馃敶✈️ 158. Soldadura en Aviaci贸n 馃殎 Welding
Soldadura de aeronaves - Aircraft Welding
La soldadura se remonta a la Edad de Bronce, pero no fue hasta el siglo XIX cuando se invent贸 la soldadura tal y como la conocemos hoy. Algunos de los primeros aviones fabricados con 茅xito en el mercado se construyeron con marcos de tubos de acero soldados.
A medida que la tecnolog铆a y los procesos de fabricaci贸n evolucionaron en la industria aeron谩utica y aeroespacial, se utilizaron metales m谩s ligeros, como el aluminio, el magnesio y el titanio, en su construcci贸n. Se desarrollaron nuevos procesos y m茅todos de soldadura de estos metales. En este cap铆tulo se ofrece parte de la informaci贸n b谩sica necesaria para comprender e iniciar los distintos m茅todos y procesos de soldadura.
Tradicionalmente, la soldadura se define como un proceso que une metales mediante la fusi贸n o el martilleo de las piezas hasta que se unen. Con el equipo y la instrucci贸n adecuados, casi cualquier persona con cierta habilidad mec谩nica b谩sica, destreza y pr谩ctica puede aprender a soldar.
Hay tres tipos generales de soldadura: por gas, por arco el茅ctrico y por resistencia el茅ctrica. Cada tipo de soldadura tiene diversas variaciones, algunas de las cuales se utilizan en la construcci贸n de aviones. Adem谩s, hay algunos procesos de soldadura nuevos que se han desarrollado en los 煤ltimos a帽os y que se destacan con fines informativos.
Tipos de soldadura - Types of Welding
Soldadura con gas - Gas Welding
La soldadura con gas se realiza calentando los extremos o bordes de las piezas met谩licas hasta un estado de fusi贸n con una llama de alta temperatura.
La llama oxiacetil茅nica, con una temperatura de aproximadamente 6.300 °Fahrenheit (F), se produce con un soplete que quema acetileno y lo mezcla con ox铆geno puro. El hidr贸geno puede utilizarse en lugar del acetileno para la soldadura del aluminio, pero la potencia calor铆fica se reduce a unos 4.800 °F.
La soldadura con gas fue el m茅todo m谩s utilizado en la producci贸n de materiales aeron谩uticos de menos de 3 ⁄16 pulgadas de grosor hasta mediados de la d茅cada de 1950, cuando se sustituy贸 por la soldadura el茅ctrica por razones econ贸micas (no de ingenier铆a). La soldadura con gas sigue siendo un m茅todo muy popular y probado para las operaciones de reparaci贸n.
Casi toda la soldadura con gas en la fabricaci贸n de aeronaves se realiza con un equipo de soldadura de oxiacetileno que consta de:
- Dos cilindros de acetileno y ox铆geno.
- Reguladores de presi贸n de acetileno y ox铆geno y man贸metros para las botellas.
- Dos tramos de manguera de color (rojo para el acetileno y verde para el ox铆geno) con conexiones de adaptador para los reguladores y el soplete.
- Un soplete con un cabezal mezclador interno, puntas de varios tama帽os y conexiones de manguera.
- Gafas de soldador equipadas con lentes del color adecuado.
- Un pedernal o encendedor de chispa.
- Llave especial para la v谩lvula del dep贸sito de acetileno, si es necesario.
- Un extintor de incendios con la clasificaci贸n adecuada.
Soldadura por arco el茅ctrico - Electric Arc Welding
La soldadura por arco el茅ctrico se utiliza ampliamente en la industria aeron谩utica, tanto en la fabricaci贸n como en la reparaci贸n de aviones. Puede utilizarse satisfactoriamente para unir todos los metales soldables, siempre que se utilicen los procesos y materiales adecuados. En los siguientes p谩rrafos se abordan los cuatro tipos de soldadura por arco el茅ctrico.
Soldadura por arco met谩lico protegido (SMAW) - Shielded Metal Arc Welding (SMAW)
La soldadura por arco met谩lico protegido (SMAW) es el tipo de soldadura m谩s com煤n y suele denominarse soldadura "con electrodo". El equipo consiste en una varilla met谩lica recubierta con un flujo de soldadura que se sujeta en un portaelectrodos que se conecta mediante un cable el茅ctrico pesado a una tensi贸n baja y una corriente alta en corriente alterna (CA) o en corriente continua (CC), seg煤n el tipo de soldadura que se realice.
Se forma un arco entre la varilla y la pieza y se produce un calor superior a los 10.000 °F, que funde tanto el material como la varilla. El circuito de soldadura est谩 formado por una m谩quina de soldar, dos cables, un portaelectrodos, un electrodo y la pieza a soldar.
Cuando el electrodo toca el metal a soldar, el circuito se completa y la corriente fluye. A continuaci贸n, el electrodo se retira del metal aproximadamente 1/4 de pulgada para formar un espacio de aire entre el metal y el electrodo. Si se mantiene el espacio correcto, la corriente salva el espacio para formar una chispa el茅ctrica sostenida llamada arco. Esta acci贸n funde el electrodo y la capa de fundente.
A medida que el fundente se funde, libera un gas inerte que protege el charco fundido del ox铆geno del aire para evitar la oxidaci贸n.
El fundente fundido cubre la soldadura y se endurece hasta formar una escoria herm茅tica que protege el cord贸n de soldadura al enfriarse. Algunos fabricantes de aviones, como Stinson, utilizaron este proceso para la soldadura de estructuras de fuselaje de acero 4130. A continuaci贸n, se realizaba un tratamiento t茅rmico en un horno para aliviar las tensiones y normalizar la estructura.
Soldadura por arco met谩lico con gas (GMAW) - Gas metal arc welding (GMAW)
La soldadura por arco met谩lico con gas (GMAW) se denominaba anteriormente soldadura con gas inerte (MIG). Se trata de una mejora respecto a la soldadura con electrodos, ya que se introduce un electrodo de alambre sin recubrimiento en la antorcha y un gas inerte, como el arg贸n, el helio o el di贸xido de carbono, fluye alrededor del alambre para proteger el charco del ox铆geno.
La fuente de alimentaci贸n se conecta a la antorcha y al trabajo, y el arco produce el intenso calor necesario para fundir el trabajo y el electrodo.
En la soldadura GMAW se suele utilizar corriente continua de bajo voltaje y alta intensidad. Este m茅todo de soldadura puede utilizarse para trabajos de fabricaci贸n y producci贸n de gran volumen; no es adecuado para trabajos de reparaci贸n porque la calidad de la soldadura no puede determinarse f谩cilmente sin pruebas destructivas. La figura muestra una fuente de potencia t铆pica utilizada para la soldadura MIG.
Soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) - Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)
La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) es un m茅todo de soldadura por arco el茅ctrico que satisface la mayor铆a de las necesidades de mantenimiento y reparaci贸n de aeronaves cuando se utilizan los procedimientos y materiales adecuados.
Es el m茅todo preferido para utilizar en acero inoxidable, magnesio y la mayor铆a de las formas de aluminio grueso. Se conoce m谩s com煤nmente como soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) y por los nombres comerciales de Heliarc o Heliweld. Estos nombres derivan del gas helio inerte que se utilizaba originalmente.
Los dos primeros m茅todos de soldadura por arco el茅ctrico que se abordaron utilizaban un electrodo consumible que produc铆a el relleno para la soldadura. En la soldadura TIG, el electrodo es una varilla de tungsteno que forma el camino para el arco de alto amperaje entre 茅l y el trabajo para fundir el metal a m谩s de 5.400 °F.
El electrodo no se consume y se utiliza como relleno, por lo que se introduce manualmente una varilla de relleno en el charco fundido casi de la misma manera que cuando se utiliza un soplete de oxiacetileno. Una corriente de gas inerte, como el arg贸n o el helio, fluye alrededor del electrodo y envuelve el arco, evitando as铆 la formaci贸n de 贸xidos en el charco fundido.
La versatilidad de un soldador TIG aumenta con la elecci贸n de la fuente de alimentaci贸n que se utilice. Se puede utilizar corriente continua de cualquier polaridad o corriente alterna.
- Seleccione la configuraci贸n del soldador en CC de polaridad directa (siendo el trabajo el positivo y la antorcha el negativo) cuando suelde acero dulce, acero inoxidable y titanio; o
- Seleccione CA para soldar aluminio y magnesio.
Soldadura por resistencia el茅ctrica - Electric Resistance Welding
La soldadura por resistencia el茅ctrica, ya sea por puntos o por costura, se utiliza normalmente para unir componentes de chapa fina durante el proceso de fabricaci贸n.
