Visión general de los procesos de soldadura habituales
En la industria manufacturera moderna, los procesos de soldadura desempeñan un papel decisivo en la fabricación de productos metálicos. Ya sea en la industria aeroespacial, la ingeniería mecánica o la automovilística, sin las tecnologías de soldadura, un gran número de diseños y componentes no serían realizables. Por ello, en esta entrada del blog veremos los distintos procesos de soldadura, cómo funcionan y sus ámbitos de aplicación. Infórmate sobre el fascinante mundo de la soldadura y su importancia para la industria moderna.
Qué es la soldadura:
Todos los travesaños de soldadura se utilizan para unir piezas de forma permanente aplicando calor o presión. Esto puede hacerse con o sin el uso de materiales de relleno. Aunque actualmente también se denomina «soldadura» a los procesos y técnicas de unión de materiales plásticos y compuestos, aquí nos limitaremos a la soldadura en su significado original de técnica de unión de metales y aleaciones.
¿Qué procesos de soldadura existen?
Dependiendo de si la energía necesaria para soldar se genera por aporte de calor directo o indirecto, o principalmente por presión, se distingue entre procesos de soldadura por fusión y procesos de unión por presión. Dentro de estas categorías hay
Proceso de soldadura por fusión
En la soldadura por fusión, se introduce calor en la aleación a soldar para calentarla por encima del punto de fusión. Esto hace que el material se licúe. El enfriamiento posterior crea una unión permanente.
Soldadura por arco
En los procesos de soldadura por arco, el calor necesario para soldar se genera mediante un arco eléctrico. Esto puede hacerse de distintas formas, como muestran las siguientes explicaciones:
Soldadura TIG
Soldadura TIG en general:
- Soldadura TIG significa soldadura con gas inerte de wolframio con un electrodo de wolframio no consumible. También es posible trabajar con materiales de relleno.
- Todos los metales y aleaciones que suelen ser aptos para la soldadura por fusión son adecuados para este proceso. Dependiendo de la aleación y del proceso de soldadura, la soldabilidad oscila entre no soldable, condicionalmente soldable y muy apta para la soldadura. Hay soldadoras que funcionan con corriente continua (por ejemplo, para diversos aceros, metales preciosos y no férricos), otras con corriente alterna (por ejemplo, para aleaciones de aluminio soldables y otros metales ligeros). También hay soldadoras que utilizan tanto corriente continua como alterna y pueden alternar entre ambos procesos en función de la aleación y el ajuste.
- Aunque las unidades de soldadura por micropulsos Lampert funcionan exclusivamente con corriente continua, el uso de curvas de soldadura especiales con superposiciones de alta frecuencia puede permitir, en ciertos casos, procesar metales ligeros (por ejemplo, algunas aleaciones de aluminio) para los que, de otro modo, se necesitaría una fuente de corriente alterna.
- Lo más habitual es utilizar argón, nitrógeno o helio como gases de protección, o diferentes mezclas de gases según la aplicación, y hay soldadoras que funcionan con ignición de contacto, otras con ignición de alta frecuencia.
En general, la soldadura TIG es un proceso de soldadura probado que se utiliza desde hace décadas en muchos sectores industriales diferentes (soldadura en la industria aeroespacial, construcción de reactores, construcción de plantas, automoción y proveedores para la industria del automóvil, ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica, tecnología médica y muchos más).
Proceso de soldadura Lampert patentado como variante de la soldadura TIG clásica(Enlace)
- Las unidades de soldadura Lampert permiten la soldadura TIG mediante pulsos de soldadura individuales y muy cortos, la duración del pulso se puede seleccionar libremente en pequeños pasos entre 0,1 y 34 milisegundos.
A diferencia de la soldadura con arco fijo (permanente), el desarrollo de calor con una unidad de soldadura fina Lampert es significativamente menor. Esto significa que se pueden soldar de forma estable grosores mínimos de material de hasta 0,1 mm, pero también hasta un máximo de varios milímetros, en función de los parámetros seleccionados para la duración del impulso y la intensidad de la corriente. - La capacidad de trabajar de forma fiable en estos espesores bajos de material o en zonas muy sensibles al calor, al tiempo que se pueden realizar soldaduras muy finas y controladas en objetos muy grandes, son las principales características distintivas respecto a las máquinas de soldadura TIG clásicas.
