Herramientas y técnicas de unión: Tipos, usos y simbología

Herramientas manuales y mecánicas para corte y mecanizado

Lima

Herramienta manual pensada para realizar un acabado superficial a base de arrancado de virutas. Existen muchos tipos de limas para trabajar distintos materiales y diversas formas de limado.

Sierra de arco

Se utiliza para cortar piezas por arranque de virutas. Dependiendo del fabricante, puede adoptar diversas formas, pero básicamente se compone de un bastidor en forma de arco sobre el que se coloca el arco de sierra. La hoja de sierra es una lámina delgada de acero al carbono con dos agujeros en sus extremos y dientes en un canto. La forma de los dientes varía en función del material que se desea cortar.

Tronzadora

La tronzadora de disco es una máquina utilizada para el corte a un ángulo determinado entre 45° a derecha e izquierda del plano normal de contacto del disco con la pieza, pudiendo cortar asimismo a bisel.

Sierra de cinta

Es una máquina herramienta que puede ser de taller o portátil; el elemento de corte es una cinta dentada que gira entre dos rodillos. Es muy usada para el corte de tubos y de perfiles huecos, aluminio, plásticos, etc., su funcionamiento es rápido y silencioso.

Taladro portátil

Es una máquina eléctrica portátil con forma de pistola. Se acciona con una especie de gatillo que es el interruptor con que se acciona. Consta de una carcasa, generalmente plástica, que recubre el motor, y en el extremo lleva una pieza (portabrocas o mandril) que permite acoplar los complementos o brocas.

El portabrocas o mandril va unido al eje del motor del taladro. Su tamaño fija el diámetro de las brocas que admite.

Taladro de columna

Realiza las misma funciones que el portátil pero permite trabajos de mayor envergadura y más cómodos y seguros.

Es un taladro fijo compuesto por un motor y portabrocas que proporcionan a la broca el giro necesario de taladrado y movimiento vertical de avance del taladro y una mesa dotada de un tornillo o prensa de sujeción del material a taladrar.

Tiene la posibilidad de regulación de la velocidad de giro de la broca, opción que se deberá usar teniendo en cuenta el diámetro del agujero a realizar, para evitar el excesivo calentamiento de la broca y pérdida de características.

La principal ventaja de este taladro es la absoluta precisión del orificio y el ajuste de la profundidad.

Permiten taladrar fácilmente algunos materiales frágiles (vidrio, porcelana, etc.) que necesitan una firme sujeción para que no se rompan.

Taladros con brocas de diamante para construcción

Son máquinas especialmente diseñadas para la realización de agujeros pasantes en forjados de construcción con el objeto de dotar a las construcciones de pasos para la realización de bajantes y pasamuros para las tuberías.

Brocas

Es la herramienta que acoplada al taladro realiza los agujeros en el material; hay gran variedad. Pueden ser, por ejemplo:

• Brocas de widia: Para hormigón, y material de construcción.
• Brocas de metal: Sirven para taladrar metal y algunos otros materiales como plásticos, por ejemplo, e incluso madera, cuando no requiramos de especial precisión.
• Brocas de tres puntas para madera: Son específicas para taladrar madera, suelen estar hechas de acero al cromovanadio. En la cabeza tienen tres puntas: la central, para centrar perfectamente la broca, y las de los lados que son las que van cortando el material, dejando un orificio perfecto. Se utilizan para todo tipo de maderas: duras, blandas, contrachapados, aglomerados, etc.
• Brocas planas o de pala para madera: Se utilizan para realizar agujeros de diámetro grande en la madera, su forma permite que se puedan introducir en un taladro estándar. Hay que guardar cuidado con la perpendicularidad del taladrado, porque resulta un poco complicado realizar esta operación con el pulso del operario, es mejor usarla con taladro de columna.
• Brocas perforadoras: Para perforar cerámica, piedra, yeso.
• Brocas para cristal: Son brocas con una punta de carburo de tungsteno (widia) con forma de punta de lanza. Se usan para taladrar vidrio, cerámica, azulejos, porcelana, espejos, etc. Si es posible, resulta mejor la utilización de soporte vertical o taladro de columna y una buena refrigeración.
• Brocas para taladro húmedo: Se usan en taladros específicos de forjados en construcción, en los materiales de hormigón armado, asfalto, piedra natural y sintética.

Amoladora

Se trata de un tipo de máquina portátil, accionada normalmente por energía eléctrica o aire comprimido, que, utilizando distintas herramientas y útiles en forma de discos, pueden realizar tareas como: corte, eliminado de rebabas (rebarbado), preparación de piezas para soldadura, desbaste, lijado, desoxidado, pulido, etc.

