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La soldadura es un método para unir piezas de un material homogéneo: plástico con plástico, metal con metal. Al soldar, las superficies de contacto se funden o se contraen firmemente. En la zona de contacto se encuentra la fusión de dos materiales en uno. El resultado es una fuerte conexión apretada de las dos superficies.

La soldadura es una combinación de piezas hechas del mismo material para formar un diseño único.

La soldadura de metal fundido se utiliza para una conexión hermética de calidad de partes críticas: elementos de tubería, carrocería de automóvil (autobús, avión), muros y puertas de metal para garajes, soportes de barras horizontales para deportes, conexión de refuerzo dentro de un muro de concreto y mucho más. ¿Qué tipos de soldadura utilizan la tecnología moderna de soldadura? ¿Cómo se realiza correctamente la soldadura de metales?

Tipos de soldadura de superficies metálicas.

La soldadura de metales puede llevarse a cabo con la fusión de las superficies de contacto o con su compresión. En este caso, los procesos de soldadura se denominan:

  • soldadura por fusión (o fusión);
  • Soldadura por deformación plástica.

Clasificación de los principales tipos de soldadura.

La unión por deformación se puede realizar con o sin precalentamiento. La deformación de superficies sin calentamiento se denomina soldadura en frío. Cuando se comprimen densamente, los átomos de diferentes materiales se encuentran cerca y forman enlaces interatómicos. Se produce conexión a la superficie.

Durante la soldadura por fusión, las superficies de unión se calientan y se funden localmente. A menudo, se utiliza un tercer material (de relleno), que funde y llena el espacio entre dos metales. Al mismo tiempo, se forman enlaces interatómicos entre el material principal y el aditivo (electrodo fundido) en el líquido fundido. Después de enfriar y solidificar se forma una soldadura sólida.

El calentamiento local de las piezas para soldadura se puede realizar mediante corriente eléctrica o gas de combustión. En consecuencia, según el método de calentamiento local, la soldadura se divide en dos tipos:

  • eléctrico (incluyendo electroslag, electrofluido, láser);
  • gas

Los nombres están determinados por la fuente de calor utilizada. La electricidad puede funcionar tanto directa como indirectamente. Con el uso directo, la energía eléctrica calienta el metal y el electrodo de relleno debido al paso de la corriente a través de él o la aparición de un arco. En el uso indirecto, varias energías obtenidas de los efectos de la electricidad funcionan: la energía de la escoria fundida a través de la cual fluye la corriente, la energía de los electrones en un campo eléctrico, el rayo láser que se produce cuando se aplica la electricidad.

Clasificación de los tipos de soldadura eléctrica.

La soldadura de superficies metálicas se puede realizar en modo manual o automático. Algunos tipos de uniones soldadas son posibles solo con el uso de la automatización (por ejemplo, electroslag o costura), otros están disponibles para dispositivos de soldadura manual.

La soldadura eléctrica está representada por dos métodos:

  • arco electrico
  • contacto electrico.

Consideremos con más detalle cómo se produce la unión de las superficies durante la soldadura por arco y por contacto.

Soldadura por arco eléctrico y electrocontacto.

Trabajo de arco electrico

Este tipo de soldadura se utiliza para calentar el calor de un arco eléctrico. El arco formado entre las superficies metálicas es un plasma. La interacción de las superficies metálicas con el plasma provoca su calentamiento y fusión.

El principio de funcionamiento de la soldadura por arco eléctrico.

La soldadura por arco eléctrico se puede realizar utilizando un electrodo consumible o un tipo no consumible (grafito, carbón, tungsteno). El electrodo de fusión es simultáneamente el agente causante del arco eléctrico y el proveedor del metal de relleno. Con un electrodo no consumible, se utiliza una varilla para excitar el arco, que no se funde. El material de relleno se introduce en la zona de soldadura por separado. Cuando el arco se quema, el aditivo se derrite y se forman los bordes de las piezas, y el baño líquido formado después de la solidificación forma una costura.

En algunos procesos tecnológicos, la conexión de superficies se produce sin la presentación del material de relleno, solo al mezclar los dos metales básicos. Así producen electrodo de tungsteno de soldadura.

Si un arco eléctrico no se quema libremente, pero es comprimido por una antorcha de plasma, y el plasma de un gas ionizado se sopla a través de él, este tipo de soldadura se llama plasma. La temperatura y la potencia de la soldadura de plasma es mayor, ya que durante la compresión del arco se alcanza una temperatura más alta de su combustión, lo que permite la soldadura de metales refractarios (niobio, molibdeno, tántalo). El gas de formación de plasma también es un medio protector para los metales que se unen.

Protección de metales fundidos y aleaciones por contacto eléctrico.

Esquema de soldadura por electrocontacto.

