Elementos de Unión

1. Elementos de Unión Unión por Soldadura

2. La soldadura constituye una unión fija entre dos o más piezas metálicas, por lo general de igual material, las cuales por medio de calor entregado a las mismas, y casi siempre a un material adicional de aporte, se funden y se combinan resultando una unión. Soldaduras Fuertes: Unión por Cohesión. Oxiacetilénica (autógena), soldadura eléctrica por arco voltaico, soldadura aluminotérmica y por resistencia eléctrica y presión. Soldaduras Blandas: Unión por Adhesión. Aleaciones de estaño y plomo, el material aportado es de menor resistencia y dureza que los que se unen Soldaduras con aporte de material: Unión por fusión de los materiales o del material de aporte Soldaduras sin aporte de material: Además de la fusión necesitan presión para la soldadura.

3. La resistencia de la soldadura depende de: • Calidad del metal de aportación • Espesor de la junta • Tersura de las superficies • Tipos de materiales a soldar • Temperatura del soldado • Duración del contacto entre la soldadura y la parte a la temperatura de soldado. • Valores óptimos del refuerzo en cortante: (valores últimos) • Soldadura blanda: Cobre: 41.46 MPa (422.7 kg/cm2) • Acero dulce: 64.55 MPa (352.3 kg/cm2) • Latón: 27.64 MPa (281.8 kg/cm2) • Soldadura Fuerte: Bronce: 345.47 MPa (3522.7 kg/cm2)

4. Soldadura Oxiacetilénica Se usa el calor de la llama producida por la combustión del acetileno (C2H2) al reaccionar con Oxígeno, después de que se mezclan en el soplete (boquilla y tubo mezclador) C2H2 + O2 2OC + H2+ calor 2OC2 + H2 +3/2O2 2CO2 + H2O + Calor 3200° c El acetileno entra a 0,3 y 0,6 kg/cm2 máximo 1,5 kg/cm2. El oxígeno entra a menos de 4 kg/cm2.

5. Producción de los gases Acetileno: En generadores de acetileno: El carburo de calcio (CaC2) se combina químicamente con el agua (H2O) produciendo acetileno (C2H2) CaC2 + 2H2OC2H2 + Ca(OH)2 + calor Almacenado diluido en acetona en tubos de acero Masa porosa de asbesto, tierra de diatomeas y carbón vegetal P = 15 a 20 kg/cm2, Aproximadamente 6000 l a una presión absoluta de 19 kg/cm2 disueltos en 13 litros de acetona Caída de agua sobre carburo Caída de carburo sobre agua Contacto en balde volcador

6. Oxigeno: Almacenado en tubos a 125 kg/cm2 - 200 kg/cm2 un volumen de 10000 l O2 El regulador o reductor de presión reduce la presión de almacenamiento a la de trabajo.

7. Zonas de temperaturas en la llama del soplete Según la cantidad de O2 combinado. • Zona fría de gases no quemados • Cono luminoso de la llama • Zona de soldadura • Llama dispersa por acceso de oxígeno del aire Combustión Neutra: Sin exceso de combustible o comburente en la llama. Proporción O2 – C2O2 = 1 : 1.1 Para soldar acero. Aporte hierro dulce Con exceso de O2: Núcleo pequeño y quema de material. Para aleaciones de CuZn. Con exceso de C2O2: Núcleo grande, sopladuras y soldadura defectuosa. Para Fundición gris. Aporte Bronce.

8. Consumo de O2 y C2O2 en función del espesor de las piezas a soldar

9. Consumo de O2 y C2O2 en función del espesor de las piezas a soldar

10. Disposición de las piezas a soldar con respecto al soldador • Soldadura en planta horizontal: El material de aporte se deposita, luego de fundido, por gravedad. • Soldadura horizontal sobre pared: El material fundido tiende a escurrirse hacia abajo • Soldadura vertical: presenta un grado de dificultad similar al anterior. • Soldadura sobre cabeza: Mayor dificultad. El metal fundido tiende a desprenderse.