Soldadura por puntos - Spot Welding
Dos electrodos de cobre se sujetan en las mordazas de la m谩quina de soldadura por puntos, y el material a soldar se sujeta entre ellos. Se aplica presi贸n para mantener los electrodos firmemente unidos y la corriente el茅ctrica fluye a trav茅s de los electrodos y el material. La resistencia del material a soldar es tan superior a la de los electrodos de cobre que se genera suficiente calor para fundir el metal.
La presi贸n sobre los electrodos obliga a los puntos fundidos de las dos piezas de metal a unirse, y esta presi贸n se mantiene despu茅s de que la corriente deje de fluir el tiempo suficiente para que el metal se solidifique. La cantidad de corriente, la presi贸n y el tiempo de permanencia se controlan cuidadosamente y se adaptan al tipo de material y al espesor para producir las soldaduras por puntos correctas.
Soldadura por costura - Seam Welding
En lugar de tener que soltar los electrodos y mover el material para formar una serie de soldaduras por puntos, se utiliza una m谩quina de soldadura por puntos para fabricar dep贸sitos de combustible y otros componentes en los que se necesita una soldadura continua.
Dos ruedas de cobre sustituyen a los electrodos en forma de barra. El metal a soldar se desplaza entre ellas, y los impulsos el茅ctricos crean puntos de metal fundido que se superponen para formar el cord贸n continuo.
Soldadura por arco de plasma (PAW) - Plasma Arc Welding (PAW)
La soldadura por arco de plasma (PAW) se desarroll贸 en 1964 como m茅todo para mejorar el control del proceso de soldadura por arco. La PAW proporciona un nivel avanzado de control y precisi贸n utilizando equipos automatizados para producir soldaduras de alta calidad en aplicaciones en miniatura y de precisi贸n.
Adem谩s, la PAW es igualmente adecuada para la operaci贸n manual y puede ser realizada por una persona con conocimientos similares a los de la GTAW.
En la antorcha de soldadura por plasma, un electrodo de tungsteno no consumible se encuentra dentro de una boquilla de cobre de calibre fino. Se inicia un arco piloto entre el electrodo de la antorcha y la punta de la boquilla. Este arco se transfiere entonces al metal que se est谩 soldando.
Al forzar el gas de plasma y el arco a trav茅s de un orificio estrecho, la antorcha proporciona una alta concentraci贸n de calor en un 谩rea peque帽a. El proceso de plasma produce soldaduras de una calidad excepcional.
El gas de plasma suele ser arg贸n. La antorcha tambi茅n utiliza un gas secundario, como arg贸n/helio o arg贸n/nitr贸geno, que ayuda a proteger el charco de soldadura fundido y a minimizar la oxidaci贸n de la soldadura.
Al igual que el GTAW, el proceso PAW puede utilizarse para soldar la mayor铆a de los metales comerciales, y puede utilizarse para una amplia variedad de espesores de metal. En materiales finos, desde l谩minas hasta 1/8 pulgadas, el proceso es deseable debido al bajo aporte de calor. El proceso proporciona una entrada de calor relativamente constante porque las variaciones de la longitud del arco no son muy cr铆ticas.
En espesores de material superiores a 1/8 pulgadas y utilizando equipos automatizados, a menudo se utiliza una t茅cnica de ojo de cerradura para producir soldaduras de penetraci贸n completa de un solo paso. En la t茅cnica de ojo de cerradura, el plasma penetra completamente en la pieza de trabajo.
El metal de soldadura fundido fluye hacia la parte posterior del ojo de la cerradura y se solidifica a medida que la antorcha avanza. Las soldaduras de alta calidad producidas se caracterizan por una penetraci贸n profunda y estrecha y una cara de soldadura peque帽a.
Cuando el PAW se realiza manualmente, el proceso requiere un alto grado de conocimientos de soldadura, similar al requerido para el GTAW. Sin embargo, el equipo es m谩s complejo y requiere un alto grado de conocimientos para su configuraci贸n y uso.
El equipo necesario para PAW incluye una m谩quina de soldar, un sistema especial de control del arco de plasma, la antorcha de soldadura por plasma (refrigerada por agua), la fuente de plasma y el gas de protecci贸n, y el material de relleno, cuando sea necesario. Debido al coste asociado a este equipo, este proceso es muy limitado fuera de las instalaciones de fabricaci贸n.
Corte por arco de plasma - Plasma Arc Cutting
Cuando se utiliza una antorcha de corte por plasma, el gas suele ser aire comprimido. La m谩quina de corte por plasma funciona construyendo un arco el茅ctrico en una boquilla y forzando el gas ionizado a trav茅s de ella.
Esto calienta el gas que funde el metal que es expulsado por la presi贸n del aire. Al aumentar la presi贸n del aire e intensificar el arco con voltajes m谩s altos, la cortadora es capaz de atravesar metales m谩s gruesos y eliminar la escoria con una limpieza m铆nima.
Los sistemas de arco de plasma pueden cortar todos los metales conductores de la electricidad, incluidos el aluminio y el acero inoxidable.
Estos dos metales no se pueden cortar con sistemas de oxicorte porque tienen una capa de 贸xido que impide que se produzca la oxidaci贸n. El corte por plasma funciona bien en metales finos y puede cortar con 茅xito lat贸n y cobre de m谩s de dos pulgadas de grosor.
Las m谩quinas de corte por plasma pueden cortar, ranurar o perforar con rapidez y precisi贸n cualquier metal conductor de electricidad sin necesidad de precalentamiento. La cortadora de plasma produce una anchura de corte precisa y una peque帽a zona afectada por el calor (HAZ) que evita la deformaci贸n y los da帽os.
Equipos de soldadura y corte con gas - Gas Welding and Cutting Equipment
Gases de soldadura - Welding Gases
Acetileno - Acetylene
Es el principal combustible para la soldadura y el corte con oxicorte. Es qu铆micamente muy inestable y se almacena en cilindros especiales dise帽ados para mantener el gas disuelto. Los cilindros se rellenan con un material poroso y se saturan con acetona.
Cuando se a帽ade el acetileno al cilindro, se disuelve; en esta soluci贸n, se vuelve estable. El acetileno puro almacenado en estado libre explota por un ligero choque a 29,4 libras por pulgada cuadrada (psi). El man贸metro de acetileno nunca debe ajustarse a m谩s de 15 psi para soldar o cortar.
Arg贸n
El arg贸n es un gas inerte incoloro, inodoro, ins铆pido y no t贸xico. El gas inerte no puede combinarse con otros elementos. Tiene una reactividad qu铆mica muy baja y una baja conductividad t茅rmica. Se utiliza como escudo de gas para el electrodo en equipos de soldadura MIG, TIG y plasma.
Helio - Helium
El helio es un gas inerte incoloro, inodoro, ins铆pido y no t贸xico. Sus puntos de ebullici贸n y fusi贸n son los m谩s bajos de los elementos y normalmente s贸lo existe en forma de gas. Se utiliza como escudo de gas protector para muchos usos industriales, incluida la soldadura por arco el茅ctrico.
Hidr贸geno - Hydrogen
El hidr贸geno es un gas incoloro, inodoro, ins铆pido y altamente inflamable. Puede utilizarse a una presi贸n m谩s alta que el acetileno y se utiliza para la soldadura y el corte bajo el agua. Tambi茅n puede utilizarse para la soldadura de aluminio mediante el proceso de oxihidr贸geno.
Ox铆geno - Oxygen
El ox铆geno es un gas incoloro, inodoro y no inflamable. Se utiliza en el proceso de soldadura para aumentar la velocidad de combusti贸n, lo que aumenta la temperatura de la llama del gas inflamable.
Reguladores de presi贸n - Pressure Regulators
Un regulador de presi贸n se acopla a una bombona de gas y se utiliza para reducir la presi贸n de la bombona a la presi贸n de trabajo deseada. Los reguladores tienen dos man贸metros, uno que indica la presi贸n en la botella y el segundo que muestra la presi贸n de trabajo.
Al girar el mando de ajuste hacia dentro o hacia fuera, un muelle que acciona una membrana flexible abre o cierra una v谩lvula en el regulador. Al girar el mando hacia dentro, el caudal y la presi贸n aumentan; al retirarlo, disminuyen el caudal y la presi贸n.
Hay dos tipos de reguladores: de una etapa y de dos etapas. Realizan la misma funci贸n, pero el regulador de dos etapas mantiene una presi贸n de salida y un caudal m谩s constantes a medida que el volumen y la presi贸n de la botella disminuyen. Los reguladores de dos etapas se pueden identificar por una segunda c谩mara de presi贸n m谩s grande debajo del mando del regulador.
Manguera de soldadura - Welding Hose
La manguera de soldadura conecta los reguladores con el soplete. Suele ser una manguera doble unida durante la fabricaci贸n. La manguera de acetileno es roja y tiene rosca a la izquierda indicada por una ranura cortada en la tuerca de conexi贸n. La manguera de ox铆geno es verde y tiene rosca a la derecha, lo que se indica por la ausencia de una ranura en la tuerca de conexi贸n.
