4.- Conceptos Básicos de Soldadura.
4.1 Definiciones Básicas.
La Operación de Soldar es un proceso de unión de materiales que produce su coalescencia calentándolos a temperatura de fusión, con o sin aplicación de presión, o por medio de la aplicación de presión solamente y con o sin el uso de material de aporte, el cual se usa en trabajos de soldadura. La coalescencia, significa adherirse uno a otro o adherir a un cuerpo los materiales que se sueldan.
El Ensamble Soldado es un conjunto de partes unidas con soldadura, y puede hacerse a partir de muchos o de pocas partes metálicas.
La Unión, se define como: “la unión de los miembros o de las orillas de los miembros que se van a unir o que han sido unidos”.
La distinción entre soldadores y operarios de soldadura concierne a la habilidad de maniobra que desplieguen. El soldador debe ejercer talento y habilidad para manipular el equipo a efecto de producir trabajos soldados. El operario de soldadura puede controlar u operar una máquina automática de soldadura.
El metal de aporte es “el metal o aleación que deberá añadirse al hacer una unión con soldadura fuerte o soldadura blanda” se convierte en filete soldado o metal soldado en una soldadura de ranura. El metal base, se define como “el material que está siendo sometido a una soldadura ordinaria, una soldadura fuerte, una soldadura blanda o un corte”.
4.2 Tipos de Uniones.
Las soldaduras se ejecutan en la unión de las distintas piezas que constituyen la construcción soldada. Estas uniones de partes se llaman juntas o uniones, y se definen como “la unión de miembros o de orillas de miembros que se han de juntar o que se han unido”.
Las partes que se unen para producir la construcción soldada pueden estar en la forma de placa rolada, lamina, forma estructural, tubo, o pueden ser fundiciones, forjas o lingotes. Es la colocación de estos miembros lo que define las uniones.
Hay cinco tipos básicos de uniones que se usan para juntar dos miembros entre si para soldarlos.
1. Unión a tope: Una unión entre dos miembros alienados próximamente en el mismo plano.
2. Unión en esquina: Una unión entre dos miembros localizados aproximadamente en ángulo recto entre sí.
3. Unión de Orilla o de Canto: Unión entre las orillas de dos o más miembros paralelos o casi paralelos.
4. Unión o Traslape: Unión entre dos miembros que se traslapan en planos paralelos.
5. Unión en T: Unión entre dos miembros localizados aproximadamente a ángulo recto entre si en la forma de una T.
La Operación de Soldar es un proceso de unión de materiales que produce su coalescencia calentándolos a temperatura de fusión, con o sin aplicación de presión, o por medio de la aplicación de presión solamente y con o sin el uso de material de aporte, el cual se usa en trabajos de soldadura. La coalescencia, significa adherirse uno a otro o adherir a un cuerpo los materiales que se sueldan.
El Ensamble Soldado es un conjunto de partes unidas con soldadura, y puede hacerse a partir de muchos o de pocas partes metálicas.
La Unión, se define como: “la unión de los miembros o de las orillas de los miembros que se van a unir o que han sido unidos”.
La distinción entre soldadores y operarios de soldadura concierne a la habilidad de maniobra que desplieguen. El soldador debe ejercer talento y habilidad para manipular el equipo a efecto de producir trabajos soldados. El operario de soldadura puede controlar u operar una máquina automática de soldadura.
El metal de aporte es “el metal o aleación que deberá añadirse al hacer una unión con soldadura fuerte o soldadura blanda” se convierte en filete soldado o metal soldado en una soldadura de ranura. El metal base, se define como “el material que está siendo sometido a una soldadura ordinaria, una soldadura fuerte, una soldadura blanda o un corte”.
4.2 Tipos de Uniones.
Las soldaduras se ejecutan en la unión de las distintas piezas que constituyen la construcción soldada. Estas uniones de partes se llaman juntas o uniones, y se definen como “la unión de miembros o de orillas de miembros que se han de juntar o que se han unido”.
Las partes que se unen para producir la construcción soldada pueden estar en la forma de placa rolada, lamina, forma estructural, tubo, o pueden ser fundiciones, forjas o lingotes. Es la colocación de estos miembros lo que define las uniones.