- El proceso de soldadura del principio de soldadura Lampert en detalle:
En cuanto la punta del electrodo de wolframio, que está sujeta en una pieza de mano de soldadura, toca el punto que hay que soldar, se abre una válvula eléctrica de la máquina de soldar y sale gas de protección (normalmente argón 4,6) por la boquilla de la pieza de mano para proteger el electrodo de soldadura y el punto de soldadura del aire ambiente. A continuación, el impulso eléctrico (arco) se enciende automáticamente (encendido por contacto) y el electrodo (disponible en diámetros de 0,6 mm a 1,3 mm) es arrastrado brevemente hacia el interior de la pieza de mano por un imán elevador unos dos milímetros. El impulso eléctrico (arco) se extrae del punto de contacto, permanece activo durante una duración preseleccionada en milisegundos con una corriente de soldadura preseleccionada y genera así un punto de soldadura con la intensidad deseada. Una vez finalizada la soldadura, el flujo de gas protector se detiene automáticamente y el electrodo vuelve a su posición original. - Al soldar, las varillas de soldadura pueden utilizarse en cualquier momento como material de unión y conexión.
- Los equipos de soldadura Lampert se utilizan en la industria, la investigación y el desarrollo, en la construcción de prototipos, la producción en serie, en aplicaciones (parcialmente) automatizadas, por orfebres, plateros, relojeros, protésicos dentales, ortodoncistas, modelistas, en el campo de la restauración y en otras muchas aplicaciones.
Soldadura MIG (soldadura con gas inerte metálico)
Se trata de un proceso de soldadura por arco en el que el electrodo de soldadura consiste en un hilo de soldadura en rollo, que se acciona eléctricamente a una velocidad de avance seleccionable y se aplica directamente a la pieza de trabajo como material de aportación mediante una pieza de mano de soldadura (manguera, soplete o antorcha).
Esto tiene lugar en una atmósfera de gas inerte (por ejemplo, argón o helio). El proceso de soldadura MIG se utiliza frecuentemente para soldar, por ejemplo. de aceros de alta aleación, aleaciones de aluminio y cobre.
Soldadura MAG (soldadura con gas activo metálico)
El principio funcional de la soldadura MAG es el mismo que el de la soldadura MIG, pero en lugar de utilizar gas de protección puro, se emplean gases mezclados de CO2 o argón/CO2, que pueden utilizarse (activamente) para influir en las propiedades metalúrgicas del cordón de soldadura, un proceso de soldadura popular para aceros sin aleación, de baja aleación y de alta aleación, por ejemplo.
Soldadura por plasma
A diferencia de la soldadura por arco convencional, la soldadura por plasma utiliza un arco eléctrico que se guía a través de un canal de plasma hecho de gas ionizado. Este canal de plasma genera una densidad de energía extremadamente alta, que permite soldar con precisión y limpieza incluso materiales de paredes finas.
Cómo funciona el proceso de soldadura por plasma:
Encendido del arco: se enciende un arco eléctrico entre el cátodo de wolframio y la pieza.
Generación de gas plasma: Se introduce en el arco un gas inerte, como argón o helio. Este gas se ioniza por el elevado calor del arco y forma un plasma.
Concentración del plasma: El chorro de plasma se enfoca sobre la pieza a través de una tobera.
Proceso de soldadura: La alta densidad de energía del plasma funde el material de la pieza, permitiendo una soldadura precisa y eficaz.
Soldadura por arco manual
La soldadura por arco manual consiste en soldar con un electrodo de varilla que, a la vez que funde la pieza, se quema durante el proceso de soldadura como material de aportación y se deposita así sobre la pieza.
Este proceso de soldadura puede realizarse con corriente continua o alterna.
Dependiendo de la aplicación, los electrodos de varilla utilizados están disponibles en diferentes diámetros, diseños y con distintos revestimientos para proteger el metal de soldadura de la oxidación y la fragilización del material durante la soldadura.
Soldadura láser: un proceso de soldadura moderno
El principio de la soldadura láser difiere fundamentalmente de los procesos de soldadura enumerados anteriormente.
Los láseres (amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación) funcionan con un haz de luz focalizado con una densidad de energía muy alta como fuente de energía para la fusión selectiva de piezas de trabajo de una gran variedad de aleaciones.
El proceso de soldadura suele llevarse a cabo en una cámara de trabajo cerrada para protegerse de las peligrosas radiaciones láser y difusa.
También se recomienda el uso de gas de protección (por ejemplo, argón) para la soldadura láser, sobre todo al procesar acero inoxidable, cromo-cobalto o aleaciones de titanio.
Puede utilizarse con o sin materiales de aportación en forma de varillas de soldadura láser .
Al igual que en la soldadura con equipos de soldadura Lampert, la zona afectada por el calor durante la soldadura es muy pequeña debido a los pulsos de soldadura cortos individuales y se pueden soldar zonas muy finas y sensibles al calor.
Los láseres son ideales para aplicaciones de soldadura totalmente automatizadas con una frecuencia muy alta de secuencias de puntos de soldadura, ya que los resultados pueden reproducirse rápida y permanentemente con los mismos parámetros.
