Clasificacion de soldaduras mas utilizadas en la automocion

La soldadura es un proceso de unión entre metales por la acción del calor, con o sin aportación de material metálico nuevo, dando continuidad a los elementos unidos.

Clasificación de los tipos de soldadura

Se pueden distinguir primeramente los siguientes tipos de soldadura:

- Soldadura heterogénea: Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin metal de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser blanda o fuerte.

- Soldadura homogénea: Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o por resistencia), etc. Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas se denominan autógenas.

SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO (MIG-MAG)

En la actualidad, la soldadura eléctrica resulta indispensable para un gran número de industrias. Es un sistema de reducido coste, de fácil y rápida utilización, resultados perfectos y aplicables a toda clase de metales. Puede ser muy variado el proceso.

El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la fusión de los bordes que se desea soldar mediante el calor intenso desarrollado por un arco eléctrico. Los bordes en fusión de las piezas y el material fundido que se separa del electrodo se mezclan íntimamente, formando, al enfriarse, una pieza única, resistente y homogénea.

Al ponerse en contacto los polos opuestos de un generador se establece una corriente eléctrica de gran intensidad. Si se suministra la intensidad necesaria, la sección de contacto entre ambos polos -por ser la de mayor resistencia eléctrica- se pone incandescente. Esto puede provocar la ionización de la atmósfera que rodea a la zona de contacto y que el aire se vuelva conductor, de modo que al separar los polos el paso de corriente eléctrica se mantenga de uno a otro a través del aire.

DESCRIPCION DEL PROCESO

El soldeo por arco eléctrico con protección de gas, es un proceso de soldeo en el cual el calor necesario es generado por un arco que se establece entre un electrodo consumible y el metal que se va a soldar.

Un alambre macizo, desnudo, que se alimenta de forma continua automáticamente y se convierte en el metal depositado según se consume, realiza la función de electrodo.

El electrodo, arco, metal fundido y zonas adyacentes del metal base, quedan protegidas de la contaminación de los gases atmosféricos mediante una corriente de gas que se aporta por la tobera de la pistola, concéntricamente al alambre / electrodo.

 

PROCESO

El proceso MIG / MAG se puede utilizar para el soldeo de todos los materiales (Aceros al carbono, Inoxidables, Aluminio.....)

El electrodo es continuo, lo que aumenta la productividad por no tener que cambiar de electrodo y la tasa de deposición es elevada. Se pueden conseguir velocidades de soldeo mucho más elevadas que con electrodos revestidos.

Se trata un proceso de fácil aplicación que nos permite el soldeo en cualquier posición. Se pueden realizar soldaduras largas sin empalmes entre cordones. No se requiere eliminar ninguna escoria, puesto que no existe.

Por otro lado, se trata de un equipo más costoso, de mayores dimensiones y que requiere instalación de gas lo que hace que se restringa su uso a espacios industriales interiores.

SOLDADURA POR PUNTOS DE RESISTENCIA

Se basa en el efecto Joule, es decir, en aprovechar el calor generado cuando una corriente eléctrica atraviesa una resistencia que colocamos en la zona de unión de dos superficies de metal para fundir el material.

Se utiliza para soldar chapas de metal solapadas, de hasta 5 mm de espesor.

Dos electrodos aprietan las chapas de metal y se hace pasar una corriente, de elevado valor, a su través, lo que proporciona el calor suficiente para fundir el material.

Presenta indiscutibles ventajas: uso eficiente de la energía, escasa deformación de las piezas, elevados ritmos de producción, fácil automatización, no necesita material de aportación y aunque la fuerza en la unión es inferior que con otros métodos de soldadura, está especialmente indicada en la industria del automóvil.

Un coche actual lleva varios miles de puntos de soldadura ejecutados por robots soldadores.

SOLDADURA AL ARCO ELÉCTRICO SMAW

 

Este tipo de soldadura es uno de los procesos de unión de metales más antiguos que existe, su inicio data de los años 90 de siglo XVIII. En la que se utilizaba un electrodo de carbón para producir el arco eléctrico, pero no es sino hasta 1907, cuando el fundador de ESAB,

Oscar Kjellber, desarrolla el método de soldadura con electrodo recubierto, también conocido como método SMAW (Shielded Metal Arc Welding).

Fue el primer método aplicado con grandes resultados, no solo de orden técnico, sino también de orden económico, ya que este proceso permitió el desarrollo de procesos de fabricación mucho más eficaces, y que hasta hoy en día solamente han sido superados por modernas aplicaciones, pero que siguen basándose en el concepto básico de la soldadura al arco con electrodo auto protegido.

Consiste en la utilización de un electro con un determinado recubrimiento, según sea las características específicas, y que describiremos brevemente enseguida. A través del mismo se hace circular un determinado tipo de corriente eléctrica, ya sea esta de tipo alterna o continua. Se establece un corto circuito entre el electrodo y el material base que se desea soldar o unir, este arco eléctrico puede alcanzar temperaturas del orden de los 5500ºC, depositándose el núcleo del electrodo fundido al material que se está soldando, de paso se genera mediante la combustión del recubrimiento, una atmosfera que permite la protección del proceso, esta protección se circunscribe a evitar la penetración de humedad y posibles elementos contaminantes. También se produce una escoria que recubre el cordón de soldadura generado.

