área de soldadura del medio ambiente durante la soldadura. El material de relleno utilizado se usa sin recubrimiento ni ningún tipo de fundente.
Utiliza una soldadora de arco eléctrico no consumible, lo que significa que emplea el arco eléctrico como fuente de calor, mientras que el arco mismo se genera a partir del contacto entre el metal base y el electrodo no consumible, este electrodo funciona solo para generar un arco eléctrico y fundir el metal base con el metal de relleno también llamado material de aporte. Debido a sus características es posible que este proceso suelde sin aplicar metal de relleno.
Este método sin relleno se llama soldadura autógena. Para que el electrodo pueda generar calor sin fundirse, debe tener un punto de fusión más alto que la temperatura del arco eléctrico mismo. Afortunadamente, tenemos un elemento que simplemente se niega a fundirse a 4,000 Celsius y es un buen conductor electricidad. El elemento es un metal llamado Wolframio (W) o comercialmente conocido como tungsteno.
La soldadura TIG se usa generalmente para soldar metal no ferroso que tiene una soldabilidad significativamente menor en comparación con el metal ferroso, por lo tanto, se requiere que el soldador comprenda el material que va a soldar. Por ello el soldador con la habilidad para operar este proceso es mejor valorado y tendrá más probabilidades de tener un salario atractivo en lugar de cualquier otro proceso de soldadura.
Aplicación de soldadura TIG
Soldadura por arco sumergido (SAW)
En la soldadura de arco sumergido, el arco está literalmente sumergido bajo un charco de flujo fundido, lo que hace imposible ver el arco. Tanto el alambre de relleno como el fundente se alimentan continuamente al arco, a medida que la máquina de soldadura avanza progresivamente a lo largo del camino de soldadura. El fundente tiene forma de grano con apariencia arenosa hecho de una mezcla de varios ingredientes como cal, sílice, óxido de manganeso, fluoruro de calcio y otros compuestos.
Debido a que es un proceso automático o mecanizado, la soldadura de arco sumergido es muy productiva por su alta tasa de deposición. Llega a superar 9 a 10 veces la tasa de deposición de soldadura con barra. Además, la soldadura con SAW puede ser muy caliente, tiene una mayor entrada de calor en comparación con la soldadura con barra debido a su rango de soldadura relativamente mayor. El calor producido por el arco no puede escapar tan fácilmente como en la soldadura con varillas, porque el arco está sumergido en el fundente que actúa como un aislante.
Soldadura con arco sumergido
Soldadura por fricción (FSW)
La soldadura por fricción es un proceso de soldadura de estado sólido donde se puede obtener la combinación de la fricción y la presión en caliente. Usualmente, la fricción ocurre típicamente en dos superficies del objeto que giran relativamente entre sí para aumentar la temperatura de la superficie.
La soldadura por fricción generalmente no utiliza material de relleno. Tampoco requiere ningún flujo de soldadura. Se usa generalmente para soldar varios componentes redondos y concéntricos por ejemplo partes para automóviles, aviones, equipos agrícolas, petróleo y gas. La soldadura por fricción también se aplica con termoplásticos, que se pueden ver de manera análoga a los metales bajo calor y presión. Estos materiales usan mucho menos calor y presión que los metales, pero el método se puede aplicar también para unir metales a plásticos.
Soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW)
Es una combinación de proceso de soldadura GMAW, SMAW y SAW que utiliza una corriente eléctrica de CC o CA extraída de plantas de energía o a través de un transformador o rectificador. Su proceso de trabajo consiste en suministrar electrodos de soldadura mecánicamente de forma continua en el arco eléctrico.
Existe la opción de hacer el proceso por autoprotección que resulta del gas evaporado al fundirse el fundente del electrodo, o con protección de gas. La protección de gas protege el metal de la soldadura al fundirse mediante el uso de su propio gas, además se agrega un gas protector que proviene del exterior del sistema.
Soldadura de oxiacetileno (OAW)
Es un proceso de soldadura manual, en el que las superficies a unir se calientan para fundirse con una llama de gas oxiacetileno con o sin metal de aporte. Además de la soldadura, el equipo de oxiacetileno se puede usar para precalentamiento, soldadura fuerte, corte y revestimiento duro. En el proceso de preparación previo al procesado de metales también es posible usar una máquina de calentamiento por inducción.
Soldadura de oxiacetileno
En la práctica, el resultado es muy satisfactorio para soldar acero al carbono, principalmente láminas de metal y tuberías de paredes delgadas utilizando soldadura de plata. Sin embargo, casi todos los tipos de metales ferrosos y no ferrosos pueden soldarse con este tipo de soldadura, con o sin aditivos. Además del gas acetileno, también se usa gas hidrógeno, gas natural, propano, para metales con un bajo punto de fusión. En el proceso de combustión necesita oxígeno el cual se suministra paralela al gas combustible. Con la adición de oxígeno se puede controlar la intensidad del calor en la flama.
¿Cómo funciona la tecnología inversora?
En términos simples, un soldadora inversora es un sistema electrónico para la regulación de voltaje. Convierte la fuente de alimentación de CA en un voltaje de salida utilizable más bajo, por ejemplo, de 240 VCA a 20 VCC. Los dispositivos basados en inversores utilizan una serie de componentes electrónicos para convertir la energía, en contraste con los dispositivos convencionales basados en transformadores que dependen principalmente de un sólo transformador grande para regular el voltaje.
Una soldadora inversora funciona aumentando la frecuencia de la fuente de alimentación primaria de 50 a 20,000 a 100,000 Hz. Esto se realiza mediante el uso de interruptores electrónicos que encienden y apagan la alimentación extremadamente rápido (hasta 10 millonésimas de segundo). Al controlar la fuente de alimentación de esta manera, antes de que ingrese al transformador, el tamaño del transformador puede reducirse de manera muy significativa.
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