Los discos que se colocan en la amoladora tienen construcciones y características distintas dependiendo del uso a que se destinen.

Es una máquina que realiza muchas funciones pero a la vez es necesario extremar las precauciones en su uso, especialmente en las tareas de corte; cuando el disco se atasca la reacción de la máquina suele ser muy brusca.

Resulta indispensable el uso de gafas de protección en su uso: proyecta polvo del material y chispas a gran velocidad, pudiendo afectar a los ojos.

Corte por abrasión

Para este corte se usan amoladoras, que son herramientas eléctricas que hacen girar un disco abrasivo; cuando la pieza se acerca al disco sufre un desgaste de material del que se desprenden partículas produciendo el corte en el material.

El material a cortar debe estar bien sujeto por el operario o por cualquier otro método.

Siempre se deben llevar las gafas de protección con esta máquina, pues es muy peligroso y probable que realice proyección de polvo de metal incandescente sobre los ojos.

Cuando la máquina se pone en marcha el operario debe estar en una posición cómoda y poder controlar con firmeza sus movimientos.

Se acerca con precaución el disco girando sobre la pieza, como si fuese a acariciarlo, y cuando se produce el contacto comienza el proceso de corte por abrasión.

Hay que tener especial cuidado con no perder la perpendicularidad cuando el disco esté introducido en la ranura del corte, porque entonces se atascaría y produciría un movimiento muy brusco sobre las manos del operario. Éste es otro de los peligros que comporta, pues la máquina quedaría descontrolada si se suelta, con el consiguiente peligro.

El limado

Antes de proceder al proceso de limado de una pieza tendremos que proceder a realizar varias tareas:

Sujeción de la pieza

La pieza debe sujetarse en el banco de trabajo o en cualquier otro lugar de forma que la posición de trabajo sea adecuada y no exista riesgo de movimiento de la misma.

Selección de la lima a utilizar

Cada trabajo requiere un acabado y una lima, es importante acertar en la elección, de lo contrario resultará un trabajo penoso.

Limado de la superficie

La posición adoptada por el operario es fundamental para el rendimiento en este trabajo, cogerá el mango de la lima con la mano derecha (diestros), que estará apoyada sobre la superficie a limar, con la mano izquierda apoyada al final de la misma, acompañando el movimiento para evitar que se balancee en su avance.

La lima apoyará perfectamente en toda la superficie, gracias a la posición de la mano izquierda; sólo se limara en el sentido de avance, relajando la presión en la vuelta; la zona limada estará visualizada constantemente para comprobar el proceso; no se tocará con la mano ni la pieza ni la lima, para evitar que la grasa de la piel las impregne.

Durante el proceso de limado hay que variar la dirección 90° para evitar que aparezcan rayados; si la superficie es plana, la lima será plana y cuando la superficie sea cóncava se usará la línea de media caña o la lima redonda, dependiendo de la forma que mejor se ajuste a la pieza.

Serrado con sierra de arco

De la misma manera que el limado la pieza, deberá estar correctamente sujeta en el banco de trabajo y la posición del operario será fundamental.

Con la mano derecha se cogerá el mango y con la mano izquierda el extremo opuesto del arco; el corte se realiza en el sentido de avance y se relaja la fuerza para volver la sierra a su posición inicial; conviene tener un ritmo constante para evitar que hoja de la sierra se atasque.

Los dientes del arco de sierra son los que producen el corte y deben estar situados en dirección del sentido de corte.

Cortatubos

Es una herramienta indispensable en labores de fontanería, refrigeración, calefacción e instalaciones de gas, con ella se pueden cortar tubos de acero, cobre, aluminio y de plásticos.

Sierras tigre

Es una herramienta de accionamiento eléctrico de cortado de tubos in situ, puede cortar tubos hasta de 6” y resulta muy efectiva.

La hoja de sierra está unida solidariamente a la máquina, realiza un movimiento de vaivén y avanza en el corte por el movimiento de acercamiento del operario al tubo.

Para que funcione correctamente debe estar muy bien amarrada al tubo con la cadena o accesorio que presente.

Ranurado de tubos

El ranurado de los tubos es una preparación de la punta del tubo para el posterior acoplamiento de un accesorio que permitirá el empalme de este tubo a otro, realizar una derivación, un cambio de sentido o el acoplamiento de cualquier otro accesorio.

El accesorio necesita que en la punta de tubo, y en todo su perímetro, exista una ranura normalizada, sobre ésta se apoyará y realizará las funciones de empalme y estanqueidad.

