Ingeniería

¿Qué es la soldadura?

La soldadura es el proceso de unir dos materiales, también conocidos como sustratos, fusionándolos usando energía térmica dirigida a lo largo de las costuras.

Cuando era niño, recuerdo que mis padres me disuadían de mirar directamente a los hombres agachados sobre una pieza de metal, lo que generaría una luz brillante y brillante. Mi curiosidad me llevó a descubrir que el proceso, conocido como soldadura, se utiliza para unir dos o más piezas de metal con fines estructurales.

La unión se requiere donde es práctico o imposible formar estructuras continuas. Sin embargo, es importante usar técnicas efectivas para unir materiales, de lo contrario, resta valor a la integridad general de la estructura.

¿Qué es la soldadura y cómo se hace?

La soldadura es el proceso de unir dos materiales, también conocidos como sustratos, fusionándolos usando energía térmica dirigida a lo largo de las costuras. Las fuentes de energía térmica utilizadas varían ampliamente, según los tipos de sustratos que se sueldan entre sí.
Dado que la soldadura implica la fusión por fusión, es deseable unir metales similares, ya que tendrán puntos de fusión comparables. Sin embargo, ¡técnicas especiales permiten a los soldadores unir metales diferentes también!
A veces, para reforzar una unión soldada, se utiliza metal de aporte. Se funde por completo, junto con las secciones del sustrato que se calientan, dando como resultado una unión fuerte. El metal de aporte se entrega externamente a la costura en el momento de la soldadura.

Diferentes técnicas de soldadura y sus aplicaciones.

Holísticamente, las técnicas de soldadura se pueden clasificar según la fuente de calor que produce la fusión.

1. Soldadura por arco

La soldadura por arco (aquella de la que nuestros padres nos aconsejaron que desviáramos la mirada) es la forma más común de soldadura. Suministra altos voltajes y corrientes en varias combinaciones al metal base a través de un electrodo, lo que provoca la fusión.
Dependiendo de la naturaleza de la soldadura, se pueden usar materiales de relleno. Estos electrodos se proporcionan y se consumen en el proceso.
Las cargas generadas durante este proceso son muy susceptibles a defectos y, por lo tanto, deben protegerse con un medio de «escudo» que cubra la soldadura hasta que se enfríe y solidifique.
Las técnicas de soldadura por arco comúnmente utilizadas incluyen:

i. Soldadura por arco de metal blindado (SMAW)

Comúnmente conocida como soldadura con varilla, esta soldadura utiliza un electrodo consumible para colocar las soldaduras. El electrodo actúa como metal de aporte y está recubierto con fundente, que se disuelve en un gas que protege la soldadura.

ii. Soldadura por arco sumergido (SAW)

El electrodo es un alambre recubierto de cobre consumible que se alimenta continuamente a la costura de la pieza de trabajo. El arco se protege sumergiéndolo bajo una capa de fundente en polvo.

iii. Soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW)

También conocido como soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG), este proceso utiliza un electrodo de tungsteno no consumible suministrado junto con un gas inerte, como helio o argón, para proteger la soldadura. El metal de aporte se suministra externamente.

IV. Soldadura por arco metálico con gas (GMAW)

Esta técnica, también conocida como soldadura de metal con gas inerte (MIG), es similar a la GTAW, excepto que el material de relleno es el electrodo mismo y no necesita ser suministrado externamente.

Debido a su naturaleza peligrosa, la soldadura por arco está en gran parte robotizada. Es la forma de soldadura más versátil y rentable. Se utiliza en componentes estructurales y se puede utilizar tanto en materiales ferrosos como no ferrosos.

2. Soldadura con gas

El oxígeno y el gas combustible a menudo se usan en una proporción de combustible adecuada para calentar los metales hasta sus puntos de fusión. Todas las técnicas que utilizan esto para unir metales se encuentran bajo el paraguas de «soldadura de gas».
Un soplete controlado por presión distribuye la mezcla de oxígeno y combustible en la proporción adecuada, que luego se enciende con una chispa para encender la llama.
En la mayoría de los casos, la soldadura con gas no emplea metal de aporte. Algunas de las técnicas de soldadura con gas comúnmente utilizadas son la soldadura con llama de oxiacetileno y oxihidrógeno, que pueden alcanzar temperaturas de hasta 3000°C, suficiente para fundir casi todos los metales.
Los sopletes de combustible de buey también se utilizan para cortar metal donde esto no se puede hacer por medios mecánicos. La soldadura oxicombustible se destina principalmente a trabajos de reparación, así como a la unión de chapas metálicas de espesores finos y medios.

3. Soldadura por energía radiante

Esta forma de soldadura dirige un haz de electrones excitados (haz de electrones) o radiación electromagnética (haz láser) para derretir los sustratos a lo largo de las costuras. Este sistema no utiliza el uso de rellenos metálicos.
Las piezas de trabajo generalmente se mantienen en una cámara de vacío, lo que elimina la necesidad de medios de protección. La principal ventaja de usar la soldadura por energía radiante es que se puede usar para soldar metales y metales diferentes de diferentes espesores. Aunque es más costosa en comparación con otras técnicas, las soldaduras que genera se encuentran entre las más fuertes.

4. Resistencia de soldadura

Este tipo de soldadura usa presión para mantener unidas las piezas de trabajo y luego pasa la corriente eléctrica a través del punto de contacto para fusionar las superficies. La ventaja de la soldadura por resistencia es que no utiliza metal de aporte y produce resultados altamente repetibles de una manera muy rentable. Es ampliamente utilizado en la industria automotriz.

5. Soldadura por termita

Esta técnica se utiliza para unir vías de tren. En esta técnica, los extremos del riel se juntan y luego se encierran en un molde. Luego, el molde se calienta y el metal de aporte, también conocido como termita, se vierte en la costura y se deja enfriar.

Equipos de seguridad en soldadura

Los procedimientos de soldadura son extremadamente exotérmicos y liberan cantidades obscenas de calor, luz y toxinas, que pueden ser perjudiciales si se vuelven a exponer. Por lo tanto, todos los procesos de soldadura manual requieren que el usuario use cascos protectores que reducen la intensidad de la luz visible para los ojos mediante el uso de una ventana de vidrio especial. También se utilizan chaquetas, guantes y respiradores especialmente construidos, lo que evita que el usuario entre en contacto con subproductos nocivos, como chispas perdidas, salpicaduras de soldadura fundida y gases nocivos.

Soldadura moderna

Debido a su naturaleza peligrosa, la mayoría de las soldaduras ahora están robotizadas. Los trabajos de fabricación especializados implican la intervención humana, pero estas situaciones también se han vuelto más seguras con los años.
La evolución de nuevos materiales, la compactación de equipos eléctricos y mejores técnicas de fabricación seguirán dando forma a la industria de la soldadura, un elemento esencial de las estructuras y productos industriales, grandes y pequeños.

Cristy

Somos entusiastas de los temas científicos, del estudio y el conocimiento. Traemos para ti los casos más curiosos de la ciencia y como pueden ayudarte. Preguntas y respuestas que quizás alguna vez te has hecho, están aquí.

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