Hay cinco tipos básicos de uniones que se usan para juntar dos miembros entre si para soldarlos.
1. Unión a tope: Una unión entre dos miembros alienados próximamente en el mismo plano.
2. Unión en esquina: Una unión entre dos miembros localizados aproximadamente en ángulo recto entre sí.
3. Unión de Orilla o de Canto: Unión entre las orillas de dos o más miembros paralelos o casi paralelos.
4. Unión o Traslape: Unión entre dos miembros que se traslapan en planos paralelos.
5. Unión en T: Unión entre dos miembros localizados aproximadamente a ángulo recto entre si en la forma de una T.
4.3 Tipos de Soldaduras.
Existen distintos tipos básicos de soldaduras algunos de estos tipos tienen muchas variantes. Los distintos tipos de soldadura son los siguientes:
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- Soldadura de Filete:
Es el tipo de soldadura que más se usa. La soldadura de filete se llama así debido a la forma de su sección transversal. El filete se considera sobre la unión y se define como “una soldadura de sección transversal aproximadamente recto entre sí”
- Soldadura de Tapón o de Ranura:
Se usa con agujeros o ranura preparadas. El tapón y la ranura se consideran juntos por que el símbolo que los especifica es el mismo. La diferencia importante es el tipo de agujero en el miembro preparado que se va a unir. Si el agujero es redondo, se considera como una soldadura de tapón, si es alargado, como una soldadura de ranura.
- Soldadura de Costura:
- Esta soldadura, en su sección transversal se asemeja a una soldadura de punto. La geometría de la soldadura está influida por el proceso de soldadura que se emplee. Con la soldadura de resistencia, la unión queda en la interfase entre los miembros que se unen, pero con los procesos de soldadura de haz electrónico, de laser o de arco, la soldadura funde a través de uno de los miembros para unirlo al segundo.
- Soldadura de Bisel:
Es el segundo tipo más común de soldadura. Se define como “una soldadura ejecutada en el bisel entre dos miembros que se han de unir”. La soldadura de bisel se considera dentro de la unión. Hay siete tipos básicos de biseles, y se pueden usar como soldaduras sencillas o dobles.
- Soldadura de Respaldo:
Es un tipo especial de soldadura ejecutada en el lado trasero o lado de raíz de una soldadura previamente hecha. La raíz de la soldadura original se bisela o se hace surco en ella, se limpia o cincela hasta llegar al metal macizo antes de que se haga la soldadura de respaldo. Esto aumenta la calidad de la unión soldada, asegurando una penetración completa.
- Soldadura de Revestimiento:
Este es un tipo de soldadura compuesto de uno o más cordones depositados en el metal base, en forma de superficie interrumpida. Se usa para aumentar las dimensiones superficiales, para aportar metales de distintas propiedades, o para dar protección al metal base contra un ambiente hostil.
- Soldadura de Brida en Orilla:
Esta se usa principalmente para uniones de láminas o placas delgadas.
- Soldadura de Brida en Esquina:
También se usa para partes de lámina o placa delgadas. En ambas bases, se deben preparar las partes según los detalles específicos de la unión. Para producir construcciones soldadas es necesario combinar los tipos de unión con los tipos de soldadura para producir las uniones que suelden los miembros separados. Cada tipo de soldadura no puede combinarse siempre con cada tipo de unión para hacer una unión soldada.
4.4 Posiciones para Soldar.
La soldadura se debe ejecutar en la posición en la que se ha de usar la parte, cuando esta es grande o ya no sea necesario moverla después de soldarla.
La American Welding Society define cuatro posiciones básicas para soldar, que son las siguientes:
1. Plana: La posición que se usa para soldar desde el lado superior de la unión; la cara de la soldadura aproximadamente es horizontal.
2. Horizontal: Es la posición en la que se suelda sobre la cara superior de una superficie aproximadamente horizontal y contra una superficie mas o menos vertical. Para soldadura de tubo, el eje de la soldadura queda en un plano aproximadamente horizontal y la cara de la soldadura queda en un plano más o menos vertical.