Se define la rosca como el arrollamiento helicoidal de un prisma o filete sobre una superficie de revolución, generalmente cilíndrica.

Roscadoras de tuberías

El roscado de tuberías es una operación muy utilizada en todo tipo de instalaciones; pueden ser de dos tipos: rectas y de tipo cónico.

Generalmente, en la conducción de fluidos se usa la de tipo cónico, que proporciona más estanquidad a la tubería.

Machos

Son herramientas pensadas para realizar la rosca sobre un agujero (rosca hembra); básicamente tiene la misma forma que el tornillo que acoplará en esa rosca, pero con la facultad de arrancar viruta en su avance de rosca con unas ranuras que tiene preparadas para esta función.

Terrajas o cojinetes

Son las herramientas de corte utilizadas para la realización de roscas exteriores tipo macho o tornillos.

Son de acero al carbono o de acero rápido templado, tratamiento que les da más dureza.

De la misma forma que los machos, se configuran con ranuras laterales que permiten realizar el corte y evacuar la virutas producidas en su avance.

Roscas y uniones mecánicas

Las roscas

Una rosca es un hueco helicoidal construido sobre una superficie cilíndrica, con un perfil determinado y de una manera continua y uniforme, producido al girar dicha superficie sobre su eje y desplazarse una cuchilla paralelamente al mismo.

Este tipo de mecanizado es característico de los dispositivos de sujeción, tales como: tornillos, espárragos, pernos de anclaje, tuercas, etc.

Elementos y dimensiones fundamentales de las roscas

• Hilo o filete: Superficie prismática en forma de hélice constitutiva de la rosca.
• Flancos: Caras laterales de los filetes.
• Cresta: Unión de los flancos por la parte exterior.
• Fondo: Unión de los flancos por la parte interior.
• Vano: Espacio vacío entre dos flancos consecutivos.
• Núcleo: Volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca.
• Base: Línea imaginaria donde el filete se apoya en el núcleo.
• Diámetro Exterior (d_ext): Diámetro mayor de la rosca.
• Diámetro interior (d_t): Diámetro menor de la rosca.
• Diámetro medio (d_med): Aquel que da lugar a un ancho de filete igual al del vano.
• Diámetro nominal (d): Diámetro utilizado para identificar la rosca. Suele ser el diámetro mayor de la rosca.
• Ángulo de flancos (a): Ángulo que forman los flancos según un plano axial.
• Profundidad o Altura (h): Es la distancia entre la cresta y la base de la rosca.
• Paso (p): Distancia entre dos crestas consecutivas medida en dirección axial. En roscas cuyas dimensiones se expresan en pulgadas, se suele indicar el paso por el número de hilos o filetes que entran en una pulgada de longitud. Así, por ejemplo, una rosca de paso 1/8”, se dice que tiene un paso de 8 hilos por pulgada.
• 1” (25,4 mm).
• Avance (a): Distancia recorrida por la hélice en dirección axial al girar una vuelta completa (paso de la hélice); es decir, representa la distancia que avanza la tuerca al girar una vuelta completa en el tornillo.

Clasificación de las roscas

Existen varios métodos de clasificación de las roscas atendiendo a sus propiedades:

• Según la posición de la rosca.
• Según la forma del filete.
• Según el nº de filetes.
• Según el sentido de la hélice.

Según la posición de la rosca

• Rosca exterior o tornillo: la rosca se talla sobre un cilindro exterior.
• Rosca interior o tuerca: la rosca se talla sobre un cilindro interior (taladro).

Según la forma del filete

• Roscas triangulares:
  • Rosca Whitworth.
  • Rosca métrica.
  • Rosca de tubo blindado de acero.
• Roscas trapeciales:
  • Rosca trapecial.
  • Rosca en diente de sierra.
• Roscas redondas:
  • Rosca redonda.
  • Rosca eléctrica.

Según el número de filetes

• Rosca de una entrada: si tiene un solo hilo o filete; es el caso más habitual.
• Rosca de varias entradas: si tiene varios hilos o filetes. Permite obtener grandes avances.

Según el sentido de avance de la hélice

• Rosca a derecha: la tuerca avanza al girarla en el sentido de las agujas del reloj; es el caso más habitual.
• Rosca a izquierda: la tuerca avanza al girarla en el sentido contrario a las agujas del reloj.

La norma distingue muchos tipos de roscas entre los que destacamos los enumerados en la siguiente tabla (Si se desea, existe una tabla más extensa en el anexo de la presente unidad didáctica).