Las mangueras de soldadura se fabrican en diferentes tama帽os, desde 1/4 de pulgada hasta 1/2 pulgada de di谩metro interior (ID). La manguera debe estar marcada para servicio ligero, est谩ndar y pesado, adem谩s de un grado que indique si tiene una cubierta resistente al aceite y/o a las llamas.
La manguera debe tener la fecha de fabricaci贸n, una presi贸n de trabajo m谩xima de 200 psi, e indicar que cumple la especificaci贸n IP-90 de la Rubber Manufacturers Association y la Compressed Gas Association para mangueras de goma para soldadura. La manguera de grado R s贸lo debe utilizarse con gas acetileno. Se debe utilizar una manguera de grado T con propano, MAPP® y todos los dem谩s gases combustibles.
V谩lvulas de retenci贸n y supresores de retroceso - Check Valves and Flashback Arrestors
La v谩lvula de retenci贸n detiene el flujo inverso del gas y puede instalarse entre el regulador y la manguera o la manguera y el soplete. El sobrecalentamiento excesivo de las puntas de corte, soldadura y calentamiento puede provocar un retroceso de llama.
Un retroceso de llama puede producirse cuando una punta se sobrecalienta y el gas se enciende antes de salir de la punta. La llama arde entonces internamente en lugar de en el exterior de la punta y suele identificarse por un silbido o chillido estridente.
Un supresor de retroceso de llama instalado en cada manguera impide que una llama de alta presi贸n o una mezcla de ox铆geno y combustible sea empujada de vuelta a cualquiera de las botellas provocando una explosi贸n. Los supresores de retroceso de llama incorporan una v谩lvula de retenci贸n que detiene el flujo inverso de gas y el avance de un incendio de retroceso de llama.
Antorchas - Torches
Soplete de igual presi贸n - Equal Pressure Torch
El soplete de igual presi贸n es el m谩s utilizado para la soldadura oxiacetil茅nica. Tiene una c谩mara de mezcla y utiliza combustible acetileno a 1-15 psi. La llama es f谩cil de ajustar y hay menos posibilidades de retroceso de llama con este soplete. Hay varios sopletes peque帽os y ligeros de este tipo que son ideales para proyectos de soldadura en la aviaci贸n.
Los sopletes Smith Airline™ y Meco Midget™ son lo suficientemente peque帽os para ser utilizados en 谩reas confinadas cercanas, lo suficientemente ligeros para reducir la fatiga durante las largas sesiones de soldadura y, sin embargo, con las puntas adecuadas, son capaces de soldar acero de 0,250 pulgadas.
Soplete inyector - Injector Torch
El soplete inyector utiliza gas combustible a presiones entre 0 y 2 psi. Este soplete se utiliza normalmente con gas propano y propileno. El ox铆geno a alta presi贸n entra por una peque帽a boquilla dentro del cabezal del soplete y arrastra el gas combustible con 茅l mediante un efecto venturi. El soplete inyector de baja presi贸n es m谩s propenso al retroceso de llama.
Soplete de corte - Cutting Torch
El soplete de corte es un accesorio que se a帽ade al mango del soplete y que permite cortar el metal. El proceso de corte consiste fundamentalmente en la r谩pida combusti贸n u oxidaci贸n del metal en una zona localizada. El metal se calienta hasta alcanzar un color rojo brillante (1.400 °F a 1.600 °F), que es la temperatura de encendido, utilizando 煤nicamente los chorros de precalentamiento.
A continuaci贸n, un chorro de ox铆geno a alta presi贸n liberado por la palanca del accesorio de corte se dirige contra el metal calentado. Este chorro de ox铆geno se combina con el metal caliente y forma un 贸xido intensamente caliente.
El 贸xido fundido es soplado por los lados del corte, calentando el metal en su camino hasta la temperatura de encendido a medida que el soplete se mueve a lo largo de la l铆nea del corte deseado. El metal calentado tambi茅n se quema para formar un 贸xido que se sopla en la parte inferior de la pieza.
Puntas de antorcha - Torch Tips
La punta del soplete suministra y controla el flujo final de gases. Es importante utilizar la punta correcta con las presiones de gas adecuadas para que el trabajo se suelde satisfactoriamente. El tama帽o de la abertura de la punta -no la temperatura- determina la cantidad de calor aplicada al trabajo.
Si se utiliza una punta excesivamente peque帽a, el calor proporcionado es insuficiente para producir la penetraci贸n a la profundidad adecuada. Si la punta es demasiado grande, el calor es excesivo y se producen agujeros en el metal. Los tama帽os de las puntas de los sopletes se designan con n煤meros.
El fabricante puede proporcionar una tabla con los tama帽os recomendados para soldar espesores espec铆ficos de metal. Con el uso, la punta del soplete se obstruye con dep贸sitos de carbono. Si se permite que entre en contacto con el ba帽o de fusi贸n, las part铆culas de escoria pueden obstruir la punta.
Esto puede provocar un petardeo, es decir, un retroceso moment谩neo de los gases en la punta del soplete. Un petardeo rara vez es peligroso, pero el metal fundido puede salpicar cuando la llama salta. Las puntas deben limpiarse con el limpiador de puntas de tama帽o adecuado para evitar que se agrande la abertura de la punta.
Gafas de soldador - Welding Eyewear
Las gafas de protecci贸n para usar con los equipos de oxicorte est谩n disponibles en varios estilos y deben usarse para proteger los ojos del soldador de la llama brillante y las chispas que saltan. Estas gafas no se pueden utilizar con equipos de soldadura por arco.
Algunos de los estilos disponibles tienen lentes individuales e incluyen gafas que emplean una pieza en la cabeza y/o una correa el谩stica para mantenerlas ajustadas alrededor de los ojos para protegerlos de las chispas ocasionales de la lluvia. Otro estilo popular es el protector ocular rectangular que admite una lente est谩ndar de 2 por 4,25 pulgadas.
Este estilo est谩 disponible con una correa el谩stica, pero es mucho m谩s c贸modo y se ajusta mejor cuando se fija a un arn茅s ajustable de ajuste adecuado. Puede llevarse sobre las gafas graduadas, proporciona protecci贸n contra las chispas que saltan y acepta una variedad de lentes de tonos y colores est谩ndar. Se a帽ade una lente de cristal de seguridad transparente delante de la lente sombreada para protegerla de posibles da帽os.
En el pasado, la pr谩ctica habitual era seleccionar un tono de lente para la soldadura con gas en funci贸n del brillo de la llama que emit铆a el soplete. El tono m谩s oscuro de la lente que mostraba una clara definici贸n del trabajo era normalmente el m谩s deseable.
Sin embargo, cuando se utilizaba fundente para la soldadura fuerte y la soldadura blanda, el calor del soplete hac铆a que el sodio del fundente emitiera un resplandor amarillo-naranja brillante, ocultando una visi贸n clara de la zona de soldadura y causando muchos problemas oculares.
Se probaron varios tipos de lentes y colores durante periodos de tiempo sin mucho 茅xito. No fue hasta finales de la d茅cada de 1980 que TM Technologies desarroll贸 y patent贸 un nuevo vidrio verde dise帽ado especialmente para la soldadura de aluminio con oxicorte.
No s贸lo elimin贸 por completo el resplandor naranja del sodio, sino que tambi茅n proporcion贸 la protecci贸n necesaria contra la luz ultravioleta, infrarroja y azul, y el impacto para cumplir con los requisitos de las normas de seguridad Z87-1989 del American National Standards Institute (ANSI) para una lente de uso especial. Esta lente puede utilizarse para soldar todos los metales utilizando un soplete de oxicorte.
Encendedores de antorcha - Torch Lighters
Los encendedores de antorcha se denominan encendedores de fricci贸n o de pedernal. El encendedor consiste en una pieza de acero en forma de lima, normalmente empotrada en un dispositivo en forma de copa, y un pedernal reemplazable, que al ser arrastrado por el acero produce una lluvia de chispas para encender el gas combustible.
Nunca debe utilizarse una llama abierta o una cerilla para encender un soplete, ya que el gas acumulado puede envolver la mano y, al encenderse, provocar una grave quemadura.
Varilla de llenado - Filler Rod
El uso del tipo adecuado de varilla de relleno es muy importante para la soldadura oxiacetil茅nica. Este material no s贸lo a帽ade refuerzo a la zona de soldadura, sino tambi茅n las propiedades deseadas a la soldadura terminada.
