Definición de Soldadura

Se entiende por soldadura a la unión metalúrgica de dos piezas metálicas mediante la aplicación de calor, presión, o presión y calor conjuntamente, con o sin metal de aporte, para producir una unión localizada por fusión o recristalización en la interfaz.

La unión metalúrgica es la continuación de la red cristalina a través de las superficies de contacto de las dos piezas, por medio de la unión entre los átomos periféricos de las mismas.

Procesos de Soldadura

Los distintos procesos de soldadura se pueden clasificar en función del estado (líquido o sólido) en que se encuentra el material cercano a los bordes en el momento en que se efectúa la unión metalúrgica. Esto da origen a tres grandes grupos:

En Fase Sólida

Puede implicar un calentamiento de las piezas a unir, sin llegar a la fusión, aplicando posteriormente una presión adecuada que dé lugar a la unión metalúrgica (forja). También puede aplicarse la presión en frío, sin calentamiento previo (colaminación).

En Fase Líquida

Los bordes a unir se llevan a temperatura de fusión, incorporándose, eventualmente, material de aporte, también en estado líquido, generado por el electrodo utilizado, llamado, en general, consumible para soldadura eléctrica. Al solidificar se obtiene la unión metalúrgica.

En Fase Sólido – Líquida

Se aplica energía en forma de calor, que eleva la temperatura de las piezas a unir, sin llegar a fundirlas, aportándose luego un material que funde a esa temperatura. Este material de aporte, de menor punto de fusión, se difunde por capilaridad llenando la junta y, al enfriar, se obtiene la unión. Este proceso se conoce comúnmente como soldadura fuerte (*brazing*) o soldadura blanda (*soldering*), dependiendo de la temperatura de fusión del material de aporte.

Tipos de Soldaduras

Soldadura Oxiacetilénica

La soldadura fuerte, conocida en inglés como brazing, es un proceso de unión térmica en el que un metal de aporte se calienta hasta su fusión, fluyendo por capilaridad entre la holgura que existe entre los materiales a soldar y uniendo sus superficies por atracción atómica y mediante difusión.

El material de aporte tiene un punto de fusión por encima de los 450ºC, pero siempre por debajo del punto de fusión de los componentes que va a unir. En el caso de que el punto de fusión esté por debajo de los 450ºC, se conoce como soldadura blanda.

Una característica notable de esta técnica es su capacidad para unir materiales disimilares y componentes con masas y tamaños distintos.

Características de los Elementos de la Soldadura Oxiacetilénica

Además de las dos botellas móviles que contienen el combustible (acetileno) y el comburente (oxígeno), los elementos principales que intervienen en el proceso de soldadura oxiacetilénica son:

• Manorreductores
• Soplete
• Válvulas antirretroceso
• Mangueras

Regulación de la Llama Oxiacetilénica

La llama se caracteriza por tener dos zonas bien delimitadas: el cono o dardo, de color blanco deslumbrante, donde se produce la combustión primaria del oxígeno y acetileno; y el penacho, que es donde se produce la combustión secundaria con el oxígeno del aire de los productos parcialmente quemados.

La zona de mayor temperatura (hasta 3200ºC) es aquella que está inmediatamente delante del dardo, y en el soldeo oxiacetilénico es la que se utiliza.

Técnica Operativa

La soldadura fuerte de los aceros inoxidables requiere de una llama ligeramente reductora o casi neutra con el fin de reducir la oxidación en las superficies de los materiales base durante el calentamiento. Para evitar el sobrecalentamiento o inclusive la fusión del metal base, se utilizará la zona exterior de la llama y no las zonas cercanas al cono interno o dardo, manteniendo el soplete en continuo movimiento para evitar puntos calientes.

Las piezas que forman la unión deben ser calentadas uniformemente para que alcancen la temperatura de soldeo al mismo tiempo. La antorcha debe estar en continuo movimiento para evitar sobrecalentamiento.

Descripción de Componentes Clave

Manorreductores

Los manorreductores pueden ser de uno o dos grados de reducción en función del tipo de palanca o membrana. Su función es transformar la alta presión de la botella de gas (ej. 150 atm) a la presión de trabajo requerida (de 0,1 a 10 atm), manteniéndola constante. Están situados entre las botellas y los sopletes.

Soplete

Es el elemento de la instalación que efectúa la mezcla de gases. Pueden ser de alta presión, en el que la presión de ambos gases es la misma, o de baja presión (tipo inyector), en el que el oxígeno (comburente) tiene una presión mayor que el acetileno (combustible) para arrastrarlo. Las partes principales del soplete son las dos conexiones con las mangueras, dos llaves de regulación, el inyector (en su caso), la cámara de mezcla y la boquilla.

Válvulas Antirretroceso

Son dispositivos de seguridad instalados en las conducciones (normalmente cerca del soplete y/o de los manorreductores) que sólo permiten el paso de gas en un sentido, impidiendo, por tanto, que la llama pueda retroceder hacia las mangueras o las botellas. Están formadas por una envolvente, un cuerpo metálico, una válvula de retención y, a menudo, un elemento sinterizado apagallamas y una válvula de seguridad contra sobrepresiones.