Uniones engatilladas

Las uniones engatilladas se utilizan en elementos compuestos por chapa; el engatillado consiste en darle un pliegue o solución plegada en el lateral o final del tubo de forma que se pueda empalmar con otra chapa o tubo solo o mediante la utilización de una tercera pieza.

Se usa en tubos de ventilación, chimeneas, cubiertas de tejados, cerramientos de chapa, etc.; normalmente las piezas vienen preparadas de fábrica, pero muy a menudo se realiza el pliegue in situ.

Uniones fijas

Se llaman uniones fijas a aquellas que no se pueden desmontar, o que para desmontarlas se necesita romper alguna pieza; se suelen realizar en piezas que no se está previsto que se desmonten a lo largo de la vida útil de la pieza o del conjunto, o que por condiciones de diseño se requiere así.

Remachado

Es un elemento cuya función es la de unir, de forma permanente o fija, dos o más piezas. Está formado por una cabeza y un vástago.

Aunque está muy extendido el uso del remache como medio de fijación de piezas, hay técnicas de remachado que han sido sustituidas por la soldadura, por economía y facilidad de proceso. Ha caído en desuso en aplicaciones como estructuras metálicas y fabricación de calderas en los que su aplicación se realizaba en caliente, obligando al operario a trabajar en condiciones difíciles y molestas.

Los remaches de diámetro inferior a 10 mm. que se aplican en frío siguen siendo un método de unión muy extendido, sus uniones no resultan estancas y los esfuerzos que soportan no son elevados.

Las longitudes del cosido no deben ser mayores a 4 ó 5 veces el diámetro del agujero.

Uniones con adhesivos

La unión de elementos con adhesivos es una de las formas más antiguas de unir materiales, pero en el transcurso de los últimos 50 años el desarrollo tecnológico ha creado pegamentos muy sofisticados y de aplicaciones muy interesantes.

Consiste en la unión de dos superficies colocando entre ambas, en la zona de contacto, un material que llamaremos junta y tiene la propiedad de adherirse a las piezas formando un bloque de unión entre las dos piezas y el material adhesivo

Su desarrollo ha llegado hasta el ámbito industrial: construcción, mecánica, transporte, obra civil, instalaciones, etc.

Podemos definir como adhesividad la capacidad de una sustancia para mantener juntos dos elementos, que tienen un contacto en su superficie.

A diferencia de las uniones remachadas, soldadas y atornilladas, la superficie de contacto es más amplia y reparte las tensiones en mayor superficie creando menos tensiones puntuales en las piezas pegadas.

Para conseguir un resultado aceptable en el proceso de pegado debemos estudiar las superficies a pegar, observando con especial atención los siguientes factores:

• Características de los materiales que formarán la unión.
• La industria ha desarrollado numerosos adhesivos para cada aplicación, en la que se tendrá que tener en cuenta el tipo de material: metal, madera, plástico, aluminio, cobre, vidrio, cerámica, etc.
• Los adhesivos pueden ser fraguados en caliente o en frío, también pueden ser de un componente o de dos.

Se llama pelaje cuando uno de los dos materiales a unir es elástico, por lo que sólo una pequeña cantidad de adhesivo está trabajando; es una forma de trabajo que se debe evitar por considerarse defectuosa.

Lo mismo ocurre con la junta que trabaja por despegado, se produce el mismo efecto pero con piezas rígidas.

Pegado de tuberías plásticas

En el montaje de tuberías de PVC para saneamiento es muy habitual el empleo de pegamento de contacto para la solución de empalmes y uniones de piezas.

Las superficies de los tubos o piezas deben ser limpiadas cuidadosamente de polvo y grasa en las zonas donde se va a aplicar el adhesivo con trapos y limpiadores químicos fabricados para esa utilidad.

La superficie donde se aplicará el adhesivo, en ambos tubos, debe ser lijada, con lo que se conseguirá mejor agarre en las tuberías. Las dos superficies a pegar serán untadas con adhesivo con una brocha y una vez introducido un tubo en el otro se deberá girar un poco el tubo para lograr una mejor adhesividad.

Uniones roscadas

Uno de los sistemas de unión de tuberías es la unión roscada, en la que, como en todos los elementos roscados, necesitamos de un macho y una hembra. Los tubos siempre van roscados en su extremo con una rosca macho y los accesorios –codos, tes, reducciones, válvulas– pueden ser macho o hembra.

Las uniones roscadas en instalaciones de fluidos deben de ser estancas y se realiza una rosca especial llamada cónica (mirar tabla).