Seleccionando la varilla adecuada, se puede asegurar la resistencia a la tracci贸n o la ductilidad en una soldadura. Del mismo modo, la varilla adecuada puede ayudar a mantener la resistencia a la corrosi贸n deseada. En algunos casos, una varilla adecuada con un punto de fusi贸n m谩s bajo ayuda a evitar las grietas causadas por la expansi贸n y la contracci贸n.
Cilindros de gas - Gas Cylinders
Todos los cilindros deben almacenarse y transportarse en posici贸n vertical, especialmente los cilindros de acetileno, porque contienen un material absorbente saturado de acetona l铆quida. Si el cilindro se coloca de lado, permitiendo que la acetona entre y contamine el regulador, la manguera y el soplete, podr铆a producirse una falta de combustible y un retroceso de la llama en el sistema.
Si una bombona de acetileno debe colocarse de lado durante un per铆odo de tiempo, debe almacenarse en posici贸n vertical durante al menos el doble de tiempo antes de ser utilizada. Las botellas de gas deben asegurarse, normalmente con una cadena, en un lugar permanente o en un carro m贸vil adecuado. El tap贸n protector de acero de la botella no debe retirarse hasta que se ponga en servicio.
Reguladores - Regulators
Antes de instalar el regulador en un cilindro de gas, abra la v谩lvula de cierre del cilindro por un instante para soplar cualquier material extra帽o que pueda estar alojado en la salida. Cierre la v谩lvula y limpie la conexi贸n con un pa帽o limpio y sin aceite. Conecte el regulador de presi贸n de acetileno a la botella de acetileno y apriete la tuerca izquierda.
Conecte el regulador de presi贸n de ox铆geno a la botella de ox铆geno y apriete la tuerca derecha. Los racores de conexi贸n son de lat贸n y no requieren un gran par de apriete para evitar que tengan fugas. En este momento, compruebe que el tornillo de ajuste de cada regulador de presi贸n se ha retirado girando en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que gire libremente.
Tabla de tama帽os de punta recomendados para soldar varios espesores de metal
| No. Broca (Wire Drill) | Pulgada Decimal | Equiv. M茅trico (mm) | Smiths™ AW1A | Henrob/ Dillion | Harris 15 | Victor J Series | Meco N Midget™ | Espesor Aluminio (in) | Espesor Acero (in) |
| 97 | 0.0059 | 0.150 | — | — | — | — | — | L谩mina (Foil) | L谩mina (Foil) |
| 85 | 0.0110 | 0.279 | — | — | — | — | #00 | — | — |
| 80 | 0.0135 | 0.343 | — | #00 | — | — | #0 | — | — |
| 76 | 0.0200 | 0.508 | AW200 | — | — | — | — | — | — |
| 75 | 0.0220 | 0.559 | — | #0 | #0 | #000 | — | — | .015 |
| 74 | 0.0225 | 0.572 | AW20 | — | — | — | — | .025 | — |
| 73 | 0.0240 | 0.610 | — | — | — | — | 0.5 | — | — |
| 72 | 0.0250 | 0.635 | — | 0.5 | — | — | — | — | — |
| 71 | 0.0260 | 0.660 | AW201 | — | 1 | — | — | — | — |
| 70 | 0.0280 | 0.711 | — | — | — | #00 | 1 | — | .032 |
| 69 | 0.0292 | 0.742 | AW202 | — | — | — | — | — | — |
| 67 | 0.0320 | 0.813 | AW203 | — | — | — | 1.5 | .040 | — |
| 66 | 0.0340 | 0.864 | — | 1 | — | — | — | — | — |
| 65 | 0.0350 | 0.889 | — | — | 2 | #0 | 2 | .050 | .046 |
| 63 | 0.0370 | 0.940 | AW204 | — | — | — | 2.5 | — | — |
| 60 | 0.0400 | 1.016 | — | — | — | 1 | — | — | — |
| 59 | 0.0410 | 1.041 | — | 1.5 | — | — | — | — | — |
| 58 | 0.0420 | 1.067 | — | — | 3 | — | 3 | — | .062 |
| 57 | 0.0430 | 1.092 | AW205 | — | — | — | — | — | — |
| 56 | 0.0465 | 1.181 | AW206 | — | — | 2 | 4 | .063 | — |
| 55 | 0.0520 | 1.321 | — | 2 | 4 | — | — | — | .093 |
| 54 | 0.0550 | 1.397 | AW207 | — | — | — | 4.5 | — | — |
| 53 | 0.0595 | 1.511 | — | — | 5 | 3 | — | — | .125 |
| 52 | 0.0635 | 1.613 | AW208 | — | — | — | 5 | .100 | — |
| 51 | 0.0670 | 1.702 | — | — | 6 | — | — | — | .187 |
| 49 | 0.0730 | 1.854 | AW209 | 2.5 | — | 4 | 5.5 | — | — |
| 48 | 0.0760 | 1.930 | — | — | 7 | — | — | .188 | .250 |
| 47 | 0.0780 | 1.981 | — | — | — | — | 6 | — | — |
| 45 | 0.0820 | 2.083 | — | — | 8 | — | — | — | .312 |
| 44 | 0.0860 | 2.184 | AW210 | — | — | — | 6.5 | .25 | — |
| 43 | 0.0890 | 2.261 | — | — | 9 | 5 | 7 | — | .375 |
| 42 | 0.0930 | 2.362 | — | 3 | — | — | — | — | — |
| 40 | 0.0980 | 2.489 | — | — | 10 | — | — | — | — |
| 36 | 0.1060 | 2.692 | — | — | — | 6 | — | — | — |
| 35 | 0.1100 | 2.794 | — | — | 13 | — | — | — | — |
Mangueras - Hoses
Conecte la manguera roja con las roscas de la izquierda al regulador de presi贸n de acetileno y la manguera verde con las roscas de la derecha al regulador de presi贸n de ox铆geno. Este es el lugar, entre el regulador y la manguera, en el que deben instalarse los supresores de retroceso de llama. Una vez m谩s, dado que los racores son de lat贸n y se da帽an f谩cilmente, apri茅telos s贸lo lo suficiente para evitar fugas.
Conexi贸n de la antorcha - Connecting Torch
Conecte la manguera roja con la tuerca de conexi贸n de rosca izquierda al accesorio de rosca izquierda de la antorcha. Conecte la manguera verde con la tuerca de conexi贸n de la rosca derecha al accesorio de rosca derecha de la antorcha. Cierre las v谩lvulas del mango de la antorcha y compruebe todas las conexiones en busca de fugas como se indica a continuaci贸n:
- Gire el tornillo de ajuste del regulador de presi贸n de ox铆geno hasta que la presi贸n de trabajo indique 10 psi. Gire el tornillo de ajuste del regulador de presi贸n de acetileno hasta que la presi贸n de trabajo indique 5 psi.
- Afloje los dos tornillos de ajuste de los reguladores y compruebe que la presi贸n de trabajo se mantiene estable. Si cae y se pierde la presi贸n, se indica que hay una fuga entre el regulador y el soplete.
- Un apriete general de todas las conexiones deber铆a solucionar la fuga. Repita la comprobaci贸n del sistema.
- Si la p茅rdida de presi贸n de trabajo sigue indicando la existencia de una fuga, una mezcla de agua jabonosa en todas las conexiones revela el origen de la fuga. No compruebe nunca una fuga con una llama porque podr铆a producirse una grave explosi贸n.
Encendido y ajuste del soplete - Lighting and Adjusting the Torch
Con las presiones de trabajo adecuadas ajustadas para el acetileno y el ox铆geno, abra la v谩lvula de acetileno del soplete entre un cuarto y media vuelta. Dirija el soplete lejos del cuerpo y encienda el gas acetileno con el percutor de pedernal. Abra la v谩lvula de acetileno hasta que el humo negro de holl铆n desaparezca de la llama.
La llama de acetileno puro es larga, tupida y tiene un color amarillento. Abra lentamente la v谩lvula de ox铆geno del soplete y la llama se acorta y pasa a tener un color blanco azulado que forma un cono luminoso interior brillante rodeado por una envoltura de llama exterior. Se trata de una llama neutra que se debe encender antes de encender una mezcla de llamas carburantes u oxidantes.
Diferentes llamas - Different Flames
Los tres tipos de llama que se utilizan habitualmente para soldar son la neutra, la carburante y la oxidante. Cada una de ellas tiene un prop贸sito espec铆fico.
Llama neutra - Neutral Flame
La llama neutra arde a aproximadamente 5.850 °F en la punta del cono luminoso interior y es producida por una mezcla equilibrada de acetileno y ox铆geno suministrada por el soplete.
La llama neutra se utiliza para la mayor铆a de las soldaduras porque no altera la composici贸n del metal base. Cuando se utiliza esta llama en el acero, el charco de metal fundido es silencioso y claro, y el metal fluye para dar una soldadura completamente fundida sin quemarse ni producir chispas.