Si durante el arco, las superficies metálicas protegen contra la oxidación por gas o vacío, dicha unión se llama soldadura en un entorno protector. La protección es necesaria para la soldadura de metales químicamente activos (circonio, aluminio), piezas críticas hechas de aleaciones aleadas. La protección de la soldadura con otras sustancias es posible: fundente, escoria, alambre tubular. En consecuencia, a los métodos de soldadura utilizados se les dieron los nombres: soldadura por arco sumergido, soldadura por electroescuela, soldadura por vacío. Todo esto es una variación del método de arco eléctrico, que utiliza un entorno de protección diferente para evitar la oxidación del fundido, los cambios en su composición química y la pérdida de propiedades de una unión soldada.

La soldadura eléctrica utiliza el calor generado en el punto de contacto entre dos superficies a soldar. De esta manera, se realiza la soldadura por puntos: las piezas se presionan unas contra otras hasta que se tocan en varios puntos. Los puntos de contacto serán lugares de máxima resistencia y máximo calentamiento de la superficie. Debido a este calentamiento, los elementos metálicos se funden y se unen en los puntos de contacto.

Tecnología de soldadura por arco eléctrico.

El principio de conexión y funcionamiento de la soldadura por arco eléctrico.

La tecnología de soldadura de metales mediante un arco eléctrico consiste en una secuencia de acciones para organizar el trabajo de la máquina de soldadura y realizar la soldadura directamente.

La preparación consiste en instalar un inversor de soldadura, seleccionar electrodos y realizar el biselado necesario del borde (preparación de la superficie).

Después de instalar la máquina de soldar en el sitio de soldadura, el cable de contacto con la ayuda de un “cocodrilo” (diseño de terminal de conexión) se fija en una de las superficies metálicas de contacto. La máquina de soldadura está encendida y su potencia la establece el regulador de corriente. La intensidad de la corriente se rige por el tamaño del electrodo y el grosor de las piezas a soldar. Para un electrodo con un diámetro de 3 mm, la corriente debe corresponder a 80-100 A.

Si la superficie del metal está pintada u oxidada para formar una capa de óxido, debe rascarse con un cepillo metálico para garantizar un contacto adecuado en la junta.

El tipo de conexión de las superficies de contacto se determina:

  • junta a tope
  • superposición
  • angular
  • tavrovoe
  • cara

Tipos de uniones soldadas y costuras.

Consideremos con más detalle las características de la soldadura de varios tipos de uniones. La unión a tope a menudo requiere una preparación preliminar de los bordes de las superficies a soldar: los biseles se hacen a lo largo de sus bordes. Los biseles en forma de V se hacen a lo largo de los bordes de las láminas con un grosor de 5 a 15 mm, y los biseles en forma de X - en láminas con un grosor de más de 15 mm. La eliminación del borde en forma de V en la unión de las superficies permite obtener un rebaje, que se utiliza para la soldadura. Los bordes en forma de X sugieren la presencia de ranuras y soldaduras en ambos lados de la unión.

Las esquinas y las uniones en T también se pueden hacer con bordes biselados (con superficie de corte) o sin biselados y cortes (según el grosor de la sección soldada).

Las conexiones en forma de T y angulares le permiten conectar partes de diferentes espesores. La posición del electrodo debe ser más vertical a la superficie, que tiene un mayor grosor.

Electrodos para soldadura: tipos y selección.

El electrodo para soldadura es una varilla metálica recubierta con un revestimiento. La composición de revestimiento está diseñada para proteger el metal de soldadura del desgaste durante la oxidación. El flujo desplaza el oxígeno del metal fundido, lo que evita la oxidación, y libera gas protector, que también evita la oxidación. La composición del recubrimiento incluye los siguientes componentes:

Esquema de electrodos para soldadura: 1 - varilla; 2 - sección de transición; 3 - revestimiento; 4-pin extremo sin recubrimiento; L es la longitud del electrodo; D es el diámetro del recubrimiento; d es el diámetro nominal de la varilla; l es la longitud del extremo pelado

  • estabilizadores de ignición y combustión (potasio, sodio, calcio);
  • protección de formación de escoria (spar, sílice);
  • Generador de gases (harina de madera y almidón);
  • compuestos de refinación (para la eliminación y la unión de azufre y fósforo, impurezas perjudiciales para el metal de soldadura);
  • elementos de aleación (si la costura requiere propiedades especiales);
  • ligantes (vidrio líquido).

Los electrodos disponibles comercialmente tienen un diámetro de 2.5 a 12 mm, para la soldadura manual, los electrodos de 3 mm son los más utilizados.

La elección del diámetro del electrodo está determinada por el grosor de las superficies que se sueldan, la profundidad de penetración requerida. Hay tablas que proporcionan los valores recomendados para los diámetros de los electrodos, dependiendo del grosor de las superficies que se están fundiendo. Debe saber que es posible una pequeña disminución en el diámetro del electrodo, mientras aumenta el tiempo para realizar el proceso. El electrodo de menor diámetro permite controlar mejor el proceso, lo que es importante para un soldador novato. Un electrodo más delgado se puede mover más lentamente, lo que es importante en el proceso de aprendizaje.

