| GENERALIDADES
Soldadura, en ingeniería, procedimiento por el cual dos o más
piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión,
o una combinación de ambos, con o sin al aporte de otro metal, llamado
metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior
a la de las piezas que han de soldarse. La mayor parte de procesos de soldadura
se pueden separar en dos categorías: soldadura por presión,
que se realiza sin la aportación de otro material mediante la aplicación
de la presión suficiente y normalmente ayudada con calor, y soldadura
por fusión, realizada mediante la aplicación de calor a las
superficies, que se funden en la zona de contacto, con o sin aportación
de otro metal. En cuanto a la utilización de metal de aportación
se distingue entre soldadura ordinaria y soldadura autógena. Esta
última se realiza sin añadir ningún material. La soldadura
ordinaria o de aleación se lleva a cabo añadiendo un metal
de aportación que se funde y adhiere a las piezas base, por lo que
realmente éstas no participan por fusión en la soldadura.
Se distingue también entre soldadura blanda y soldadura dura, según
sea la temperatura de fusión del metal de aportación empleado;
la soldadura blanda utiliza metales de aportación cuyo punto de
fusión es inferior a los 450 ºC, y la dura metales con temperaturas
superiores.
Gracias al desarrollo de nuevas técnicas durante la primera
mitad del siglo XX, la soldadura sustituyó al atornillado y al remachado
en la construcción de muchas estructuras, como puentes, edificios
y barcos. Es una técnica fundamental en la industria del motor,
en la aeroespacial, en la fabricación de maquinaria y en la de cualquier
producto hecho con metales.
El tipo de soldadura más adecuado para unir dos piezas de metal
depende de las propiedades físicas de los metales, de la utilización
a la que está destinada la pieza y de las instalaciones disponibles.
Los procesos de soldadura se clasifican según las fuentes de presión
y calor utilizadas.
El procedimiento de soldadura por presión original es el de
soldadura de fragua, practicado durante siglos por herreros y artesanos.
Los metales se calientan en un horno y se unen a golpes de martillo. Esta
técnica se utiliza cada vez menos en la industria moderna.
Soldadura ordinaria o de aleación
Método utilizado para unir metales con aleaciones metálicas
que se funden a temperaturas relativamente bajas. Se suele diferenciar
entre soldaduras duras y blandas, según el punto de fusión
y resistencia de la aleación utilizada. Los metales de aportación
de las soldaduras blandas son aleaciones de plomo y estaño y, en
ocasiones, pequeñas cantidades de bismuto. En las soldaduras duras
se emplean aleaciones de plata, cobre y cinc (soldadura de plata) o de
cobre y cinc (latonsoldadura).
Para unir dos piezas de metal con aleación, primero hay que
limpiar su superficie mecánicamente y recubrirla con una capa de
fundente, por lo general resina o bórax. Esta limpieza química
ayuda a que las piezas se unan con más fuerza, ya que elimina el
óxido de los metales. A continuación se calientan las superficies
con un soldador o soplete, y cuando alcanzan la temperatura de fusión
del metal de aportación se aplica éste, que corre libremente
y se endurece cuando se enfría. En el proceso llamado de resudación
se aplica el metal de aportación a las piezas por separado, después
se colocan juntas y se calientan. En los procesos industriales se suelen
emplear hornos para calentar las piezas.
Este tipo de soldadura lo practicaban ya, hace más de 2.000
años, los fenicios y los chinos. En el siglo I d.C., Plinio habla
de la soldadura con estaño como procedimiento habitual de los artesanos
en la elaboración de ornamentos con metales preciosos; en el siglo
XV se conoce la utilización del bórax como fundente.
Soldadura por fusión
Agrupa muchos procedimientos de soldadura en los que tiene lugar una
fusión entre los metales a unir, con o sin la aportación
de un metal, por lo general sin aplicar presión y a temperaturas
superiores a las que se trabaja en las soldaduras ordinarias. Hay muchos
procedimientos, entre los que destacan la soldadura por gas, la soldadura
por arco y la aluminotérmica. Otras más específicas
son la soldadura por haz de partículas, que se realiza en el vacío
mediante un haz de electrones o de iones, y la soldadura por haz luminoso,
que suele emplear un rayo láser como fuente de energía.
Soldadura por gas
La soldadura por gas o con soplete utiliza el calor de la combustión
de un gas o una mezcla gaseosa, que se aplica a las superficies de las
piezas y a la varilla de metal de aportación. Este sistema tiene
la ventaja de ser portátil ya que no necesita conectarse a la corriente
eléctrica. Según la mezcla gaseosa utilizada se distingue
entre soldadura oxiacetilénica (oxígeno/acetileno) y oxihídrica
(oxígeno/hidrógeno), entre otras.