El material de aportación se obtiene por la fusión del electrodo en forma de pequeñas gotas. La protección se obtiene por la descomposición del revestimiento en forma de gases y en forma de escoria líquida que flota sobre el baño de fusión y, posteriormente, solidifica.

El equipo es relativamente sencillo, y se compone básicamente de una fuente de poder, porta electrodo, y cable de fuerza.

 

El soldeo por arco con electrodos revestidos es uno de los procesos de mayor utilización debido a su gran versatilidad y posibilidades de utilización.

El proceso es aplicable a aceros al carbono, aceros aleados, inoxidables, fundiciones y metales no férreos como aluminio, cobre, níquel y sus aleaciones.

Los sectores de mayor aplicación son la construcción, montajes, mantenimientos industriales, trabajos de campo y usos particulares.

El elemento fundamental de este proceso es el electrodo, que establece el arco, protege el baño de fusión y que, al consumirse, produce la aportación de material que, unido al material fundido del metal base, va a constituir la soldadura.

Los electrodos tienen diámetros normalizados, siendo los más comunes los de 1,6mm; 2,0mm; 2,5mm; 3,25mm; 4,0mm; 5mm;...

SOLDADURA TIG (Tungsten Inert Gas)

Caracterizada por la utilización de un electrodo permanente de tungsteno. El punto de fusión del tungsteno es muy elevado (3410 ºC) y se trabaja en presencia de atmósferas inertes, generalmente gas argón o helio, el electrodo apenas sufre desgaste tras usos prolongados.

DESCRIPCION

El proceso de soldadura por arco bajo con gas protector, un protector con un electrodo no consumible, también llamado TIG (Tungsten Inert Gas), utiliza un arco eléctrico como fuente de energía y esta se establece entre el electrodo no consumible y la pieza real que se está soldando, mientras un gas inerte protege el baño de fusión. Cuando se utiliza material de relleno, que se suministra por medio de barras como en la soldadura de oxiacetilénico.

Durante este proceso, la antorcha TIG se debe conectar al polo negativo (-) y el clip de tierra debe ser conectado al polo positivo (+).

PROCESO

 

El proceso TIG se puede utilizar para el soldeo de todos los materiales, incluidos el aluminio el magnesio y los materiales sensibles a la oxidación como el titanio.

Se trata de un proceso mayoritariamente manual con tasa de deposición menor comparado con otros procesos por lo que es utilizado para aplicaciones donde se precisa un acabado visualmente perfecto.

La posibilidad de soldar un material u otro, dependerá de las características del equipo de que dispongamos. El proceso TIG puede utilizarse tanto con corriente continua (DC) como con corriente alterna (AC). La elección de la clase de corriente y polaridad se hará en función del material a soldar.

TIPO DE CORRIENTE

-          TIG corriente continua (DC)

-          TIG corriente alterna (AC)

SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES (usado en fábricas)

La soldadura con haz de electrones (EBW) es un proceso de soldadura dura por fusión en el cual el calentamiento para el proceso se proporciona mediante una corriente muy concentrada, de alta intensidad, que choca contra la superficie de trabajo. El equipo es similar al que se usa en el maquinado con haz de electrones. La pistola de haz de electrones opera a alto voltaje para acelerar los electrones y las corrientes del haz son bajas.

En la actualidad la tecnología ha avanzado y algunas operaciones se ejecutan sin vacio. Pueden distinguirse tres categorías:

-          Soldadura al alto vacio: en la cual la soldadura se realiza en el mismo vacio que se usa para la generación de haz.

-          Soldadura al medio vacío: en la cual la operación se ejecuta en una cámara separada donde solo se obtiene un vacio parcial.

-          Soldadura sin vacio: en la cual la soldadura se realiza a presión atmosférica normal o casi normal.

Soldadura por rayo, es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obteniéndosela correspondiente unión entre los elementos involucrados. En la soldadura láser comúnmente no existe aportación de ningún material externo y la soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre estos puntos.

 

Robot realizando una soldadura

Mediante espejos se focaliza toda la energía del láser en una zona muy reducida del material. Cuando se llega a la temperatura de fusión, se produce la ionización de la mezcla entre el material vaporizado y el gas protector (formación de plasma). La capacidad de absorción energética del plasma es mayor incluso que la del material fundido, por lo que prácticamente toda la energía del láser se transmite directamente y sin pérdidas al material a soldar.

La alta presión y alta temperatura causadas por la absorción de energía del plasma, continúa mientras se produce el movimiento del cabezal arrastrando la "gota" de plasma rodeada con material fundido a lo largo de todo el cordón de soldadura.

De ésta manera se consigue un cordón homogéneo y dirigido a una pequeña área de la pieza a soldar, con lo que se reduce el calor aplicado a la soldadura reduciendo así las posibilidades de alterar propiedades químicas o físicas de los materiales soldados.

Dependiendo de la aplicación de la soldadura, el láser de la misma puede ser amplificado en una mezcla de itrio, aluminio, granate y neodimio, si se requiere un láser de baja potencia, o el amplificado por gas como el dióxido de carbono, con potencias superiores a los 10 kilowatios y que por tanto son empleados en soldaduras convencionales.