1. Soldadura por arco manual
La soldadura por arco manual es el método de soldadura más antiguo desarrollado y sigue siendo el más utilizado entre todas las técnicas de soldadura por arco.
Emplea una varilla de soldadura recubierta externamente como electrodo y metal de aportación, con el arco ardiendo entre el extremo de la varilla de soldadura y la superficie de la pieza a soldar.
Bajo los efectos térmicos de un arco eléctrico, el recubrimiento puede generar gas para proteger el arco por un lado, y por otro lado, puede producir escoria para cubrir la superficie del baño de soldadura, evitando que el metal fundido interactúe con el gas circundante. .
La función más importante de la escoria es la de sufrir reacciones físico-químicas con el metal fundido o introducir elementos de aleación, mejorando así las propiedades del cordón de soldadura.
El equipo de soldadura por arco es simple, portátil y de funcionamiento flexible. Se puede utilizar para soldar costuras cortas en reparaciones y montajes, especialmente para soldar en zonas de difícil acceso.
Con la varilla de soldadura adecuada, la soldadura por arco se puede aplicar a la mayoría de los aceros al carbono industriales, acero inoxidable, hierro fundido, cobre, aluminio, níquel y sus aleaciones.
2. Soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG)
Este es un tipo de soldadura por arco protegido con gas con un electrodo no consumible, donde un arco entre el electrodo de tungsteno y la pieza de trabajo hace que el metal se derrita y forme una costura de soldadura.
Durante el proceso de soldadura, el electrodo de tungsteno no se funde y sólo sirve como electrodo.
Al mismo tiempo, se alimenta gas argón o helio a la boquilla del soplete para su protección. Se puede agregar metal adicional según sea necesario, un proceso conocido internacionalmente como soldadura TIG.
La soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) es un método excelente para unir láminas metálicas delgadas y para soldar con paso de raíz debido a su control superior sobre la entrada de calor.
Este método se puede aplicar a casi todas las conexiones metálicas, siendo especialmente útil para soldar metales como el aluminio y el magnesio, que forman óxidos refractarios, así como metales reactivos como el titanio y el circonio.
Aunque este método de soldadura ofrece soldaduras de alta calidad, su velocidad es más lenta en comparación con otras técnicas de soldadura por arco.
3. Soldadura por arco metálico con gas (GMAW)
Este método de soldadura utiliza el calor del arco ardiente entre el alambre de soldadura alimentado continuamente y la pieza de trabajo. El arco está protegido por gas rociado desde la boquilla del soplete.
La soldadura por arco metálico con gas normalmente utiliza gases protectores como argón, helio, CO2 o una mezcla de estos gases.
Cuando se utiliza argón o helio como gas protector, se denomina soldadura con gas inerte de metal (MIG), un término comúnmente utilizado a nivel internacional.
Cuando se utiliza una mezcla de gas inerte y gas oxidante (O2, CO2) como gas de protección, o cuando se utiliza gas CO2 o una mezcla de CO2 + O2, se denomina universalmente soldadura con Gas Activo Metálico (MAG).
Las principales ventajas de la soldadura MAG incluyen la capacidad de soldar cómodamente en una variedad de posiciones junto con una alta velocidad de soldadura y tasa de deposición.
La soldadura MAG es compatible con la mayoría de los metales principales, incluidos el acero al carbono y los aceros aleados. Por el contrario, la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) con protección de gas inerte es adecuada para aleaciones de acero inoxidable, aluminio, magnesio, cobre, titanio, circonio y níquel. Este método de soldadura también se puede utilizar para soldadura por puntos.
4. Soldadura por arco de plasma
La soldadura por arco de plasma es un tipo de soldadura por arco con un electrodo no consumible. Utiliza un arco comprimido entre el electrodo y la pieza de trabajo (conocido como arco transferido) para realizar la soldadura.
El electrodo utilizado normalmente es de tungsteno. El gas plasma que genera el arco de plasma puede ser argón, nitrógeno, helio o una mezcla de ambos.