Soldadura por arco
Los procedimientos de soldadura por arco son los más utilizados,
sobre todo para soldar acero, y requieren corriente eléctrica. Esta
corriente se utiliza para crear un arco eléctrico entre uno o varios
electrodos aplicados a la pieza, lo que genera el calor suficiente para
fundir el metal y crear la unión.
La soldadura por arco tiene ciertas ventajas con respecto a otros métodos.
Es más rápida debido a la alta concentración de calor
que se genera y por lo tanto produce menos distorsión en la unión.
En algunos casos se utilizan electrodos fusibles, que son los metales de
aportación, en forma de varillas recubiertas de fundente o desnudas;
en otros casos se utiliza un electrodo refractario de volframio y el metal
de aportación se añade aparte. Los procedimientos más
importantes de soldadura por arco son con electrodo recubierto, con protección
gaseosa y con fundente en polvo.
Soldadura por arco con electrodo recubierto
En este tipo de soldadura el electrodo metálico, que es conductor
de electricidad, está recubierto de fundente y conectado a la fuente
de corriente. El metal a soldar está conectado al otro borne de
la fuente eléctrica. Al tocar con la punta del electrodo la pieza
de metal se forma el arco eléctrico. El intenso calor del arco funde
las dos partes a unir y la punta del electrodo, que constituye el metal
de aportación. Este procedimiento, desarrollado a principios del
siglo XX, se utiliza sobre todo para soldar acero.
Soldadura por arco con protección gaseosa
Es la que utiliza un gas para proteger la fusión del aire de
la atmósfera. Según la naturaleza del gas utilizado se distingue
entre soldadura MIG, si utiliza gas inerte, y soldadura MAG si utiliza
un gas activo. Los gases inertes utilizados como protección suelen
ser argón y helio; los gases activos suelen ser mezclas con dióxido
de carbono. En ambos casos el electrodo, una varilla desnuda o recubierta
con fundente, se funde para rellenar la unión.
Otro tipo de soldadura con protección gaseosa es la soldadura
TIG, que utiliza un gas inerte para proteger los metales del oxígeno,
como la MIG, pero se diferencia en que el electrodo no es fusible; se utiliza
una varilla refractaria de volframio. El metal de aportación puede
suministrarse acercando una varilla desnuda al electrodo.
Soldadura por arco con fundente en polvo
Este procedimiento, en vez de utilizar un gas o el recubrimiento fundente
del electrodo para proteger la unión del aire, usa un baño
de material fundente en polvo donde se sumergen las piezas a soldar. Se
pueden emplear varios electrodos de alambre desnudo y el polvo sobrante
se utiliza de nuevo, por lo que es un procedimiento muy eficaz.
Soldadura aluminotérmica
El calor necesario para este tipo de soldadura se obtiene de la reacción
química de una mezcla de óxido de hierro con partículas
de aluminio muy finas. El metal líquido resultante constituye el
metal de aportación. Se emplea para soldar roturas y cortes en piezas
pesadas de hierro y acero, y es el método utilizado para soldar
los raíles o rieles de los trenes.
Soldadura por presión
Agrupa todos los procesos de soldadura en los que se aplica presión
sin aportación de metales para realizar la unión. Algunos
métodos coinciden con los de fusión, como la soldadura con
gases por presión, donde se calientan las piezas con una llama,
pero difieren en que la unión se hace por presión y sin añadir
ningún metal. El procedimiento más utilizado es el de soldadura
por resistencia; otros son la soldadura por fragua (descrita más
arriba), la soldadura por fricción y otros métodos más
recientes como la soldadura por ultrasonidos.
Soldadura por resistencia
Se realiza por el calentamiento que experimentan los metales debido
a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica (efecto Joule).
Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas, se colocan juntas
a presión y se hace pasar por ellas una fuerte corriente eléctrica
durante un instante. La zona de unión de las dos piezas, como es
la que mayor resistencia eléctrica ofrece, se calienta y funde los
metales. Este procedimiento se utiliza mucho en la industria para la fabricación
de láminas y alambres de metal, y se adapta muy bien a la automatización.
Soldadura de arco
La soldadura de arco aprovecha el intenso calor que produce un arco
voltaico. El arco se forma cuando fluye una corriente entre dos electrodos
separados. La corriente atraviesa el aire —u otro gas— situado entre los
electrodos, y produce luz y calor. Una pantalla protectora permite al soldador
observar el proceso sin sufrir daños en la vista.

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