Definición, explicación, tipos y aplicaciones

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

Cuando era niño, recuerdo que mis padres me desanimaban de mirar directamente a los hombres acurrucados sobre una pieza de metal, haciendo algo que generara una luz blanca muy brillante. Mi curiosidad me llevó a aprender que el proceso, conocido como soldadura, se utiliza para unir dos o más piezas de metal con fines estructurales.

La unión es necesaria cuando no es práctico o imposible formar estructuras continuas. Sin embargo, el uso de técnicas efectivas para unir materiales es importante o, de lo contrario, resta valor a la integridad general de la estructura.

¿Qué es la soldadura y cómo se hace?

Trabajador industrial en la fábrica de soldadura closeup (weerasak saeku) s

La soldadura es una técnica de unión que implica la fusión de sustratos (Crédito de la foto: weerasak saeku / Shutterstock)

La soldadura es el proceso de unir dos materiales, también conocidos como sustratos, fusionándolos utilizando energía térmica concentrada a lo largo de las costuras. Las fuentes de energía térmica empleadas varían enormemente, según los tipos de sustratos que se sueldan entre sí.
Dado que la soldadura implica fusión por fusión, es deseable unir metales similares, ya que tendrán puntos de fusión comparables. Sin embargo, las técnicas especiales permiten a los soldadores unir metales diferentes también.
A veces, para reforzar una junta soldada, se utiliza un metal de aportación. Se derrite por completo, junto con las secciones del sustrato a las que se aplica calor, lo que da como resultado una unión fuerte. Los metales de aportación se entregan externamente a la costura en el momento de la soldadura.

Varias técnicas de soldadura y sus aplicaciones.

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

1. Soldadura por arco

La soldadura por arco (la que nuestros padres nos aconsejaron que apartáramos la mirada) es la forma más común de soldadura. Suministra altos voltajes y corrientes en diversas 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 son suministrados por los propios electrodos y se consumen en el proceso.
Las soldaduras generadas durante este proceso son altamente susceptibles a defectos y, por lo tanto, deben protegerse con un medio de “protección” 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)

El soldador está ensamblando la pieza de trabajo mediante el proceso de soldadura por arco de metal blindado (Tum ZzzzZ) s

La soldadura con electrodo revestido es la forma más común de soldadura y utiliza un electrodo consumible (Crédito de la foto: Tum ZzzzZ / Shutterstock)

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

ii. Soldadura por arco sumergido (SAW)

Proceso de soldadura por arco sumergido para chapa de acero (Greeneries) s

En SAW, el arco se sumerge bajo una capa de fundente para protegerlo de los elementos (Crédito de la foto: Greeneries / Shutterstock)

El electrodo es un cable consumible recubierto de cobre que se suministra 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)

Tig de soldadura en detalle (Lapis2380) s

La soldadura TIG utiliza un electrodo de tungsteno con un relleno suministrado externamente (Crédito de la foto: Lapis2380 / Shutterstock)

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

iv. Soldadura por arco metálico con gas (GMAW)

Hombre guapo taller de soldadura de hierro chispa fuego de acero caliente con equipo de protección y soldador GMAW (JP WALLET) s

La soldadura MIG utiliza un electrodo de relleno consumible suministrado junto con gases de protección (Crédito de la foto: JP WALLET / Shutterstock)

También conocida como soldadura de gas inerte de metal (MIG), esta técnica es similar a GTAW excepto que el electrodo en sí es el material de relleno y no tiene que 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. Encuentra uso en componentes estructurales y puede usarse tanto en materiales ferrosos como no ferrosos.

2. Soldadura por gas

Trabajador especializado realiza soldadura con gas en una pieza de trabajo de acero (Matee Nuserm) S

La soldadura con gas utiliza un soplete que suministra una mezcla de oxígeno y gases combustibles. (Crédito de la foto: Matee Nuserm / Shutterstock)

El uso de oxígeno y un gas combustible en una proporción de combustible adecuada se usa a menudo para calentar metales hasta sus puntos de fusión. Todas las técnicas que utilizan esto para unir metales caen bajo el paraguas de la “soldadura por gas”.
Un soplete de presión controlada dispensa 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 metales de aportación. Algunas técnicas de soldadura con gas comúnmente utilizadas son la soldadura por llama con oxiacetileno y oxi hidrógeno, que pueden alcanzar temperaturas de hasta 3000 ° C, suficientes para fundir casi todos los metales.
Los sopletes de oxicombustible también se utilizan para cortar metales cuando no es posible hacerlo por medios mecánicos. La soldadura con oxicombustible es principalmente para trabajos de reparación, así como para unir láminas de metal de espesor medio y delgado.

3. Soldadura por energía radiante

Soldadura láser de alta potencia

(Crédito de la foto: Krorc / Wikimedia Commons)

Esta forma de soldadura concentra un rayo de electrones excitados (rayo de electrones) o radiación electromagnética (rayo láser) para fundir los sustratos a lo largo de las costuras. Este sistema no emplea el uso de metales de aportación.
Las piezas de trabajo generalmente se mantienen en una cámara de vacío, lo que elimina la necesidad de medios de protección. La mayor ventaja de utilizar la soldadura por energía radiante es que se puede utilizar para soldar metales diferentes y metales de diferentes espesores. Si bien es más costoso en comparación con otras técnicas, las soldaduras que genera se encuentran entre las más fuertes.

4. Soldadura por resistencia

El operador está trabajando con el proceso de soldadura por puntos para piezas automotrices (sondoggie) s

(Crédito de la foto: sondoggie / Shutterstock)

Esta forma de soldadura emplea presión para mantener juntas las piezas de trabajo y luego pasa corriente eléctrica en el punto de contacto para fusionar las superficies. La ventaja de la soldadura por resistencia es que no utiliza metales de aportación y genera resultados altamente repetibles de una manera muy rentable. Se usa ampliamente en la industria automotriz.

5. Soldadura termita

Soldadura termita

La soldadura con termita se utiliza para unir vías férreas (Crédito de la foto: PetrS / Wikimedia Commons)

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

Equipo de seguridad en soldadura

Soldador con máscara de soldadura, respirador, guantes, ropa protectora y botas (Polina Vari) S

El equipo de protección es esencial cuando se trata de soldadura manual (Crédito de la foto: Polina Vari / Shutterstock)

Los procedimientos de soldadura son altamente exotérmicos, liberando cantidades obscenas de calor, luz y gases tóxicos, cuya exposición repetida puede resultar perjudicial. Por lo tanto, todos los procesos de soldadura manual requieren que el usuario use cascos protectores que reducen la intensidad de la luz visible a los ojos mediante el uso de una ventana de vidrio especial. También se utilizan chaquetas, guantes y respiradores especialmente diseñados, que además evitan que el usuario entre en contacto con subproductos dañinos, como chispas perdidas, salpicaduras de soldadura fundida y gases nocivos.

Soldadura moderna

Ingeniero comprobar y controlar la máquina de brazos automáticos de robótica de soldadura en una fábrica inteligente (PopTika) s

La soldadura moderna está robotizada (Crédito de la foto: PopTika / Shutterstock)

Debido a su naturaleza inherentemente peligrosa, la mayoría de las soldaduras ahora se han robotizado. Los trabajos de fabricación especializada implican la intervención humana, pero estas situaciones también se han vuelto más seguras a lo largo de los años.
La evolución de materiales más nuevos, la compactación de equipos eléctricos y mejores técnicas de fabricación continuarán dando forma a la industria de la soldadura, un aspecto esencial de las estructuras y productos industriales, tanto grandes como pequeños.

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