3. Vertical: La posición de soldar en la que el eje de la soldadura es aproximadamente vertical.
4. Sobre cabeza: La posición en la cual la soldadura se ejecuta desde el lado inferior de la unión.
Las posiciones se identifican como sigue:
- F Indica Filete
- 1 Indica Plana
- 2 Indica Horizontal
- 3 Indica Vertical
- 4 indica Sobre Cabeza
Los mismos números se aplican a las soldaduras de bisel, que se identifican con la letra G. Las uniones soldadas de tubo son un caso especial y se identifican como posiciones de prueba, normalmente son uniones biseladas y se indican con la letra G.
La posición de prueba 1G es para soldar tubo con su eje horizontal, pero con la soldadura ejecutada en la posición plana con el tubo girado bajo el arco. La posición de prueba 2G se conoce como soldadura horizontal, pero con el eje del tubo en la posición vertical, con el eje de la soldadura en la posición horizontal. No hay posiciones de prueba 3G ni 4G para soldar tubo. La posición de prueba 5G se conoce como posición horizontal fija. En esta el eje del tubo es horizontal, pero el tubo no se gira cuando se efectúa la soldadura. La posición de prueba 6G para el tubo tiene el eje de este a 45 grados y el tubo no se gira mientras se suelda. Para trabajos de calidad a menudo se usa la posición restringida 6G. la accesibilidad restringida la da un anillo de restricción cerca de la soldadura. Se conoce como 6GR. |
4.5 Clasificación de los Procesos de Soldadura.
La American Welding Society (AWS) ha hecho una clasificación de los procesos de soldadura. La sociedad de soldadura formulo la definición de los procesos desde el punto de vista operativo en vez del metalúrgico. La AWS ha agrupado los procesos de acuerdo con el “modo de transferencia de energía” como consideración primaria. Un segundo factor es la “influencia de la atracción capilar al efectuar la distribución del metal de aporte” en la unión.
A) Soldadura de arco.
Los procesos de soldadura de arco se definen como “un grupo de soldadura que producen la coalescencia de las piezas de trabajo calentándolas con un arco. Los procesos se emplean con o sin la aplicación de presión y con o sin el uso de metal de aporte”. Incluye nueve procesos populares específicos.
1. El Proceso de soldadura por arco de carbono (CAW).
2. El Proceso de soldadura por arco metálico protegido (SMAW).
3. El Proceso de soldadura por arco sumergido (SAW).
4. El Proceso de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW).
5. El Proceso de soldadura por arco de plasma (PAW).
6. El Proceso de soldadura por arco metalico con gas (GMAW).
7. El Proceso de soldadura por arco con nucleo de fundente (FCAW).
8. El Proceso de soldadura de montante (o esparrago) (SW).
9. El Proceso de soldadura por electro gas (EGW).
10. El Proceso de soldadura por electro escoria (EW).
B) Soldadura Fuerte (Laton).
La soldadura fuerte (B) es “un grupo de procesos de soldadura que produce coalescencia de materiales calentándolos a la temperatura de licuefacción en presencia de un metal de aporte con un liquido por arriba de 450°C y por debajo del punto de solidificación del metal base. El metal de aporte se distribuye entre las superficies a empalmar de la unión, estrechamente unidas por atracción capilar”. Esta soldadura se refiere a los procesos que usan latón o bronce como metal de aporte.
C) Soldadura de Gas Oxicombustible.
La soldadura con gas oxicombustible (OFW) es “un grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de las piezas de trabajo calentándolas con una flama de gas oxicombustible”. El calor de la flama se crea por reacción química o por quemado de los gases, normalmente usa acetileno como gas combustible.
D) Soldadura por Resistencia.
La soldadura por resistencia (RW) es un grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de las superficies a empalmar con el calor obtenido de la resistencia de las piezas de trabajo al flujo de la corriente de soldadura en un circuito del cual forman partes las piezas de trabajo y por la aplicación de la presión.
E) Otros procesos de Soldadura.
Este grupo de procesos incluye aquellos que los otros agrupamientos no circunscriben de la mejor manera. Lo constituyen los siguientes procesos: soldadura por haz de electrones, los rayos laser, de termita, de inducción, de percusión y otros procesos misceláneos.
F) Soldadura Blanda.