Características de la soldadura por arco: definición y significado.

Antes de soldar, se determinan las características óptimas del proceso de soldadura:

Tabla de selección de corriente para soldadura.

  1. Resistencia actual (ajustable en la máquina de soldar). La corriente está determinada por el diámetro del electrodo y el material de su revestimiento, la ubicación de la costura (vertical u horizontalmente), el grosor del material. Cuanto más grueso es el material, mayor es la corriente requerida para calentar la penetración. La corriente insuficiente no funde completamente la sección transversal de la costura, como resultado de la falta de penetración. Demasiada corriente conducirá a una fusión excesivamente rápida del electrodo cuando el metal base aún no está fundido. El valor de corriente recomendado se indica en el paquete de electrodos.
  2. Propiedades actuales (polaridad y género). La mayoría de los dispositivos de soldadura utilizan corriente continua, se convierte de la corriente mediante el rectificador incorporado en el aparato. A una corriente constante, el flujo de electrones se mueve en una dirección (especificada por la polaridad). La polaridad de la soldadura determina la dirección de flujo de los electrones. Las polaridades existentes se expresan en la conexión del electrodo y la parte:
  • una línea recta - un detalle a "+", y un electrodo a "-";
  • el reverso es el detalle a "-", el electrodo a "+". Debido al movimiento de los electrones de "menos" a "más", se genera más calor en el polo positivo de la "+" que en la negativa "-". Por lo tanto, el polo positivo se coloca en el elemento que requiere un calentamiento más significativo: hierro fundido, acero de 5 mm de espesor y más. Así, la polaridad directa proporciona una penetración profunda. Al conectar piezas y hojas de paredes delgadas, se aplica polaridad inversa.
  1. El voltaje del arco (o la longitud del arco) es la distancia mantenida entre el extremo del electrodo y la superficie del metal. Para un electrodo con un diámetro de 3 mm, la longitud de arco recomendada es de 3, 5 mm.

Cómo se realiza la soldadura por arco: tecnología

Comenzar a soldar: secuencia de encendido por arco

Métodos de soldadura de encendido por arco.

Para crear un arco, se inserta un nuevo electrodo en la abrazadera y se golpea sobre una superficie dura para quitar el recubrimiento en su extremo de trabajo. Debajo de la escoria hay un aditivo metálico, la escoria en sí misma sirve como aislante y cierra el aditivo contra la ignición. Después de eso, la varilla del electrodo se acerca a la superficie metálica hasta la distancia mínima posible, 3-5 mm, evitando el contacto. Al mismo tiempo, el electrodo se mantiene en ángulo con respecto a la superficie del metal que se está soldando. La tecnología de soldadura de metales con un electrodo regula el ángulo de inclinación del electrodo en una cantidad de 60-70ºC. Visualmente, este ángulo se percibe como casi vertical, con un ligero sesgo.

Para encender el arco, el electrodo se golpea en la superficie del metal, como la ignición de un fósforo en una caja de azufre.

Si el electrodo está demasiado cerca de la superficie metálica a soldar, se producirá una adherencia y un cortocircuito. Para aquellos que comienzan a cocinar, el electrodo se pega con frecuencia. A medida que adquiera la habilidad de colocar correctamente el electrodo sobre el metal, no debe mantener una distancia óptima de adherencia. Un electrodo adherente se puede arrancar inclinándolo en la otra dirección o apagando la máquina de soldar.

Si el electrodo se pega con demasiada frecuencia, es posible que la corriente no sea lo suficientemente alta, debe aumentarse.

A la distancia correcta correcta del electrodo desde el punto de soldadura (aproximadamente 3 mm), se forma un arco con una temperatura de aproximadamente 5000-6000ºC. Después de la ignición del arco, el electrodo puede elevarse ligeramente de la superficie de trabajo en unos pocos milímetros.

Transferencia de electrodos y piscina de soldadura.

El esquema de la piscina de soldadura.

Cuando el electrodo y el material de base se funden, se forma un baño soldado (un conjunto de metal fundido).

El electrodo y el arco junto con el baño soldado (zona de metal fundido) se mueven suavemente a lo largo de la línea de conexión. La velocidad de movimiento del electrodo está determinada por la velocidad de fusión del metal y el cambio en su color. El movimiento rápido del electrodo se realiza cuando se trabaja con hojas delgadas, se calienta rápidamente y se forma fácilmente un baño soldado. El electrodo de cámara lenta se aplica sobre juntas gruesas y masivas.