Además, se utiliza un gas inerte como protección a través de la boquilla. Durante la soldadura se puede añadir metal de aportación, aunque no siempre es necesario.
Durante la soldadura por arco de plasma, debido a su arco recto y su alta densidad de energía, la penetración del arco es fuerte. El efecto de ojo de cerradura producido durante la soldadura por arco de plasma permite soldar a tope la mayoría de los metales dentro de un cierto rango de espesor sin necesidad de una ranura, lo que garantiza una fusión consistente y costuras de soldadura uniformes.
Por lo tanto, la soldadura por arco de plasma tiene una alta tasa de productividad y una excelente calidad de soldadura. Sin embargo, el equipo de soldadura por arco de plasma, incluida la boquilla, es relativamente complejo y requiere un alto control sobre los parámetros del proceso de soldadura.
La mayoría de los metales que se pueden soldar con soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG) también se pueden soldar con soldadura por arco de plasma.
En comparación, la soldadura por arco de plasma se puede realizar de forma más eficaz para metales extremadamente finos de menos de 1 mm.
5. Soldadura por arco con alambre tubular
La soldadura por arco con alambre tubular también utiliza el arco de combustión entre el alambre de soldadura alimentado continuamente y la pieza de trabajo como fuente de calor para la soldadura, lo que puede considerarse un tipo de soldadura por arco metálico con gas. El alambre de soldadura utilizado es tubular y está lleno de diversos componentes fundentes.
Durante la soldadura se añade externamente gas protector, principalmente CO2. El fundente, cuando se calienta, se descompone o se funde, proporcionando así escoria para proteger el baño de soldadura, la difusión de la aleación y la estabilización del arco.
La soldadura por arco con núcleo fundente, además de los beneficios de la soldadura por arco metálico con gas mencionados anteriormente, es metalúrgicamente superior debido a la función de fundente interno. Este método se puede aplicar para soldar diversas uniones de la mayoría de los metales ferrosos.
La soldadura por arco con núcleo fundente se ha adoptado ampliamente en varios países industriales avanzados. El término “alambre tubular” es lo que actualmente llamamos “alambre tubular para soldadura”.
6. Soldadura por resistencia
Esta categoría de métodos de soldadura utiliza calor de resistencia como fuente de energía, incluida la soldadura de escoria eléctrica alimentada por calor con resistencia a la escoria fundida y la soldadura por resistencia alimentada con calor por resistencia sólida. Más adelante se hablará de la soldadura eléctrica con escoria, que tiene características únicas.
Esta sección presenta principalmente varios tipos de soldadura por resistencia que utilizan calor de resistencia sólida como fuente de energía, incluida la soldadura por puntos, la soldadura por costura, la soldadura por proyección y la soldadura a tope.
La soldadura por resistencia es un método que funde las superficies de contacto entre dos piezas de trabajo utilizando el calor resistivo generado cuando la corriente pasa a través de las piezas de trabajo bajo una cierta presión del electrodo. Este proceso generalmente emplea una gran corriente.
Para evitar la formación de arcos en la superficie de contacto y soldar la costura de metal, se debe aplicar presión de manera constante durante la soldadura. En este tipo de soldadura por resistencia, la limpieza de la superficie de la pieza es fundamental para conseguir una calidad de soldadura estable.
Por tanto, es fundamental limpiar las superficies de contacto entre el electrodo y la pieza y entre las piezas antes de soldar.
La soldadura por puntos, la soldadura por costura y la soldadura por proyección se caracterizan por una alta corriente de soldadura (monofásica, de unos pocos miles a decenas de miles de amperios), un tiempo de activación corto (de unos pocos ciclos a unos pocos segundos), equipos costosos y complejos. y alta productividad, lo que los hace adecuados para la producción en masa.