Las roscas por sí solas no son elementos estancos y entre los filetes de la rosca se introduce un material para completar la estanqueidad en la unión.

Tradicionalmente, y en instalaciones de agua, se introducen unos hilos de esparto seco siguiendo los filetes de la rosca, aglomerados con una pasta llamada denso. Cuando el agua humedece el esparto éste aumenta de volumen y sella todos los huecos que pudieran haber en las tuberías.

La cinta de teflón muy fina suministrada en forma de rollo rodea la parte macho de la junta antes de ser roscada, cuando se rosca llena los huecos y proporciona la estanqueidad.

Otra forma es con teflón líquido, que se aplica a la rosca macho justo antes de ser roscado y cuando se seca forma la estanqueidad.

Uniones embridadas

En las uniones desmontables de tuberías aparece un sistema de juntas de estanqueidad por bridas.

Una brida se podría definir como una chapa plana de un grosor considerable en forma de círculo con un agujero central para la tubería, y varios radiales para los tornillos, que soldada en el extremo de un tubo permite atornillarlo a otro que lleva otra brida, intercalando una junta entre ambas, para dar continuidad a la tubería de manera estanca.

La elección de la junta se realiza en función del fluido y la presión que transporta la tubería; resulta fundamental para mantener la estanqueidad el respetar el cambio de estos elementos, cuando sea necesario, por otros nuevos en las intervenciones de mantenimiento accidental o programado.

Las bridas pueden ser calculadas por el informe “Cálculo de juntas para bridas” de la Norma DIN 2505.

Los dos tipos de bridas más comúnmente utilizados en la instalación de fluidos son las bridas planas y las bridas de cuello, cuyas características y tornillos a seleccionar se pueden observar en los catálogos siguientes.

Uniones mediante racores de junta plana

Este tipo de racores está formados por tres piezas: una contiene un alojamiento para la junta plana, la otra también tiene asiento plano y rosca macho y la tercera, que es una tuerca hexagonal que envuelve la primera, arrastrándola al roscar y presionándola sobre la segunda y realizando la estanqueidad con una junta plana entre los dos asientos planos.

Uniones mediante racores esfera cono

Son un tipo de racores en los que la estanqueidad está realizada por la unión de metal contra metal, constan de tres piezas: una terminada en forma esférica, la otra en forma de cono y una tercera que empuja la primera al roscar sobre la segunda, presionando e introduciendo la forma esférica en el cono. La estanqueidad se consigue por compresión de las piezas metálicas y no requiere de ningún tipo de junta.

Racores Ermeto

El sistema “Ermeto” consiste en la unión estanca de dos tubos entre sí, o entre tubo y accesorio, mediante interposición de un anillo especial.

El tubo calibrado a unir va dentro de una tuerca y el otro elemento, llamado incrustador, va roscado.

Sistema Pressfitting

Es un sistema rápido, eficaz y seguro para unión de tuberías y accesorios, mediante prensado, en acero inoxidable y acero al carbono galvanizado; usado en el campo civil, industrial y naval, evitando el proceso laborioso de soldar o roscar.

Es una solución actual para instalaciones en diámetros desde 15 mm hasta 108 mm. Este sistema permite un gran ahorro de tiempos de montaje, en comparación con otros sistemas convencionales.

Es necesario asegurar una correcta deformación de tubería y accesorio durante el prensado.

Para trabajar con este sistema hace falta:

• Accesorios.
• Tubos.
• Juntas tóricas.
• Máquinas para realizar el prensado.

Uniones con accesorios ranurados

La unión de tuberías con accesorios ranurados es un sistema muy usado en instalaciones de protección contra incendios; resulta un montaje muy fiable y rápido.

En instalaciones en las que los trazados son largos, no existen grandes dilataciones térmicas y se requieren pocos accesorios, compite y gana a otros sistemas.

Elementos que constituyen un empalme para tubos ranurados

Tubos con los extremos ranurados

Es necesario que los extremos de los tubos estén mecanizados con una ranura normalizada para permitir que el bastidor del accesorio pueda introducirse en ella.

Bastidor flexible o rígido

El bastidor del acoplamiento ranurado es una pieza realizada en fundición que se autocentra alrededor de la tubería. El bastidor envuelve y contiene la junta contra la aplicación de presión interna del sistema.

Las secciones acuñadas del bastidor se acomodan y acoplan dentro de las ranuras de los extremos de la tubería y alrededor de la circunferencia completa de la tubería, evitando, por lo tanto, la separación de los extremos debido a la presión interna.