La forma del movimiento del electrodo (recta, zigzag, bucles) está determinada por el ancho de la soldadura y la profundidad de penetración. El electrodo puede moverse recto (recto) con un pequeño ancho de soldadura. Puede mover bucles, zigzag, si necesita hervir suficiente ancho y profundidad de la conexión. Las variantes del movimiento del electrodo se muestran en la Figura 1.

Figura 1. Modos de movimiento del electrodo.

La convexidad de la costura después de la solidificación del grupo de soldadura se determina por la posición del electrodo durante la soldadura. Si el electrodo está ubicado casi verticalmente, la costura será suave y la penetración será profunda. Una disposición más inclinada del electrodo forma una superficie convexa de la unión soldada y una reducción en la profundidad de penetración. La inclinación excesiva del electrodo coloca el arco en la dirección de la costura, lo que dificulta el control del proceso de soldadura.

Para una buena conexión, el baño fundido debe tener bordes delgados, ser lo suficientemente líquido y obedientemente moverse detrás del electrodo.

Un baño en un filtro de luz (a través de un vidrio oscuro) parece una superficie naranja con ondulaciones. El aspecto del color naranja del baño (una gota de líquido fundido) se puede considerar como un indicador para el movimiento adicional del electrodo. Es decir, si aparece un color naranja, mueva el electrodo unos milímetros más.

Diagrama del dispositivo y los principales indicadores de la piscina de soldadura.

Al final de la penetración, es necesario aumentar el tamaño de la piscina de soldadura. Para hacer esto, el electrodo debe mantenerse por encima de este punto durante unos segundos más.

Si el material penetra, es necesario reducir la cantidad de corriente y tomar un electrodo diferente (de menor diámetro). Los agujeros quemados se dejan enfriar, derribar escoria de ellos y luego elaborar cerveza.

Después de la soldadura, debes golpear con un martillo en la soldadura. Esto eliminará la escala e inspeccionará visualmente la soldadura para detectar discontinuidades o una penetración deficiente.

Tecnología de contacto, costura y soldadura de metales a gas.

La tecnología de soldadura de metales por contactos tiene algunas peculiaridades. La corriente se conecta a las partes a soldar, después de lo cual se ponen en contacto. Aparecen puntos de contacto a lo largo de la superficie de la articulación, en los que calientan el metal durante varios segundos antes de que comience a fundirse. Después de eso, la corriente se apaga y las superficies de tope se presionan unas contra otras, asegurando un contacto cercano con los puntos de fusión.

Tecnología de soldadura de costura.

Cuando la soldadura de costura funciona soldadora. Este tipo de soldadura permite obtener una costura continua lisa en superficies de hoja largas. En el aparato para soldadura de electrodos se encuentran rodillos giratorios. Las hojas de metal conectadas se pasan entre ellos.

La soldadura con gas utiliza la oxidación de gas combustible con un alto valor calorífico, como acetileno, propano o butano, para formar calor. El gas y el oxígeno se mezclan dentro del quemador, de donde sale la llama.

La soldadura por electro-escoria es un tipo de soldadura en un entorno de protección. En esta operación tecnológica, la escoria es un material protector que protege al metal fundido del contacto con el aire. Este tipo de soldadura se realiza de forma automática.

Equipamiento: selección de soldadora y medios de protección.

Para proteger sus ojos de quemaduras durante la soldadura, debe usar una máscara con un filtro de luz.

Para realizar la soldadura, se requiere una gran cantidad de corriente eléctrica, que se alimenta al electrodo. Un dispositivo moderno que proporciona un flujo constante de corriente al sitio de soldadura se llama inversor. Los modelos más antiguos de máquinas de soldadura tenían un tamaño voluminoso y un peso considerable, los nuevos inversores se transfieren fácilmente, no causan hundimiento de la red (este estado se refleja en la pérdida de voltaje y el parpadeo de las bombillas en todo el edificio de apartamentos o en toda la calle del sector privado). Muchos inversores modernos tienen protección contra cortocircuitos. Cuando el electrodo se pega, la unidad inversora se apaga automáticamente.

Inventario de protección: una máscara con un filtro de luz (vidrio oscuro). El filtro de luz protege los ojos de las quemaduras. Sin él, puede sufrir quemaduras en la córnea en diversos grados: desde los pulmones, cuando hay una sensación de presencia de arena en los ojos, hasta los graves, cuando es imposible restaurar la visión.

La calidad de protección del filtro de luz está determinada por el número. Cuanto más grueso sea el electrodo y mayor sea la corriente de soldadura, más poderoso será el filtro de luz para proteger la vista.

Al dominar las sutilezas del trabajo con una máquina de soldadura, mantener la distancia correcta del arco, la inclinación del electrodo forma la habilidad del soldador. El profesionalismo está determinado por la capacidad de administrar el proceso, para obtener superficies de conexión de alta calidad.

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Categoría:

Metalurgia