Llama de carburaci贸n - Carburizing Flame
La llama de carburaci贸n arde a aproximadamente 5.700 °F en la punta del n煤cleo interno. Tambi茅n se denomina llama reductora porque tiende a reducir la cantidad de ox铆geno en los 贸xidos de hierro. La llama arde con un sonido grueso y apresurado, y tiene un cono interior blanco azulado, un cono central blanco y un cono exterior azul claro.
Llama oxidante - Oxidizing Flame
La llama oxidante arde a aproximadamente 6.300 °F y se produce al quemar un exceso de ox铆geno. Se necesitan aproximadamente dos partes de ox铆geno por una parte de acetileno para producir esta llama. Se puede identificar por la llama exterior m谩s corta y el peque帽o cono interior blanco.
Para obtener esta llama, comience con una llama neutra y luego abra la v谩lvula de ox铆geno hasta que el cono interior tenga una d茅cima parte de su longitud original. La llama oxidante emite un sonido sibilante y el cono interior es algo puntiagudo y de color viol谩ceo en la punta.
Llamas suaves o duras - Soft or Harsh Flames
Con cada tama帽o de punta se puede obtener una llama neutra, carburante u oxidante. Tambi茅n es posible obtener una llama suave o dura disminuyendo o aumentando la presi贸n de trabajo de ambos gases (respetando la presi贸n m谩xima de trabajo de 15 psi para el gas acetileno).
Corte oxiacetil茅nico - Oxy-acetylene Cutting
El corte de metales ferrosos mediante el proceso de oxiacetileno consiste principalmente en la r谩pida combusti贸n u oxidaci贸n del metal en una zona localizada. Es una forma r谩pida y econ贸mica de cortar hierro y acero cuando no se requiere un borde acabado.
Tiene las v谩lvulas convencionales de ox铆geno y acetileno en el mango del soplete que controlan el flujo de los dos gases al cabezal de corte. Tambi茅n tiene una v谩lvula de ox铆geno debajo de la palanca de ox铆geno en el cabezal de corte para poder obtener un ajuste m谩s fino de la llama.
El tama帽o de la punta de corte viene determinado por el grosor del metal a cortar. Ajuste los reguladores a las presiones de trabajo recomendadas para el soplete de corte en funci贸n del tama帽o de punta seleccionado. Antes de comenzar cualquier operaci贸n de corte, el 谩rea debe estar libre de todo material combustible y el personal que participe en la operaci贸n de corte debe llevar el equipo de protecci贸n adecuado.
A continuaci贸n se abre la v谩lvula de acetileno del mango y se enciende el soplete con un percutor. Se aumenta la llama de acetileno hasta que desaparezca el holl铆n negro. A continuaci贸n, se abre la v谩lvula de ox铆geno situada debajo de la palanca de corte y se ajusta la llama a punto muerto. Si se necesita m谩s calor, abrir las v谩lvulas para a帽adir m谩s acetileno y ox铆geno. Accione la palanca de corte y reajuste la llama de precalentamiento a neutro si es necesario.
El metal se calienta hasta alcanzar un color rojo brillante (1.400 °F-1.600 °F, que es la temperatura de ignici贸n) mediante los orificios de precalentamiento en la punta del soplete de corte. A continuaci贸n, se dirige un chorro de ox铆geno a alta presi贸n contra 茅l pulsando la palanca de ox铆geno del soplete.
Este chorro de ox铆geno se combina con el metal al rojo vivo y forma un 贸xido fundido intensamente caliente que es soplado por los lados del corte. A medida que el soplete se desplaza a lo largo de la l铆nea de corte prevista, esta acci贸n contin煤a calentando el metal en su trayectoria hasta la temperatura de encendido. El metal, as铆 calentado, tambi茅n se quema hasta formar un 贸xido que es soplado hacia la parte inferior de la pieza.
Soldadura oxiacetil茅nica de metales ferrosos - Oxy-Acetylene Welding of Ferrous Metals
Acero (incluido el SAE 4130)
El acero de bajo carbono, el acero de baja aleaci贸n (por ejemplo, 4130), el acero fundido y el hierro forjado se sueldan f谩cilmente con la llama oxiacetil茅nica. Los aceros de bajo carbono y de baja aleaci贸n son los materiales ferrosos que se sueldan con gas con m谩s frecuencia.
A medida que el contenido de carbono del acero aumenta, puede repararse mediante soldadura utilizando procedimientos espec铆ficos para diversos tipos de aleaci贸n. Los factores que intervienen son el contenido de carbono y la templabilidad. Para los aceros al n铆quel-cromo resistentes a la corrosi贸n y al calor, la soldabilidad permitida depende de su estabilidad, del contenido de carbono y del tratamiento de recalentamiento.
La Sociedad de Ingenieros de Automoci贸n (SAE) y el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) proporcionan un sistema de designaci贸n que es un est谩ndar aceptado por la industria.
El SAE 4130 es una aleaci贸n de acero ideal para la construcci贸n de fuselajes y armazones de peque帽as aeronaves; tambi茅n se utiliza en los cuadros de motocicletas y bicicletas de alta gama y en los cuadros y jaulas antivuelco de los coches de carreras. El tubo tiene una gran resistencia a la tracci贸n, es maleable y f谩cil de soldar.
El n煤mero "4130" es tambi茅n un c贸digo AISI de 4 d铆gitos que define la composici贸n qu铆mica aproximada del acero. El "41" indica que se trata de un acero de baja aleaci贸n que contiene cromo y molibdeno (cromoly) y el "30" designa un contenido de carbono del 0,3%. El acero 4130 tambi茅n contiene peque帽as cantidades de manganeso, f贸sforo, azufre y silicio, pero como todos los aceros, contiene principalmente hierro.
Cromo-molibdeno - Chrome Molybdenum
La t茅cnica de soldadura para el cromo-molibdeno (chromemoly) es pr谩cticamente la misma que para los aceros al carbono, excepto para las secciones de m谩s de 3 ⁄ 16 pulgadas de espesor. La zona circundante debe precalentarse a una temperatura entre 300 °F y 400 °F antes de comenzar a soldar.
Si no se hace esto, el enfriamiento repentino de la zona de soldadura despu茅s de completar la soldadura puede causar una estructura de grano fr谩gil de martensita no templada que debe ser eliminada con tratamientos t茅rmicos posteriores a la soldadura.
La martensita no templada es una estructura similar al vidrio que ocupa el lugar de la estructura de acero normalmente d煤ctil y hace que el acero sea propenso a agrietarse, normalmente cerca del borde de la soldadura.
Para soldar debe utilizarse una llama neutra suave, que debe mantenerse durante el proceso. Si la llama no se mantiene neutra, una llama oxidante puede provocar inclusiones de 贸xido y fisuras. Una llama carburante hace que el metal se endurezca m谩s al aumentar el contenido de carbono.
El volumen de la llama debe ser suficiente para fundir el metal base, pero no lo suficientemente caliente como para sobrecalentar el metal base y causar inclusiones de 贸xido o una p茅rdida de espesor del metal.
La varilla de relleno debe ser compatible con el metal base. Si la soldadura requiere una alta resistencia, se utiliza una varilla de relleno especial de baja aleaci贸n, y la pieza se trata t茅rmicamente despu茅s de la soldadura.
Puede ser ventajoso soldar con TIG secciones de cromo-molibdeno 4130 de m谩s de 0,093 pulgadas de espesor, seguido de un tratamiento t茅rmico adecuado despu茅s de la soldadura, ya que esto puede dar lugar a una menor distorsi贸n general.
Sin embargo, no se debe eliminar el tratamiento t茅rmico posterior a la soldadura, ya que ello podr铆a limitar gravemente la vida a la fatiga de la soldadura debido a la estructura de grano martens铆tico formada.
Acero inoxidable - Stainless Steel
El procedimiento para soldar acero inoxidable es b谩sicamente el mismo que el de los aceros al carbono. Sin embargo, hay que tomar algunas precauciones especiales para obtener los mejores resultados.
S贸lo el acero inoxidable utilizado para los miembros no estructurales de los aviones puede soldarse satisfactoriamente. El acero inoxidable utilizado para los componentes estructurales se trabaja en fr铆o o se lamina en fr铆o y, si se calienta, pierde parte de su resistencia.
El acero inoxidable no estructural se obtiene en forma de l谩minas y tubos y se utiliza a menudo para colectores de escape, chimeneas o colectores. El ox铆geno se combina muy f谩cilmente con este metal en estado fundido, y hay que tener mucho cuidado para evitar que esto ocurra.