El diseño de los acoplamientos flexibles proporciona espacios libres entre las secciones acuñadas del bastidor y las ranuras de la tubería, permitiendo el desplazamiento angular y longitudinal de la tubería.

Los acoplamientos rígidos muerden la tubería y fijan la unión en posición. También mantienen la continuidad eléctrica, ya que las mordeduras en costado de la ranura crean puntos de contacto eléctrico.

Pernos y tuercas

Los pernos de cabeza ranurada con cuello ovalado sirven para sujetar los segmentos del bastidor entre sí. El diseño del cuello ovalado evita que el perno gire al apretar la tuerca hexagonal con una sola llave de apriete.

Juntas

Tienen forma de “C”, proporcionan un sello sensible a la presión y hermético en aplicaciones de presión y vacío sin la necesidad de usar fuerzas externas. Los rebordes de la junta están moldeados de tal forma que al instalarse sobre los extremos de la tubería proporcionen compresión contra la superficie de la tubería para lograr un sello hermético.

Soldadura blanda y eléctrica

Concepto de soldadura blanda. Aplicación sobre distintos materiales

La soldadura blanda por capilaridad consiste en la unión de dos piezas que encajan perfectamente una en la otra, utilizando otro metal de aportación que funde a una temperatura menor que las piezas a unir. Al enfriar, esta unión será capaz de resistir a todos los movimientos de alargamiento, torsión y doblado, sin que se produzca alteración de dicha unión con el tiempo y bajo las condiciones para las cuales se ha efectuado la soldadura (presión, temperatura, etc.).

El metal de aportación, que está en estado líquido, corre por las paredes de contacto de las dos piezas encajadas por el efecto de capilaridad, y cuando se deja enfriar ha cubierto los mínimos huecos que pudiera haber entre las piezas encajadas.

Para que el metal de aportación fluya con facilidad por entre las piezas a soldar es necesario que éstas estén completamente limpias y desengrasadas, operación que se realiza físicamente lijando y limpiando el material, y químicamente, aplicando un gel llamado decapante.

Este tipo de soldadura está muy extendida en las instalaciones de fontanería, calefacción y climatización, generalmente en las conducciones de fluidos a temperaturas y presiones moderadas.

Es lógico pensar que si el punto de fusión del material de aportación es bajo, el elemento que esté soldado no debería trabajar a temperaturas elevadas, ya que si se funde o se acerca al punto de fusión del material de aporte la soldadura perdería toda su resistencia.

Tipos de soldadura blanda

La soldadura blanda por fusión consiste en la unión de dos piezas,

generalmente tubos de plomo, fundiendo el material de las dos piezas

para unirlas; una vez fundida la zona de contacto de las dos piezas, éstas

se mezclan y al enfriar forman una sola pieza.

La soldadura blanda por fusión y aporte de material metálico es la misma

técnica que la anterior pero añadiendo material del mismo tipo del que

estamos soldando.

Los dos tipos de soldadura anteriores se comentan a modo de información;

en adelante no se estudiarán, por ser una técnica casi en desuso actualmente,

porque las tuberías de plomo no se instalan en obra nueva e instalaciones y en raras ocasiones nos encontraremos con reparaciones

en instalaciones muy antiguas.

La soldadura blanda por capilaridad une dos piezas calentándolas y

añadiendo un material de aporte con punto de fusión más bajo en estado

líquido, que al enfriarse y solidificar hará de nexo de unión entre las dos

piezas.

Soldadura por termofusión: une dos piezas de material plástico, que al

ser puestas en contacto con un material a temperatura superior a la de

fusión, se funde la zona de soldadura de las piezas a soldar y puestas en

contacto se mezclan y forman una sola pieza.

Soldadura por electrofusión: utiliza manguitos electrosoldables, que son

piezas de plástico que llevan una resistencia eléctrica incorporada en la

zona de contacto de las piezas a soldar; al hacer pasar una corriente

eléctrica por ellas se calientan y por efecto joule se provoca la fusión y

soldadura de las piezas.

1.3. Simbología utilizada en las técnicas

de soldadura blanda

Las indicaciones que se deben realizar en la soldadura por capilaridad

blanda son:

- Accesorios a utilizar.

- Tipo de aleación aplicable a la soldadura.

- Diámetro de la tubería y del accesorio.

- Tipo accesorio (curva, te, reducción, etc.).

- Material del accesorio (latón, cobre, etc.).

1.4. Materiales de aportación según el material

que se quiere soldar

El material de aportación depende del tipo de soldadura a realizar,

incluso hay técnicas de soldadura blanda que no requieren aporte de

material, y para distinguirlo vamos a dividir las distintas posibilidades en

los grupos de soldadura blanda a emplear.