Estos métodos se utilizan principalmente para soldar conjuntos de láminas delgadas de menos de 3 mm de espesor. Pueden soldar todo tipo de aceros, metales no ferrosos como aluminio y magnesio, sus aleaciones y acero inoxidable.
7. Soldadura por haz de electrones
La soldadura por haz de electrones es un método que utiliza la energía térmica producida cuando un haz de electrones concentrado y de alta velocidad golpea la superficie de una pieza de trabajo.
Durante la soldadura por haz de electrones, un cañón de electrones genera y acelera el haz de electrones.
Los tipos comunes de soldadura por haz de electrones incluyen: soldadura por haz de electrones de alto vacío, soldadura por haz de electrones de bajo vacío y soldadura por haz de electrones sin vacío.
Los dos primeros métodos se llevan a cabo dentro de una cámara de vacío. El tiempo de preparación para la soldadura (especialmente el tiempo para el bombeo de vacío) es bastante extenso y el tamaño de la pieza está limitado por el tamaño de la cámara de vacío.
En comparación con la soldadura por arco, la soldadura por haz de electrones se distingue por su profunda penetración de la soldadura, su estrecho ancho de fusión y su alta pureza del metal. Es versátil, capaz de soldar con precisión materiales finos y de manipular componentes muy gruesos, de hasta 300 mm.
Todos los metales y aleaciones que pueden soldarse por fusión mediante otros métodos son adecuados para la soldadura por haz de electrones. Se utiliza principalmente para soldar productos de alta calidad.
Además, puede resolver los problemas de soldadura asociados con metales diferentes, metales que se oxidan fácilmente y metales difíciles de fundir. Sin embargo, no es adecuado para artículos producidos en masa.
8. Soldadura láser
La soldadura láser utiliza una corriente de fotones monocromática, coherente y de alta potencia, enfocada en un rayo láser, como fuente de calor para el proceso de soldadura. Este enfoque de soldadura normalmente implica soldadura láser de potencia continua y soldadura láser de potencia pulsada.
La ventaja de la soldadura láser es que no es necesario realizarla en vacío, pero la desventaja es que su poder de penetración no es tan fuerte como el de la soldadura por haz de electrones.
La soldadura láser permite un control preciso de la energía, lo que permite soldar con precisión microdispositivos. Se puede aplicar a muchos metales, especialmente solucionando la soldadura de algunos metales diferentes y difíciles de soldar.
9. Soldadura
La energía para la soldadura fuerte puede provenir del calor de la reacción química o de energía térmica indirecta. Emplea un metal con un punto de fusión más bajo que el material que se suelda como relleno.
Este metal se funde al calentarse y la acción capilar atrae el relleno hacia el espacio en la superficie de contacto de la junta, humedeciendo la superficie del metal que se está soldando.
Este proceso da como resultado una unión soldada por difusión mutua entre las fases líquida y sólida. Por tanto, la soldadura fuerte es un método de soldadura que involucra fases sólida y líquida.
La soldadura fuerte opera a una temperatura de calentamiento relativamente baja, dejando el metal base sin fundir sin requerir ninguna presión aplicada.
Sin embargo, es necesario tomar ciertas medidas para limpiar la superficie de la pieza de trabajo de capas de aceite, polvo y oxidación antes de soldar. Este es un paso crucial para asegurar una buena humectación de la pieza y la calidad de la unión.
La soldadura fuerte se clasifica como soldadura dura cuando la línea liquidus de la aleación de soldadura está por encima de 450°C pero por debajo del punto de fusión del metal base. Cuando cae por debajo de 450 ℃, se llama soldadura blanda.
Dependiendo de la fuente de calor o el método de calentamiento, la soldadura fuerte se puede clasificar en soldadura fuerte por llama, soldadura fuerte por inducción, soldadura fuerte en horno, soldadura fuerte por inmersión, soldadura fuerte por resistencia y más.