Se recomienda una llama ligeramente carburante para soldar acero inoxidable. La llama debe ajustarse de manera que se forme una pluma de exceso de acetileno, de aproximadamente 1/16 pulgadas de largo, alrededor del cono interior. Un exceso de acetileno, sin embargo, a帽ade carbono al metal y hace que pierda su resistencia a la corrosi贸n.
El tama帽o de la punta del soplete debe ser uno o dos tama帽os m谩s peque帽os que el prescrito para un calibre similar de acero de bajo carbono. La punta m谩s peque帽a disminuye las posibilidades de sobrecalentamiento y la consiguiente p茅rdida de las cualidades de resistencia a la corrosi贸n del metal.
Para evitar la formaci贸n de 贸xido de cromo, debe utilizarse un fundente especialmente compuesto para el acero inoxidable. El fundente, mezclado con agua, puede extenderse en la parte inferior de la junta y en la varilla de relleno.
Dado que hay que evitar la oxidaci贸n en la medida de lo posible, hay que utilizar suficiente fundente. La varilla de relleno utilizada debe ser de la misma composici贸n que el metal base.
Al soldar, mantenga la varilla de relleno dentro de la envoltura de la llama del soplete para que la varilla se funda en su lugar o se funda al mismo tiempo que el metal base. A帽adir la varilla de relleno dejando que fluya en el ba帽o de fusi贸n.
No agitar el ba帽o de soldadura, ya que el aire entra en la soldadura y aumenta la oxidaci贸n. Evite volver a soldar cualquier porci贸n o soldar en el lado inverso de la soldadura, lo que provoca el alabeo y el sobrecalentamiento del metal.
Soldadura oxiacetil茅nica de metales no ferrosos - Oxy-Acetylene Welding of Nonferrous Metals
Los metales no ferrosos son aquellos que no contienen hierro. Algunos ejemplos de metales no ferrosos son el plomo, el cobre, la plata, el magnesio y el m谩s importante en la construcci贸n de aviones, el aluminio. Algunos de estos metales son m谩s ligeros que los ferrosos, pero en la mayor铆a de los casos no son tan resistentes.
Los fabricantes de aluminio han compensado la falta de resistencia del aluminio puro ale谩ndolo con otros metales o trabaj谩ndolo en fr铆o. Para obtener una mayor resistencia, algunas aleaciones de aluminio tambi茅n se someten a un tratamiento t茅rmico.
Soldadura del aluminio - Aluminum Welding
La soldadura con gas de ciertas aleaciones de aluminio puede realizarse con 茅xito, pero requiere cierta pr谩ctica y el equipo adecuado para producir una soldadura satisfactoria. Antes de intentar soldar aluminio por primera vez, familiar铆cese con la reacci贸n del metal bajo la llama de la soldadura.
Un buen ejemplo para practicar y ver c贸mo reacciona el aluminio a la llama de soldadura, es calentar un trozo de chapa de aluminio en un banco de soldadura. Sostenga un soplete con una llama neutra perpendicular a la chapa y ponga la punta del cono interior casi en contacto con el metal.
Observa que el metal se funde repentinamente, casi sin ninguna indicaci贸n, y deja un agujero en el metal. Ahora repita la operaci贸n, s贸lo que esta vez sostenga el soplete en un 谩ngulo de unos 30° con respecto a la superficie. Esto permite controlar mejor el calor y permite que el metal de la superficie se funda sin formar un agujero. Practique moviendo lentamente la llama a lo largo de la superficie hasta que se pueda controlar el charco sin que se fundan agujeros.
Una vez dominado esto, practique con uniones embridadas clavando y soldando sin varilla de relleno. A continuaci贸n, intente soldar una junta a tope utilizando fundente y varilla de relleno. La pr谩ctica y la experiencia proporcionan la indicaci贸n visual del aluminio en fusi贸n para poder realizar una soldadura satisfactoria.
La soldadura de aluminio con gas suele limitarse a materiales de entre 0,031 pulgadas y 0,125 pulgadas de espesor. Las aleaciones de aluminio soldables utilizadas en la construcci贸n de aeronaves son 1100, 3003, 4043 y 5052. Los n煤meros de aleaci贸n 6053, 6061 y 6151 tambi茅n pueden soldarse, pero dado que estas aleaciones se encuentran en estado de tratamiento t茅rmico, la soldadura no debe realizarse a menos que las piezas puedan ser tratadas t茅rmicamente de nuevo.
Soldadura del magnesio - Magnesium Welding
La soldadura de magnesio con gas es muy similar a la soldadura de aluminio utilizando el mismo equipo. El dise帽o de las juntas tambi茅n sigue una pr谩ctica similar a la de la soldadura del aluminio. Hay que tener cuidado para evitar dise帽os que puedan atrapar el flujo despu茅s de la soldadura, siendo preferibles las soldaduras a tope y de borde.
Es de especial inter茅s la alta tasa de expansi贸n de las aleaciones basadas en magnesio, y la especial atenci贸n que debe prestarse para evitar que se produzcan tensiones en las piezas. Deben evitarse las fijaciones r铆gidas; hay que planificar cuidadosamente para eliminar la distorsi贸n.
En la mayor铆a de los casos, el material de aportaci贸n debe coincidir con el material base de la aleaci贸n. Cuando se sueldan dos aleaciones de magnesio diferentes, se debe consultar al fabricante del material para obtener recomendaciones. Nunca se debe soldar aluminio con magnesio. Al igual que en la soldadura de aluminio, se necesita un fundente para descomponer los 贸xidos superficiales y garantizar una soldadura s贸lida.
Los fundentes que se venden espec铆ficamente para soldar magnesio por fusi贸n est谩n disponibles en forma de polvo y se mezclan con agua de la misma manera que para la soldadura de aluminio.
Utilice la cantidad m铆nima de fundente necesaria para reducir los efectos corrosivos y el tiempo de limpieza necesario una vez terminada la soldadura. La protecci贸n ocular reductora de la llama de sodio utilizada para la soldadura de aluminio tiene las mismas ventajas en la soldadura de magnesio.
La soldadura se realiza con una configuraci贸n de llama neutra utilizando el mismo tama帽o de punta para la soldadura de aluminio. La t茅cnica de soldadura sigue el mismo patr贸n que la del aluminio y la soldadura se completa en una sola pasada en el material de chapa. En general, el proceso TIG ha sustituido a la soldadura con gas del magnesio debido a la eliminaci贸n del fundente corrosivo y a sus limitaciones inherentes al dise帽o de las juntas.
Soldadura fuerte y blanda - Brazing and Soldering
Soldadura fuerte del acero con soplete - Torch Brazing of Steel
La definici贸n de uni贸n de dos piezas de metal mediante soldadura fuerte suele significar el uso de lat贸n o bronce como metal de aportaci贸n.
Sin embargo, esta definici贸n se ha ampliado para incluir cualquier proceso de uni贸n de metales en el que el material de uni贸n es un metal no ferroso o una aleaci贸n con un punto de fusi贸n superior a 800 °F, pero inferior al de los metales que se unen.
La soldadura fuerte requiere menos calor que la soldadura y puede utilizarse para unir metales que pueden resultar da帽ados por el calor. Sin embargo, como la resistencia de una uni贸n soldada no es tan grande como la de una uni贸n soldada, la soldadura fuerte no se utiliza para reparaciones estructurales cr铆ticas en los aviones. Adem谩s, no se debe soldar ninguna pieza met谩lica que se someta a una temperatura elevada y sostenida.
La soldadura fuerte es aplicable para unir una variedad de metales, como el lat贸n, el cobre, el bronce y las aleaciones de n铆quel, el hierro fundido, el hierro maleable, el hierro forjado, el hierro y el acero galvanizados, el acero al carbono y los aceros aleados. La soldadura fuerte tambi茅n puede utilizarse para unir metales distintos, como el cobre con el acero o el acero con la fundici贸n.
Soldadura de aluminio con soplete - Torch Brazing of Aluminum
La soldadura fuerte del aluminio con soplete se realiza con m茅todos similares a los de la soldadura fuerte de otros materiales. El material de soldadura es una aleaci贸n de aluminio/silicio que tiene una temperatura de fusi贸n ligeramente inferior a la del material base. La soldadura fuerte del aluminio se produce a temperaturas superiores a 875 °F, pero inferiores al punto de fusi贸n del metal base.
Se realiza con un fundente espec铆fico para la soldadura fuerte del aluminio. La soldadura fuerte es la m谩s adecuada para las configuraciones de juntas que tienen grandes 谩reas de superficie en contacto, como la solapa, o para el ajuste de los tapones y accesorios de los dep贸sitos de combustible.
Se puede utilizar acetileno o hidr贸geno como gas combustible, y ambos se han utilizado durante muchos a帽os para trabajos de producci贸n. Se recomienda utilizar una protecci贸n ocular que reduzca el destello de sodio, como las lentes TM2000.