La soldadura blanda (S) es “un grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de os materiales calentándolos a temperatura de fusión y usando un metal de aporte cuyo punto de licuefacción excede los 450° y por debajo del punto de solidificación de los metales base”.
G) Soldadura de Estado Solido.
La soldadura de estado solido (SSW) es un “grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de las superficies a empalmar por medio de la aplicación de presión a temperaturas por debajo del punto de fusión del metal base, sin la adición de metal de aporte de soldadura fuerte o soldadura blanda”.
4.6 Método de aplicación de Soldadura.
Hay más de un método de aplicación de los diferentes procesos de soldadura, el titulo que se usa para el individuo que hace la soldadura indica el nivel de habilidad implícita. El soldador “es aquel que ejecuta la operación de soldadura manual o semiautomática” y el operario de soldadura es “aquel que opera un equipo de soldadura de maquinas o automático”.
La American Welding Society ha establecido cuatro métodos específicos de aplicación para los múltiples procesos de soldadura. Los cuatro métodos son los siguientes:
4.7 Símbolo de la Soldadura.
La AWS elaboro y estableció un sistema de símbolos de soldadura. El objeto era identificar la localización de las soldaduras y transmitir esta información en planos de ingeniería desde el diseñador hasta el taller de soldadura. El símbolo de soldadura consiste en ocho elementos, que pueden usarse o no totalmente eb cada uno de los casos:
1.- Línea de referencia.
2.- Flecha.
3.- Símbolo básico de soldadura.
4.- Dimensiones y otros datos.
5.- Símbolo suplementario.
6.- Símbolo de acabado.
7.- Cola.
8.- Especificaciones, proceso o referencia.
La base para construir un símbolo de soldadura es la línea de referencia. Esta siempre se muestra en la posición horizontal y debe dibujarse cerca de la unión soldada que va a identificar.
Las otras partes del símbolo de soldadura se construyen en la línea de referencia. La flecha, es una línea desde un extremo de la línea de referencia hasta la punta de una flecha del lado de la flecha del miembro de la unión soldada. Cuando se usa este símbolo para uniones que necesitan de la preparación de uno de sus miembros, la flecha solo debe apuntar con un quiebre definido al miembro de la unión que debe prepararse.
La línea de referencia es recta y horizontal. Es utilizada como punto de partida para la ilustración de los símbolos de soldadura.
Esta va unida a la línea de referencia y es usada para señalar la unión que se va a soldar. La parte más importante del símbolo de soldadura es la indicación de la soldadura, que señala la soldadura deseada.
La American Welding Society (AWS) ha hecho una clasificación de los procesos de soldadura. La sociedad de soldadura formulo la definición de los procesos desde el punto de vista operativo en vez del metalúrgico. La AWS ha agrupado los procesos de acuerdo con el “modo de transferencia de energía” como consideración primaria. Un segundo factor es la “influencia de la atracción capilar al efectuar la distribución del metal de aporte” en la unión.
A) Soldadura de arco.
Los procesos de soldadura de arco se definen como “un grupo de soldadura que producen la coalescencia de las piezas de trabajo calentándolas con un arco. Los procesos se emplean con o sin la aplicación de presión y con o sin el uso de metal de aporte”. Incluye nueve procesos populares específicos.
1. El Proceso de soldadura por arco de carbono (CAW).
2. El Proceso de soldadura por arco metálico protegido (SMAW).
3. El Proceso de soldadura por arco sumergido (SAW).
4. El Proceso de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW).
5. El Proceso de soldadura por arco de plasma (PAW).
6. El Proceso de soldadura por arco metalico con gas (GMAW).
7. El Proceso de soldadura por arco con nucleo de fundente (FCAW).
8. El Proceso de soldadura de montante (o esparrago) (SW).
9. El Proceso de soldadura por electro gas (EGW).
10. El Proceso de soldadura por electro escoria (EW).
B) Soldadura Fuerte (Laton).
La soldadura fuerte (B) es “un grupo de procesos de soldadura que produce coalescencia de materiales calentándolos a la temperatura de licuefacción en presencia de un metal de aporte con un liquido por arriba de 450°C y por debajo del punto de solidificación del metal base. El metal de aporte se distribuye entre las superficies a empalmar de la unión, estrechamente unidas por atracción capilar”. Esta soldadura se refiere a los procesos que usan latón o bronce como metal de aporte.
