Soldadura con gas: ventajas y aplicaciones
Después de leer este artículo, aprenderá acerca de: - 1. Significado de la soldadura con gas 2. Varillas de llenado en la soldadura con gas 3. Flujos 4. Aplicaciones 5. Ventajas 6. Desventajas.
Significado de la soldadura de gas:
La soldadura con gas es un proceso de soldadura por fusión en el que el calor para la soldadura se obtiene mediante la combustión de oxígeno y gas combustible. El gas combustible puede ser acetileno, hidrógeno, propano o butano.
De este modo se produce una llama de gas intensa que funde los bordes de las piezas a soldar. El metal fundido se deja fluir para solidificarse juntos y se obtiene una unión continua.
La soldadura con gas es particularmente adecuada para unir láminas metálicas y placas con un espesor de 2 a 50 mm. Un metal adicional llamado material de relleno se utiliza para espesores de más de 15 mm. Este metal de aportación se utiliza en forma de varilla de soldadura.
La composición de la varilla de relleno suele ser la misma que la del metal base. El metal de relleno se utiliza para rellenar la cavidad hecha durante la preparación del borde. También se usa un material de flujo durante la soldadura para eliminar las impurezas y los óxidos presentes en las superficies metálicas que se unirán.
Se utilizan diferentes combinaciones de gases para producir una llama de gas caliente, por ejemplo, oxígeno y acetileno, oxígeno e hidrógeno, oxígeno y propano, aire y acetileno, etc.
La combinación de oxígeno y acetileno es la más utilizada. Esta combinación se quema para producir una temperatura de llama más alta de aproximadamente 3200 ° C. Dicha llama producida se conoce como llama de oxiacetileno.
La temperatura aproximada producida por diferentes combinaciones se detalla a continuación:
(i) Oxy-acetileno, 3200 ° C
(ii) Oxi-hidrógeno, 2800 ° C
(iii) Oxibutano, 2700 ° C
(iv) Oxi-propano, 2200 ° C
(v) Gas oxicombustible, 2100 ° C.
(vi) Aire-acetileno, 2000 ° C
(vii) Aire-hidrógeno, 1800 ° C
(viii) Aire-propano, 1750 ° C
La llama de oxiacetileno se usa para soldar metales, tiene una alta temperatura de fusión como el acero suave, el acero de alto carbono, etc. etc.
Soldadura de oxi-acetileno:
Cuando se utiliza una combinación de oxígeno y acetileno en las proporciones correctas, para producir una llama de gas intensa, el proceso se conoce como soldadura de oxitacetileno.
Una llama de gas oxiacetileno tiene una temperatura de aproximadamente 3200 ° C y, por lo tanto, puede fundir todos los metales disponibles en el mercado. Se utiliza una varilla de relleno del mismo material para rellenar la cavidad hecha durante la preparación del borde, si el espesor del metal es superior a 15 mm. Se usa un flujo para eliminar las impurezas y los óxidos presentes en la superficie del metal.
Para encender la llama, abra la válvula de control de acetileno del soplete de soldadura. El oxígeno necesario se extrae de la atmósfera para quemar acetileno parcialmente.
La válvula de control de oxígeno se abre para ajustar el volumen requerido de acetileno y la mezcla de oxígeno y quemar. Los tres tipos diferentes de llamas de gas se producen al cambiar los volúmenes de mezcla.
Hay dos sistemas disponibles para la soldadura de oxi-acetileno:
(a) Soldadura de oxi-acetileno a baja presión.
(b) Soldadura Oxy-acetileno de alta presión.
Estos son discutidos brevemente en los siguientes artículos:
(a) Soldadura por gas a baja presión:
La soldadura de gas a baja presión utiliza acetileno de baja presión que se produce en un generador (cilindro de baja presión) a través de una reacción controlada de carburo de calcio y agua, como en la ecuación siguiente:
El acetileno producido por este método se encuentra a baja presión, ligeramente por encima de la presión atmosférica. El gas se transporta en tuberías hasta el lugar de trabajo donde se utiliza. Se utiliza un tubo de soplado de tipo inyector que extrae el gas de acetileno del generador por el efecto de inyección del chorro de oxígeno.
También se usa un valor de presión de retorno hidráulico con soplete o antorcha que evita el flujo de retorno de acetileno hacia el generador.
El acetileno producido no es puro y, por lo tanto, se pasa a través de un purificador para eliminar el polvo de cal, el amoníaco, etc. El generador de acetileno se coloca fuera del edificio para evitar cualquier peligro que evite el calor y la luz solar.
La soldadura de gas a baja presión se utiliza en unidades de producción, donde el requerimiento de acetileno es en gran cantidad.
(b) Soldadura con gas a alta presión:
La soldadura de gas a alta presión utiliza oxígeno a alta presión y acetileno a alta presión. Tanto los gases de alta presión están disponibles comercialmente en forma comprimida en cilindros.
Los gases de alta presión se suministran al tubo de soplado de alta presión. El tubo de soplado tiene una válvula reguladora de oxígeno, una válvula reguladora de acetileno y una cámara de mezcla.
La función del regulador es controlar la presión de dos gases de acuerdo con los requisitos del trabajo. Los dos gases se mezclan en la cámara de mezcla y pasan a través de la boquilla de la antorcha.
La soldadura de gas a alta presión es el método más comúnmente utilizado, ya que ambos gases de alta presión están disponibles comercialmente en los cilindros. Se utiliza en trabajos generales de ingeniería y mantenimiento.
Varillas de llenado en soldadura de gas:
La función de la varilla de relleno (también llamada varilla de soldadura) es proporcionar el metal adicional requerido para la soldadura. Generalmente está hecho de la misma composición y propiedades que el metal base. Debe estar libre de polvo, grasa, óxido, partículas no metálicas y cualquier otra contaminación.