Soldadura Blanda
La soldadura blanda se utiliza principalmente para unir el cobre y el lat贸n cuando se desea una uni贸n a prueba de fugas, y a veces para las uniones de ajuste para promover la rigidez y evitar la corrosi贸n.
La soldadura blanda se realiza generalmente s贸lo en trabajos de reparaci贸n menores. La soldadura blanda tambi茅n se utiliza para unir conexiones el茅ctricas. Forma una uni贸n fuerte con baja resistencia el茅ctrica.
La soldadura blanda no requiere el calor de un soplete de gas oxi-combustible y puede realizarse con un peque帽o soplete de propano o MAPP®, un soldador el茅ctrico o, en algunos casos, un soldador de cobre, que se calienta con una fuente externa, como un horno o un soplete. Las soldaduras blandas son principalmente aleaciones de esta帽o y plomo.
Los porcentajes de esta帽o y plomo var铆an considerablemente en las distintas soldaduras, con el correspondiente cambio en sus puntos de fusi贸n, que van de 293 °F a 592 °F. La mitad y la mitad (50/50) es la soldadura m谩s com煤n de uso general. Contiene partes iguales de esta帽o y plomo y se funde a aproximadamente 360 °F.
Soldadura de aluminio
La soldadura del aluminio es muy parecida a la de otros metales. Se requiere el uso de soldaduras especiales de aluminio, junto con el fundente necesario.
La soldadura del aluminio se produce a temperaturas inferiores a los 875 °F. La soldadura puede llevarse a cabo utilizando el soplete de oxiacetileno, oxi-hidr贸geno, o incluso un soplete de aire-propano. En el caso del oxiacetileno o del oxihidr贸geno se utiliza una llama neutra.
Dependiendo del tipo de soldadura y de fundente, se pueden soldar las aleaciones de aluminio m谩s comunes. Al tener una temperatura de fusi贸n m谩s baja, se utiliza una punta uno o dos tama帽os m谩s peque帽a que la necesaria para soldar, junto con un ajuste de llama suave.
Soldadura de plata
El principal uso de la soldadura de plata en la aviaci贸n es la fabricaci贸n de l铆neas de ox铆geno de alta presi贸n y otras piezas que deben soportar vibraciones y altas temperaturas. La soldadura de plata se utiliza mucho para unir el cobre y sus aleaciones, el n铆quel y la plata, as铆 como diversas combinaciones de estos metales y piezas finas de acero. La soldadura de plata produce uniones de mayor resistencia que las producidas por otros procesos de soldadura.
Soldadura por arco de tungsteno con gas (soldadura TIG) - Gas Tungsten Arc Welding (TIG Welding)
El proceso TIG, tal y como se conoce hoy en d铆a, es una combinaci贸n del trabajo realizado por General Electric en la d茅cada de 1920 para desarrollar el proceso b谩sico, el trabajo realizado por Northrop en la d茅cada de 1940 para desarrollar la antorcha en s铆, y el uso de gas de protecci贸n de helio y un electrodo de tungsteno.
El proceso se desarroll贸 para soldar magnesio en el ala de vuelo XP-56 de Northrop con el fin de eliminar los problemas de corrosi贸n y porosidad del proceso de hidr贸geno at贸mico que hab铆an estado utilizando con un fundente de boro.
No se utiliz贸 f谩cilmente en otros materiales hasta finales de la d茅cada de 1950, cuando se encontr贸 el m茅rito de soldar superaleaciones de la era espacial. M谩s tarde se utiliz贸 tambi茅n en otros metales, como el aluminio y el acero, en un grado mucho mayor.
Las m谩quinas de soldar TIG modernas se ofrecen en CC, CA o con configuraciones CA/CC, y utilizan tecnolog铆a basada en transformadores o inversores. Normalmente, para el aluminio se necesita una m谩quina con salida de CA.
La antorcha TIG en s铆 ha cambiado poco desde la primera patente de Northrop. La soldadura TIG es similar a la soldadura por oxicorte en el sentido de que la fuente de calor (antorcha) se manipula con una mano, y el relleno, si se utiliza, se manipula con la otra.
Una clara diferencia es el control de la entrada de calor al metal. El control del calor puede estar preestablecido y fijado por un ajuste de la m谩quina o ser variable mediante el uso de un pedal o un control montado en el soplete.
Con el soldador TIG se utilizan varios tipos de electrodos de tungsteno. Los electrodos toriados y zirconiados tienen mejores caracter铆sticas de emisi贸n de electrones que el tungsteno puro, lo que los hace m谩s adecuados para las operaciones de CC en m谩quinas basadas en transformadores, o bien de CA o CC con las nuevas m谩quinas basadas en inversores.
El tungsteno puro proporciona un mejor equilibrio de la corriente con la soldadura de CA con una m谩quina basada en un transformador, lo que resulta ventajoso al soldar aluminio y magnesio. Deben seguirse las sugerencias de los fabricantes de equipos sobre el tipo y la forma del tungsteno, ya que se trata de una parte siempre cambiante de la tecnolog铆a TIG.
La forma del electrodo utilizado en la antorcha de soldadura TIG es un factor importante en la calidad y la penetraci贸n de la soldadura. La punta del electrodo debe moldearse en una piedra de amolar espec铆fica o en una amoladora de tungsteno de uso especial para evitar la contaminaci贸n del electrodo.
El esmerilado debe hacerse longitudinalmente, no radialmente, con la direcci贸n de desplazamiento de la piedra lejos de la punta. En caso de duda, consulte al fabricante de la m谩quina para obtener las 煤ltimas sugerencias actualizadas sobre la preparaci贸n del tungsteno o si surgen problemas.
Soldadura TIG de tubos de acero 4130 - TIG Welding 4130 Steel Tubing
La soldadura de 4130 con TIG no difiere mucho de la soldadura de otros aceros en lo que respecta a la t茅cnica. La siguiente informaci贸n se refiere generalmente al material de menos de 0,120 pulgadas de espesor.
Limpie el acero de cualquier aceite o grasa y utilice un cepillo de alambre de acero inoxidable para limpiar la pieza antes de soldar. Esto es para evitar la porosidad y la fragilidad por hidr贸geno durante el proceso de soldadura.
El proceso TIG es muy susceptible a estos problemas, mucho m谩s que la soldadura oxiacetil茅nica, por lo que hay que tener cuidado para asegurarse de que se eliminan todos los aceites y la pintura de todas las superficies de las piezas a soldar.
Utilice un soldador TIG con arranque de alta frecuencia para eliminar los golpes de arco. No soldar donde haya brisa o corriente de aire; las soldaduras deben dejarse enfriar lentamente.
El precalentamiento no es necesario para los tubos de menos de 0,120 pulgadas de espesor de pared; sin embargo, se recomienda el revenido posterior a la soldadura (alivio de tensiones) para evitar la posible fragilidad de la zona que rodea la soldadura debido a las formaciones de martensita no revenida causadas por el r谩pido enfriamiento de la soldadura inherente al proceso TIG.
Soldadura TIG del acero inoxidable - TIG Welding Stainless Steel
Los aceros inoxidables, o m谩s exactamente, los aceros resistentes a la corrosi贸n, son una familia de metales a base de hierro que contienen cromo en cantidades que van del 10% al 30% aproximadamente. A algunos de los aceros inoxidables se les a帽ade n铆quel, lo que reduce la conductividad t茅rmica y disminuye la conductividad el茅ctrica.
Los aceros al cromo-n铆quel pertenecen a la serie AISI 300 de aceros inoxidables. No son magn茅ticos y tienen una microestructura austen铆tica. Estos aceros se utilizan mucho en los aviones en los que se requiere fuerza o resistencia a la corrosi贸n a alta temperatura.
Todos los aceros inoxidables austen铆ticos son soldables con la mayor铆a de los procesos de soldadura, a excepci贸n del AISI 303, que contiene un alto contenido de azufre, y del AISI 303Se, que contiene selenio para mejorar su maquinabilidad.
Los aceros inoxidables austen铆ticos son ligeramente m谩s dif铆ciles de soldar que los aceros dulces al carbono. Tienen temperaturas de fusi贸n m谩s bajas y un menor coeficiente de conductividad t茅rmica, por lo que la corriente de soldadura puede ser menor.
Esto ayuda en los materiales m谩s finos, ya que estos aceros inoxidables tienen un mayor coeficiente de expansi贸n t茅rmica, lo que requiere el uso de precauciones y procedimientos especiales para reducir el alabeo y la distorsi贸n.
Debe utilizarse cualquiera de las t茅cnicas de reducci贸n de la distorsi贸n, como la soldadura por saltos o la soldadura por retroceso. Siempre que sea posible, se utilizar谩n dispositivos y/o plantillas. Las soldaduras por puntos deben aplicarse con el doble de frecuencia de lo normal.