C) Soldadura de Gas Oxicombustible.
La soldadura con gas oxicombustible (OFW) es “un grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de las piezas de trabajo calentándolas con una flama de gas oxicombustible”. El calor de la flama se crea por reacción química o por quemado de los gases, normalmente usa acetileno como gas combustible.
D) Soldadura por Resistencia.
La soldadura por resistencia (RW) es un grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de las superficies a empalmar con el calor obtenido de la resistencia de las piezas de trabajo al flujo de la corriente de soldadura en un circuito del cual forman partes las piezas de trabajo y por la aplicación de la presión.
E) Otros procesos de Soldadura.
Este grupo de procesos incluye aquellos que los otros agrupamientos no circunscriben de la mejor manera. Lo constituyen los siguientes procesos: soldadura por haz de electrones, los rayos laser, de termita, de inducción, de percusión y otros procesos misceláneos.
F) Soldadura Blanda.
La soldadura blanda (S) es “un grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de os materiales calentándolos a temperatura de fusión y usando un metal de aporte cuyo punto de licuefacción excede los 450° y por debajo del punto de solidificación de los metales base”.
G) Soldadura de Estado Solido.
La soldadura de estado solido (SSW) es un “grupo de procesos de soldadura que produce la coalescencia de las superficies a empalmar por medio de la aplicación de presión a temperaturas por debajo del punto de fusión del metal base, sin la adición de metal de aporte de soldadura fuerte o soldadura blanda”.
4.6 Método de aplicación de Soldadura.
Hay más de un método de aplicación de los diferentes procesos de soldadura, el titulo que se usa para el individuo que hace la soldadura indica el nivel de habilidad implícita. El soldador “es aquel que ejecuta la operación de soldadura manual o semiautomática” y el operario de soldadura es “aquel que opera un equipo de soldadura de maquinas o automático”.
La American Welding Society ha establecido cuatro métodos específicos de aplicación para los múltiples procesos de soldadura. Los cuatro métodos son los siguientes:
- MA (SM) Soldadura Manual: operación de soldadura ejecutada y controlada de manera enteramente manual.
- SA (SA) Soldadura Semiautomática: soldadura por arco con equipo que controla solo la alimentación del metal de aporte, el avance de la soldadura se controla manualmente.
- ME (SDM) Soldadura de Maquina: soldadura con equipo que ejecuta la operación de soldadura bajo la observación y control constantes de un operario.
- AU (SA) Soldadura automática: soldadura con equipo que ejecuta la totalidad de la operación de soldadura sin ajuste de los controles por parte del operario.
4.7 Símbolo de la Soldadura.
La AWS elaboro y estableció un sistema de símbolos de soldadura. El objeto era identificar la localización de las soldaduras y transmitir esta información en planos de ingeniería desde el diseñador hasta el taller de soldadura. El símbolo de soldadura consiste en ocho elementos, que pueden usarse o no totalmente eb cada uno de los casos:
1.- Línea de referencia.
2.- Flecha.
3.- Símbolo básico de soldadura.
4.- Dimensiones y otros datos.
5.- Símbolo suplementario.
6.- Símbolo de acabado.
7.- Cola.
8.- Especificaciones, proceso o referencia.
La base para construir un símbolo de soldadura es la línea de referencia. Esta siempre se muestra en la posición horizontal y debe dibujarse cerca de la unión soldada que va a identificar.
Las otras partes del símbolo de soldadura se construyen en la línea de referencia. La flecha, es una línea desde un extremo de la línea de referencia hasta la punta de una flecha del lado de la flecha del miembro de la unión soldada. Cuando se usa este símbolo para uniones que necesitan de la preparación de uno de sus miembros, la flecha solo debe apuntar con un quiebre definido al miembro de la unión que debe prepararse.
La línea de referencia es recta y horizontal. Es utilizada como punto de partida para la ilustración de los símbolos de soldadura.
Esta va unida a la línea de referencia y es usada para señalar la unión que se va a soldar. La parte más importante del símbolo de soldadura es la indicación de la soldadura, que señala la soldadura deseada.