En la soldadura de tuberías de polipropileno no se usa material de

aportación y en las soldaduras por capilaridad sí.

El estaño puro funde a 232° C y el plomo puro a 327° C, pero la aleación

de los dos metales a 40-60% funde a 190° C.

La elección de la aleación para soldar cobre

El cobre es un metal importante en la construcción debido a sus muchas

propiedades: manejabilidad y resistencia a la corrosión medioambiental.

Para su soldadura es importante escoger una aleación con el punto de

fusión lo más bajo posible, pero cumpliendo las condiciones para las

cuales haya sido elegido. La razón es que el cobre pierde su dureza a

temperaturas altas, perdiendo parte de sus cualidades características. Por

ello, siempre que se pueda escoger, es preferible una soldadura blanda

que una fuerte. En el caso de diámetros de tubo superiores a 50 m/m

o de gran longitud, debe emplearse soldadura fuerte y también debe

emplearse este tipo de soldadura cuando la temperatura de trabajo

alcance los 110° C. En todos los casos deben evitarse temperaturas

innecesariamente altas, así como un tiempo de aplicación de calor

excesivo.

En la soldadura blanda de cobre, con aleaciones de estaño, encontramos

a 20° C una tensión de rotura de 5Kgs/mm2, mientras que la esperada

para una soldadura fuerte es de 25Kg/mm2.

La elección de la aleación es muy importante, pues los valores de rotura

de la unión varían de forma sustancial en función de su contenido.

Veamos dos casos extremos: para una aleación estaño/plomo a 90° C

tendremos un valor de rotura de la mitad de la que tenía a 20° C, mientras

que para una aleación de estaño/plata (5%), a 100° C tendrá un valor

de rotura de 6Kg/mm2. Esto quiere decir que si durante su función la

aleación no va a tener que soportar temperaturas altas, se podría escoger

una aleación de estaño-plomo, pero si la temperatura va a ser alta, este

tipo de aleación no va a ser adecuada.

Aleaciones estaño-plata

De entre las aleaciones con Norma UNE 37-403-86 de estaño-plata, cabe

resaltar la SnAg3,5, con 3,5% de plata y con un punto eutéctico de fusión

de 221° C, y la SnAg5 con 5% de plata, con una temperatura ligeramente

superior.

Las ventajas del estaño-plata:

Esta soldadura tiene propiedades extraordinarias para las conducciones

de agua caliente, tanto sanitarias como de calefacción. Con esta aleación

la temperatura puede alcanzar los 175° C sin que se alteren sus

propiedades. La utilización de esta aleación elimina el peligro que

desarrollan los compuestos nocivos que contienen plomo. Su brillo

duradero lo hace recomendable para unión en joyería e inoxidables.

La temperatura particularmente baja para soldar hace que esta aleación

sea una alternativa interesante a la soldadura fuerte, tanto por su menor

costo, como por su mayor facilidad de realizarla.

Los inconvenientes del estaño-plata:

El costo de esta aleación es sensiblemente mayor que el de las aleaciones

estaño-plomo y estaño-cobre.

Recomendaciones de uso

Esta aleación está recomendada para:

- Instalaciones de calefacción central y conducciones de agua caliente,

en las cuales las temperaturas sean altas y los cambios de éstas puedan

producir contracciones bruscas en las soldaduras.

- Conducciones de uso alimentario y de agua potable.

Aleaciones estaño-cobre

De estas aleaciones sólo cabe resaltar la SnCu3, con 3% de cobre y con

un punto eutéctico de fusión de 232° C.

Esta soldadura es un intento de cambiar la plata, que es más cara, por

el cobre, pero esto no ha dado mejores resultados. La temperatura

máxima de utilización en este caso tiene que quedar a 110° C,

sensiblemente inferior a la de 175° C que tenía la de estaño-plata. A pesar

de tener un punto de fusión de 232° C, sólo se consigue una completa

miscibilidad del cobre y el estaño a 320° C, por lo cual la temperatura

de la soldadura ha de ser de unos 100° C más que la de la aleación estañoplata.

Recomendaciones de uso

Esta aleación está recomendada para:

- Instalaciones de calefacción central con temperaturas de trabajo

inferiores a 110° C y conducciones de agua caliente, en las cuales las

temperaturas no sean altas y los cambios de éstas no puedan producir

contracciones bruscas en las soldaduras.

- Conducciones de uso alimentario y de agua potable.