11. Soldadura a izquierda: La varilla del aporte va delante de la llama, (ambas en zigzag). Esta por soplado empuja el material fundido hacia delante. Para materiales de hasta 3 mm de espesor. Inconvenientes de pérdida de calor, enfriamiento rápido y textura con defectos Soldadura a derecha: La varilla del aporte va siguiendo a la llama. (ambas en forma circular) Para espesores de más de 3 mm. La llama calienta la zona de fusión y retiene el material fundido por efecto de soplado

12. Soldadura por Arco Voltaico Se funden las piezas a soldar y el aporte. Se usa el calor del arco voltaico producido al circular una corriente eléctrica, a través del aire, entre los electrodos positivo y negativo, constituidos por la pieza a soldar que actúa de ánodo y la pinza con la varilla del material de aporte que es el cátodo. Se alcanzan temperaturas de hasta 3600C Electrodo: Es la pinza con la varilla de aporte de material Pieza: Es el material a soldar.

13. La corriente eléctrica se produce en un transformador-rectificador conectado a la red eléctrica industrial o en un generador de corriente continua movido por un motor eléctrico o motor de combustión interna. Generalmente se usa corriente continua De 50 V a 70 V para encender el arco y de 20 V y 30 V durante el trabajo. La corrientes circulante varía de 50 a 500 amperes.

14. Electrodos Está constituido por una varilla de acero o aleación, las que actualmente vienen todas revestidas o recubiertas con un material especial Recubrimientos: Revestimiento de rutilo óxido de titanio. Revestimiento ácido: Ferro manganeso Revestimiento básico: Carbonato cálcico Revestimiento orgánico: Celulosa

15. Función del revestimiento El revestimiento se funde y forma una envoltura gaseosa que impide la penetración del nitrógeno y del oxígeno del aire, que causarían, el primero la fragilidad del material y, el segundo, inclusiones de óxidos, que debilitan la soldadura. Además el revestimiento contiene elementos que suplen las materias eliminadas por la combustión, como por ejemplo el manganeso y el carbono. Al ionizar el aire, estabiliza el arco eléctrico. Forma escorias que cubren el cordón de soldadura, disminuyendo la velocidad de enfriamiento con lo que se reducen las tensiones en el material además de absorber las impurezas del baño de fusión.

16. Propiedades mínimas de los metales de aporte AWS: American Welding Society. 2 o 3 primeros dígitos: Resistencia a la tensión (kpsi – ksi) Penúltimo dígito: Posición del soldado: 1. Plana, horizontal, vertical y elevada 2. Filetes planos y horizontales 3. Solo en posición plana Último dígito: Variables de la técnica de soldado como fuente de corriente. Los diámetros varían entre 1/16 y 5/16 in o 2 a 8 mm

17. Propiedades de aplicación de varios electrodos

18. Selección y rendimiento de electrodos.

19. Soldadura por Resistencia Eléctrica y Presión Al hacer circular una corriente eléctrica a través de dos piezas, la zona de contacto, al presentar mayor resistencia que el resto de las mismas, experimenta una elevación de temperatura por el paso de la corriente. Esto hace que las partes en contacto se fundan, y al presionarlas una contra otra se unan, soldándose al enfriarse y solidificarse nuevamente. La soldadura se realiza utilizando dos electrodos con los cuales se aplica una tensión eléctrica a las piezas haciendo circular una corriente. Con los mismos electrodos, se aplica una presión a ambas piezas con lo cual se logra que se suelden en las partes en contacto. El contacto donde se produce la soldadura puede ser puntual, lineal o con características especiales, utilizándose distintos tipos de electrodos

20. Soldadura por puntos Los dos electrodos generalmente son cilíndricos y enfriados interiormente por agua, con un diámetro D en el cuerpo del electrodo y d en la punta de contacto. Se utilizan voltajes del 2V a 10V y corrientes de 3.000 A a 50.000 A, con fuerzas desde 10 N a los 100 N Para materiales delgados: d = 0,25 + 2t para materiales gruesos: d = (2.54.t)1/2 Longitud de solape: L = d +2e emax = d

21. Soldadura por Costura Es una serie de soldaduras por puntos en forma continua hechos por un electrodo circular que rueda sobre las piezas a unir al mismo tiempo que se aplica una tensión eléctrica y una fuerza mecánica. Las dimensiones son las mismas que para la soldadura por puntos. Los electrodos están constituidos por dos ruedas o rodillos de cobre de diámetros que varían, según el espesor del material a soldar, de 5 cm a 60 cm o más.

22. Soldadura con resaltos Soldadura a tope Para piezas fabricadas en serie En aceros de bajo carbono, metales no ferrosos como cobre, aluminio y aleaciones de cobre y zinc Soldadura por Chisporroteo Igual a la anterior, excepto que se separan para producir el calor. La soldadura queda sin impurezas Para aceros de alto carbono.