Dada la temperatura de calentamiento relativamente baja durante la soldadura fuerte, hay un impacto mínimo en las propiedades del material de la pieza, con una deformación por tensión reducida. Sin embargo, la resistencia de las uniones soldadas tiende a ser menor, con una baja resistencia al calor.
La soldadura fuerte se puede utilizar para unir acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de alta temperatura, aluminio, cobre y otros materiales metálicos. También permite la conexión de metales diferentes, así como de metales y no metales.
Es particularmente adecuado para uniones que soportan cargas bajas o operan a temperatura ambiente, y especialmente aplicable para piezas complejas, en miniatura y de precisión con múltiples soldaduras.
10. Soldadura por electroescoria
La soldadura por electroescoria es un método que utiliza el calor resistivo de la escoria fundida como fuente de energía. El proceso de soldadura se realiza en una ranura de montaje formada por las caras frontales de dos piezas y dos correderas de cobre refrigeradas por agua en posición de soldadura vertical.
Durante la soldadura, el calor resistivo generado por la corriente eléctrica que pasa a través de la escoria fundida se utiliza para fundir los extremos de las piezas.
Dependiendo de la forma del electrodo utilizado durante la soldadura, la soldadura por electroescoria se puede clasificar en soldadura por electroescoria con electrodo de alambre, soldadura por electroescoria con electrodo de placa y soldadura por electroescoria con boquilla consumible.
Las ventajas de la soldadura por electroescoria incluyen su capacidad para soldar piezas de gran espesor (que van desde 30 mm hasta más de 1000 mm) y su alta tasa de producción. Se utiliza principalmente para soldar juntas a tope y juntas en T.
La soldadura por electroescoria se puede utilizar para soldar diversas estructuras de acero y también para soldar el ensamblaje de piezas fundidas.
Debido al lento proceso de calentamiento y enfriamiento, la junta de soldadura por electroescoria tiene una amplia zona afectada por el calor con microestructuras gruesas, lo que resulta en una mayor tenacidad. Por lo tanto, generalmente requiere un tratamiento térmico posterior a la soldadura.
11. Soldadura de alta frecuencia
La soldadura de alta frecuencia emplea resistencia al calor de estado sólido como fuente de energía.
Durante el proceso de soldadura, la corriente de alta frecuencia genera calor de resistencia dentro de la pieza, calentando la superficie del área de soldadura hasta un estado fundido o casi plástico.
Posteriormente se aplica (o no) una fuerza de forjado, dando como resultado la fusión de los metales. Por tanto, es un tipo de método de soldadura por resistencia de estado sólido.
La soldadura de alta frecuencia se puede clasificar en soldadura por contacto de alta frecuencia y soldadura por inducción de alta frecuencia según cómo la corriente de alta frecuencia genera calor en la pieza de trabajo.
En la soldadura por contacto de alta frecuencia, la corriente de alta frecuencia se transfiere a la pieza de trabajo mediante contacto mecánico. En la soldadura por inducción de alta frecuencia, la corriente de alta frecuencia induce una corriente eléctrica dentro de la pieza de trabajo mediante el efecto de acoplamiento de una bobina de inducción externa.
La soldadura de alta frecuencia es un método de soldadura altamente especializado que requiere equipos específicos según el producto.
Ofrece un alto ritmo de producción, con velocidades de soldadura de hasta 30m/min. Se utiliza principalmente para soldar costuras longitudinales o en espiral en la fabricación de tuberías.
12. Soldadura con gas
La soldadura con gas es un tipo de método de soldadura que utiliza una llama de gas como fuente de calor. La más comúnmente utilizada es la llama de oxiacetileno, con acetileno como combustible.
Aunque el equipo es simple y fácil de usar, la soldadura con gas tiene una velocidad de calentamiento más lenta y una menor productividad. También produce una zona afectada por el calor más grande y es probable que produzca una deformación significativa.
La soldadura con gas se puede utilizar para unir muchos metales ferrosos, metales no ferrosos y sus aleaciones. Se utiliza normalmente para reparar y soldar láminas delgadas de una sola pieza.