Algunos materiales de relleno y sus usos se dan en la Tabla 7.7:
Flujos en la soldadura de gas:
Durante la operación de soldadura, la temperatura del metal fundido es suficientemente alta. El metal tan caliente tiene una tendencia a reaccionar con el oxígeno y nitrógeno presentes en el aire atmosférico y formar óxidos y nitruros.
Los óxidos dan como resultado soldaduras de baja calidad y poca resistencia o, en algunos casos, pueden incluso imposibilitar la soldadura. Los óxidos formados tienen una temperatura de fusión más alta que la del metal base. También perturban el movimiento de varilla de soldadura.
Para evitar esta dificultad, se utiliza un flujo durante la soldadura. Un flujo es una sustancia química utilizada para prevenir, disolver o eliminar los óxidos formados durante la soldadura. Es un compuesto químico fusible y no metálico.
Los fundentes están disponibles en varias formas, como polvos secos, pastas, líquidos o recubrimientos en varillas de soldadura. En la soldadura con gas, el bórax y el cloruro de sodio se utilizan comúnmente como material de flujo. El flujo seco se aplica calentando el extremo de la varilla de soldadura y sumergiéndola en el material en polvo.
Un solo flujo no es adecuado para soldar todos los metales. El tipo de flujo utilizado depende de la operación y del metal base que se está soldando.
Los flujos comúnmente utilizados para la soldadura de diferentes metales se dan en la Tabla 7.8:
Funciones de Flujo:
1. El flujo evita la formación de óxidos, nitruros y otros materiales indeseables en el baño de soldadura.
2. El flujo protege el metal fundido del oxígeno atmosférico para que entre en su interior.
3. El flujo reacciona químicamente con los óxidos presentes y forma una escoria fusible de baja temperatura de fusión, la escoria flota durante la soldadura y se deposita en la superficie superior de la junta después de la solidificación del metal. Se puede cepillar fácilmente con brocha y martillo.
4. El fundente actúa como mejor agente de limpieza. Ayuda a limpiar y proteger la superficie del metal base.
Propiedades del buen flujo:
Un buen flujo debe tener las siguientes propiedades deseables:
1. Debería tener una baja temperatura de fusión que el metal base.
2. Debería reaccionar fácil y fácilmente con los óxidos metálicos y formar una escoria fusible de baja temperatura de fusión para flotar en la parte superior de la soldadura.
3. Se debe desprender fácilmente después de la solidificación.
4. También debe actuar como mejor agente de limpieza.
5. No debe afectar negativamente al metal base.
6. No debe reaccionar químicamente con el metal base.
7. No debe causar corrosión en la soldadura terminada.
Aplicaciones de soldadura de gas:
La soldadura con gas oxi-acetileno es ampliamente utilizada en el campo práctico.
Algunas aplicaciones importantes son:
1. Para unir la mayoría de los metales ferrosos y no ferrosos, aceros al carbono, aceros aleados, fundición, aluminio y sus aleaciones, níquel, magnesio, cobre y sus aleaciones, etc.
2. Para unir metales delgados.
3. Para unir metales en la industria automotriz y aeronáutica.
4. Para unir metales en plantas de fabricación de chapa.
5. Para unir materiales, se requiere una velocidad de calentamiento y enfriamiento relativamente lenta, etc.
Ventajas de la soldadura de gas:
Las siguientes son las ventajas de la soldadura de gas:
1. Proceso portátil y más versátil:
La soldadura con gas es probablemente portátil y el proceso más versátil. Las gamas de productos de soldadura de gas son muy amplias. Se puede aplicar a una variedad de trabajos de fabricación, mantenimiento y reparación.
2. Mejor control sobre la temperatura:
La soldadura de gas proporciona un mejor control sobre la temperatura del metal en la zona de soldadura al controlar la llama de gas.
3. Mejor control sobre la tasa de deposición de metal de relleno:
En la soldadura de gas, la fuente de calor y el metal de relleno están separados a diferencia de la soldadura por arco. Esto proporciona un mejor control sobre la tasa de deposición de metal de relleno.
4. Adecuado para soldar metales disimilares:
La soldadura de gas puede ser adecuada para soldar metales diferentes con material de relleno y flujo adecuado.
5. Bajo costo y mantenimiento:
El costo y el mantenimiento de los equipos de soldadura de gas es bajo en comparación con otros procesos de soldadura. El equipo es versátil, autosuficiente y portátil.
Desventajas de la soldadura de gas:
1. No es adecuado para secciones pesadas:
Dado que el calor producido no es suficiente, las secciones pesadas no pueden unirse económicamente.
2. Menos temperatura de trabajo de la llama de gas:
La temperatura de la llama es menor que la temperatura del arco.
3. Tasa de calentamiento lenta:
La velocidad de calentamiento y enfriamiento es relativamente lenta. En algunos casos esto es ventajoso.
4. No es adecuado para metales refractarios y reactivos:
Los metales refractarios como el tungsteno, el molibdeno y los metales reactivos como el titanio y el circonio no pueden soldarse mediante un proceso de soldadura con gas.
5. Área más grande afectada por el calor:
La soldadura con gas da como resultado un área más grande afectada por el calor debido al calentamiento prolongado de la junta.
6. El blindaje de flujo no es tan efectivo:
El blindaje de flujo en la soldadura con gas no es tan efectivo como en el caso de la soldadura TIG o MIG. La oxidación no se puede evitar por completo.
7. Problema en el almacenamiento y manejo de gases:
Más problemas de seguridad están asociados con el almacenamiento y manejo de gases explosivos, por ejemplo, acetileno y oxígeno.