La selecci贸n de la aleaci贸n de metal de aportaci贸n para soldar el acero inoxidable se basa en la composici贸n del metal base. Las aleaciones de metal de aportaci贸n para soldar inoxidables de tipo austen铆tico incluyen los n煤meros AISI 309, 310, 316, 317 y 347. Es posible soldar varios metales base inoxidables diferentes con la misma aleaci贸n de metal de aportaci贸n. Siga las recomendaciones del fabricante.
Soldadura TIG del aluminio - TIG Welding Aluminum
La soldadura TIG de aluminio utiliza t茅cnicas y materiales de relleno similares a los de la soldadura por oxicorte. Consulte con el fabricante de la m谩quina de soldar para obtener recomendaciones sobre el tipo y el tama帽o del tungsteno, as铆 como los ajustes b谩sicos de la m谩quina para una soldadura concreta, ya que esto var铆a con los tipos de m谩quina espec铆ficos.
Normalmente, la m谩quina se ajusta a una forma de onda de salida de CA porque provoca una acci贸n de limpieza que rompe los 贸xidos de la superficie. Se puede utilizar gas de protecci贸n de arg贸n o helio, pero se prefiere el arg贸n porque consume menos en volumen que el helio. El arg贸n es un gas m谩s pesado que el helio, proporcionando una mejor cobertura, y proporciona una mejor acci贸n de limpieza al soldar aluminio.
La selecci贸n del metal de aportaci贸n es la misma que la utilizada en el proceso de oxicorte; sin embargo, no es necesario el uso de un fundente, ya que el gas de protecci贸n impide la formaci贸n de 贸xido de aluminio en la superficie del ba帽o de soldadura, y la forma de onda de CA rompe cualquier 贸xido que ya est茅 en el material. La limpieza del metal base y del relleno sigue las mismas pautas que para la soldadura por oxicorte.
Cuando se sueldan dep贸sitos de cualquier tipo, es una buena pr谩ctica purgar el interior del dep贸sito con un gas protector. Esto favorece una soldadura s贸lida con un perfil de cord贸n interior suave que puede ayudar a reducir las fugas por agujeros y futuros fallos por fatiga.
La soldadura se realiza con 谩ngulos de antorcha y metal de aportaci贸n similares a los de la soldadura por oxicorte. La punta del tungsteno se mantiene a una corta distancia (1/16 -1/8 de pulgada) de la superficie del material, teniendo cuidado de no dejar nunca que el charco fundido entre en contacto con el tungsteno y lo contamine. La contaminaci贸n del tungsteno debe ser tratada retirando el aluminio del tungsteno y rectificando la punta al perfil recomendado por la f谩brica.
Soldadura TIG del magnesio - TIG Welding Magnesium
Las aleaciones de magnesio pueden soldarse con 茅xito utilizando el mismo tipo de uniones y preparaci贸n que se utilizan para el acero o el aluminio. Sin embargo, debido a su alta conductividad t茅rmica y coeficiente de expansi贸n t茅rmica, que se combinan para causar tensiones severas, distorsi贸n y agrietamiento, deben tomarse precauciones adicionales.
Las piezas deben sujetarse en un dispositivo o plantilla. Se recomiendan cordones de soldadura m谩s peque帽os, una mayor velocidad de soldadura y el uso de varillas de relleno de menor punto de fusi贸n y menor contracci贸n.
Para soldar magnesio se suele utilizar corriente continua, tanto de polaridad directa como inversa, y corriente alterna, con alta frecuencia superpuesta para estabilizar el arco. La CC de polaridad inversa proporciona una mejor acci贸n de limpieza del metal y es preferible para las operaciones de soldadura manual.
Las fuentes de alimentaci贸n de CA deben estar equipadas con un contactor primario operado por un interruptor de control en la antorcha o un control de pie para iniciar o detener el arco. De lo contrario, el arco que se produce mientras el electrodo se acerca o se aleja de la pieza de trabajo puede dar lugar a puntos quemados en la pieza.
El arg贸n es el gas de protecci贸n m谩s utilizado en las operaciones de soldadura manual. El helio es el gas preferido para la soldadura automatizada porque produce un arco m谩s estable que el arg贸n y permite el uso de longitudes de arco ligeramente mayores. Para la soldadura TIG de aleaciones de magnesio se utilizan electrodos de tungsteno puro, zirconio y toriado.
La t茅cnica de soldadura para el magnesio es similar a la utilizada para otros metales no ferrosos. El arco debe mantenerse a unos 5/16 de pulgada. Deben utilizarse soldaduras por puntos para mantener el ajuste y evitar la distorsi贸n.
Para evitar el agrietamiento de la soldadura, se debe soldar desde el centro de la uni贸n hacia el final, y utilizar placas de inicio y salida para comenzar y terminar la soldadura. Minimizar el n煤mero de paradas durante la soldadura. Despu茅s de una parada, la soldadura debe reiniciarse a media pulgada del final de la soldadura anterior. Cuando sea posible, realice la soldadura en una sola pasada ininterrumpida.
Tabla de selecci贸n del metal de aportaci贸n
| Metales Base | 1100 / 3003 | 5005 | 5052 | 5086 (NO SOLDAR CON GAS) | 6061 |
| 6061 | 4043 (a) 4047 | 4043 (a) 5183 5356 5556 5554 (d) 5654 (c) | 5356 5183 5554 5556 5654 (d) 4043 (a) | 5356 5183 5356 5556 5654 (c) | 4043 (a) 4047 5556 5183 5554 (d) |
5086 (NO SOLDAR CON GAS) | 5356 4043 (a) | 5356 5183 5556 | 5356 5183 5556 | 5356 5183 5556 | — |
| 5052 | 5183 5356 5556 4043 (a,b) | 4043 (a) 5183 5356 5556 4047 | 5654 (c) 5183 5356 5556 5554 (d) 4043 (a) | — | — |
| 5005 | 5183 5356 5556 4043 (a,b) | 5183 5356 4043 (a,b) | — | — | — |
| 1100 / 3003 | 1100 4043 (a) | — | — | — | — |
Soldadura TIG del titanio - TIG Welding Titanium
Las t茅cnicas para soldar el titanio son similares a las requeridas para las aleaciones con base de n铆quel y los aceros inoxidables. Para producir una soldadura satisfactoria, se hace hincapi茅 en la limpieza de la superficie y en el uso de gas inerte para proteger la zona de soldadura. Un entorno limpio es uno de los requisitos para soldar titanio.
La soldadura TIG del titanio se realiza con polaridad directa. Se recomienda un soplete refrigerado por agua, equipado con una copa de cer谩mica de ¾ de pulgada y una lente de gas. La lente de gas proporciona un flujo de gas inerte uniforme y no perturbador. Se recomiendan los electrodos de tungsteno toriado para la soldadura TIG de titanio.
Debe utilizarse el electrodo de menor di谩metro que pueda transportar la corriente necesaria. Debe emplearse un contactor remoto controlado por el operario para permitir que el arco se interrumpa sin retirar la antorcha del metal de soldadura que se est谩 enfriando, permitiendo que el gas de protecci贸n cubra la soldadura hasta que baje la temperatura.
La mayor parte de la soldadura de titanio se realiza en un taller de fabricaci贸n abierto. La soldadura en c谩mara se sigue utilizando de forma limitada, pero la soldadura en campo es habitual. Se debe reservar una zona separada y aislada de cualquier operaci贸n que produzca suciedad, como el esmerilado o la pintura. Adem谩s, la zona de soldadura debe estar libre de corrientes de aire y la humedad debe estar controlada.
El metal de soldadura de titanio fundido debe estar totalmente protegido de la contaminaci贸n por el aire. El titanio fundido reacciona f谩cilmente con el ox铆geno, el nitr贸geno y el hidr贸geno; la exposici贸n a estos elementos en el aire o en los contaminantes de la superficie durante la soldadura puede afectar negativamente a las propiedades de la soldadura de titanio y provocar su fragilidad.
Se prefiere el arg贸n para la soldadura manual debido a sus mejores caracter铆sticas de estabilidad del arco. El helio se utiliza en la soldadura automatizada y cuando se requieren metales base m谩s pesados o una penetraci贸n m谩s profunda.
Advertencia: Los art铆culos publicados en este sitio web deben ser utilizados 煤nicamente con fines educativos (instrucci贸n).
No los utilice para operar una aeronave, volar, ni hacer procedimientos de mantenimiento. Tenga en cuenta que "Aprendamos Aviaci贸n" no est谩 afiliado de ninguna manera con ninguna compa帽铆a fabricante de aeronaves.
Verificar y confirmar la informaci贸n con personal aeron谩utico certificado y documentaci贸n certificada.