13. Soldadura con gas a presión
La soldadura con gas a presión, al igual que la soldadura con gas, utiliza una llama de gas como fuente de calor. Durante el proceso, los extremos de las dos piezas a unir se calientan hasta una determinada temperatura y luego se aplica la presión suficiente para obtener una unión robusta.
Este método es un tipo de soldadura en fase sólida. Durante la soldadura con gas a presión, no se añade metal de aportación. Se utiliza comúnmente para soldadura de rieles y soldadura de barras de refuerzo.
14. Soldadura explosiva
La soldadura explosiva es otro método de soldadura de estado sólido que utiliza el calor de una reacción química como fuente de energía.
Sin embargo, aprovecha la energía generada por una detonación explosiva para facilitar la unión de metales. Bajo la influencia de una onda expansiva, dos piezas de metal pueden acelerarse e impactarse para formar una unión metálica en menos de un segundo.
De todos los métodos de soldadura, la soldadura explosiva ofrece la gama más amplia para unir metales diferentes. Puede fusionar dos metales metalúrgicamente incompatibles en varias juntas de transición.
La soldadura explosiva se usa comúnmente para el revestimiento de superficies de placas planas grandes y es un método eficiente para fabricar placas compuestas.
15. Soldadura por fricción
La soldadura por fricción es un proceso de soldadura de estado sólido impulsado por energía mecánica. Utiliza el calor generado por la fricción mecánica entre dos superficies para lograr una conexión metálica.
El calor en la soldadura por fricción se concentra en la unión, por lo que la zona afectada por el calor es estrecha.
Se debe aplicar presión entre las dos superficies y, en la mayoría de los casos, la presión aumenta al final de la fase de calentamiento, lo que hace que el metal calentado se forje y se una por torsión. Normalmente, la superficie de la articulación no se derrite.
La soldadura por fricción ofrece una alta productividad y, en teoría, prácticamente todos los metales que pueden forjarse en caliente pueden soldarse por fricción. Esta técnica también se puede utilizar para soldar metales diferentes.
Es aplicable a piezas con un diámetro de sección circular máximo de 100 mm.
16. Soldadura ultrasónica
La soldadura ultrasónica es un método de soldadura de estado sólido que depende de la energía mecánica como fuente de energía.
Durante el proceso, la pieza sometida a una presión estática relativamente baja se somete a vibraciones de alta frecuencia producidas por el poste acústico. Esto induce una intensa fricción en la superficie de la junta, calentándola a la temperatura de soldadura y formando una unión.
La soldadura ultrasónica se puede utilizar para unir la mayoría de materiales metálicos, facilitando la soldadura de metales, metales disímiles y la unión entre metales y no metales.
Este método es adecuado para la producción repetitiva de alambres, láminas o láminas metálicas delgadas de menos de 2-3 mm de espesor.
17. Soldadura por difusión
La soldadura por difusión normalmente utiliza calor indirecto como fuente de energía para la soldadura en fase sólida. Suele realizarse al vacío o en atmósfera protectora.
Durante el proceso de soldadura, las superficies de las dos piezas a soldar se ponen en contacto a altas temperaturas y una presión sustancial, y se mantienen allí durante un cierto período de tiempo para lograr distancias interatómicas. La difusión atómica posterior da como resultado la unión.
Antes de soldar, no solo es necesario limpiar la superficie de la pieza de trabajo de óxidos y otras impurezas, sino que la rugosidad de la superficie también debe estar por debajo de cierto valor para garantizar la calidad de la soldadura.
La soldadura por difusión prácticamente no tiene efectos nocivos sobre las propiedades de los materiales a unir.
Puede utilizarse para soldar una amplia gama de metales homogéneos y heterogéneos, así como algunos materiales no metálicos como la cerámica.
Además, la soldadura por difusión es capaz de unir estructuras y componentes complejos con diferencias significativas de espesor.