Los láseres suelen ser mucho más caros de adquirir que las soldadoras TIG u otras soldadoras de arco y requieren mantenimiento a intervalos regulares. En Alemania, como en muchos otros países, también debe designarse in situ a un responsable de seguridad láser con la formación adecuada.
Soldadura autógena (soldadura por fusión con gas)
En la oxicorte, la soldadura se realiza con un soplete y una llama abierta, que en la mayoría de los casos se genera con el gas combustible acetileno (también son posibles otros gases combustibles) y oxígeno mezclado individualmente. Las proporciones de esta mezcla pueden variar según la aplicación y el material utilizado. También en este caso pueden utilizarse consumibles de soldadura en forma de varillas.
La llama sola puede utilizarse independientemente de una fuente de alimentación externa. Esto hace que la soldadura por oxicorte sea la variante más rentable de los procesos mencionados hasta ahora, pero puede tener la desventaja de una zona afectada por el calor significativamente mayor, lo que significa que cabe esperar una mayor distorsión.
Unión a presión - proceso de soldadura
Soldadura por fricción
La soldadura por fricción es un proceso de unión térmica en el que dos piezas se unen por fricción y el calor generado. A diferencia de otros procesos de soldadura, como la soldadura eléctrica o la soldadura láser, la soldadura por fricción no provoca la fusión del material. En su lugar, las superficies de las piezas se calientan y se deforman plásticamente por fricción hasta que se sueldan entre sí. Dependiendo de si sólo se ponen en movimiento relativo las dos piezas a soldar o si la energía de fricción la genera una herramienta independiente, se distingue entre la soldadura por fricción y agitación y la soldadura orbital como procesos sin herramienta, por un lado, y la soldadura por fricción y agitación con herramientas giratorias resistentes al desgaste, por otro.
Soldadura por ultrasonidos
La soldadura por ultrasonidos es un innovador proceso de soldadura que se utiliza para unir materiales termoplásticos. Se utilizan vibraciones de alta frecuencia para hacer vibrar las piezas a unir y fusionar así las moléculas en la unión.
Cómo funciona la soldadura por ultrasonidos:
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- Suministro de energía: Un generador de ultrasonidos produce vibraciones de alta frecuencia, normalmente entre 20 y 40 kHz.
- Transmisión de vibraciones: Estas vibraciones se transmiten a las piezas a unir mediante un sonotrodo de soldadura.
- Fricción y fusión: Las vibraciones provocan fricción entre las piezas, lo que genera calor y hace que los plásticos se fundan en la unión.
- Fuerza de unión: Una presión de contacto garantiza que los plásticos reblandecidos se unan bajo presión.
- Solidificación y unión: Una vez desconectadas las vibraciones, los plásticos se enfrían y solidifican, creando una unión fuerte y permanente.
Soldadura por puntos
El término soldadura por puntos se utiliza a menudo incorrectamente para el principio de soldadura Lampert, en el que se utiliza una máquina de soldadura TIG para establecer puntos de soldadura individuales uno tras otro con impulsos de arco de una duración de impulso e intensidad de corriente libremente seleccionables, creando así sucesivamente un cordón de soldadura.
Sin embargo, la soldadura por puntos es en realidad una forma de soldadura por resistencia en la que las chapas metálicas u otros componentes metálicos se suelen presionar entre sí con cierta presión y luego se sueldan. Si se aplica una determinada presión a través de dos electrodos (por ejemplo, con pinzas de soldar, dos pinzas de contacto individuales o electrodos de cobre-berilio) y se hace pasar una corriente de soldadura a través de las piezas, se crea una mayor resistencia de contacto (normalmente en el punto de contacto) y las piezas se sueldan entre sí en esos puntos.
En este proceso de soldadura, la combinación de la rugosidad superficial de las piezas, la presión de contacto y la intensidad de la corriente influye en la resistencia de la unión.
Algunas unidades de soldadura por arco Lampert utilizan esta tecnología como función especial junto con la soldadura TIG por micropulsos para fijar previamente piezas de aleaciones de baja conductividad (por ejemplo, aleaciones de CoCr, titanio o acero inoxidable) para soldarlas después con la función de soldadura TIG.
En Lampert Precision Welding , esta función se denomina soldadura por fusión.
Conclusión: La soldadura: una técnica indispensable en la metalurgia
La soldadura es algo más que una técnica, es un arte que combina precisión, versatilidad y seguridad. Ya sea en la industria, el comercio o el bricolaje, la soldadura con gas de protección permite conexiones estables y duraderas que resisten incluso los retos más difíciles. Con un poco de práctica y los conocimientos adecuados, tú también podrás sumergirte en el fascinante mundo de la soldadura al arco y pronto te convencerás de las ventajas de esta versátil tecnología.
Ponte en contacto con nosotros si quieres saber más sobre el proceso de soldadura Lampert.