Aleaciones estaño-plomo

En el pasado ha sido la más utilizada por su bajo punto de fusión, pero

la investigación ha demostrado que tanto el plomo como el estaño,

cuando está aleado con él, se disuelven en el agua, por lo que es peligroso

emplearlo para uso sanitario. De todas las posibles combinaciones, las

más utilizadas son la 67/33 (SnPb) y la 50/50.

1.5. Preparación de las piezas que se van a soldar

Para conseguir la unión mediante la fusión de la aleación, hay que

conseguir que cuando ésta licúe, fluya, mojando al metal de tal forma

que lo cubra completamente. Esta adherencia depende de la limpieza

que haya entre la capa externa del metal y la parte de la aleación fundida

que cubre a éste. Esto quiere decir que si entre el metal base y la aleación

aportada hay algo que impida una unión íntima, la soldadura quedará

defectuosa, pues la aleación no se habrá difundido completamente. Esta

es muchas veces la razón por la cual falla el proceso de soldadura.

Para obtener una superficie limpia del metal se pueden emplear fundamentalmente

dos métodos, mecánicos o químicos.

La limpieza mecánica no es otra cosa que ayudarse con un cepillo o un

estropajo metálico, y mediante fricción eliminar las impurezas y el óxido

de metal de la superficie, dejando a éste libre de cualquier impedimento

para que la aleación funda libremente sobre él. Durante la limpieza

mecánica, se raya ligeramente la superficie del metal, produciendo surcos

microscópicos, lo cual aumenta el área de la superficie de metal; esta

rugosidad favorece enormemente el aumento de adhesión de la aleación

sobre el metal, pues hay más superficie donde hacerlo.

La limpieza química consiste en productos químicos, a base de ácidos

o productos que reaccionan con el óxido del metal, eliminándolo de la

superficie del mismo.

Una vez la superficie del metal está “limpia” de impurezas, óxido o

residuos de éste, todavía no se puede proceder al calentamiento del

metal de la aleación, pues hay que proteger al metal de la formación de

nuevo óxido durante el calentamiento. Este producto que impide la

formación del óxido durante el calentamiento y, por consiguiente, hace

que las superficies estén limpias durante todo el proceso de la soldadura,

se denomina “decapante” o “flux”. Ya que el decapante o flux tiende a

impedir la formación de óxido entre las superficies a soldar, es evidente

que durante su aplicación hay que asegurarse que esté distribuido de

forma uniforme por toda la zona en donde la aleación deba fluir.

Es importante saber qué producto se tiene entre manos.

Las Normativas son importantes.

La seguridad también es un asunto importante a tener en cuenta durante

la soldadura, pues tanto los fluxes como las aleaciones contienen a

menudo productos nocivos.

Los decapantes o fluxes, en su aplicación en frío o en su calentamiento

durante la soldadura, se descomponen en productos potencialmente

tóxicos y dañinos para la salud bajo forma de vapores. Se recomienda

por todo ello que se trabaje en sitios bien ventilados y asegurándose que

el fabricante cumple con las normas de toxicidad vigentes, así como

leerse todas las características descritas en la etiqueta. En algunos países

es necesaria la aprobación mediante normativa de las autoridades, para

la utilización de fluxes en conducciones de cobre para agua y gas, como

medida preventiva de sustancias nocivas.

1.7. Técnicas de soldadura blanda sobre plásticos

Las uniones entre tubos y accesorios de Polipropileno se realizan mediante

soldadura de dos maneras diferentes:

- Soldadura por termofusión con el empleo de un polifusor.

- Soldadura por electrofusión utilizando manguitos electrosoldables.

La diferencia entre ambos métodos es que en la soldadura por termofusión

se calienta tubo y accesorio mediante el empleo de una resistencia

eléctrica externa ejecutando el montaje una vez calentados los mismos.

En cambio, en la soldadura por electrofusión primero se introduce el

tubo en el manguito de electrofusión, que ya lleva insertada una resistencia

eléctrica, y posteriormente se hace circular una corriente eléctrica a

través de esta resistencia, lo que genera el calor suficiente como para

realizar la soldadura.

Filtro:

Dispositivo que evita el paso de impurezas extrañas que puede arrastrar

el gas. Este filtro deberá estar situado a la entrada del gas en cada

uno de los dispositivos de seguridad.

- Válvula antirretroceso de llama:

Dispositivo que evita el paso del gas en sentido contrario al flujo

normal.

- Válvula de cierre de gas:

Dispositivo que se coloca sobre la empuñadura y que detiene automáticamente

la circulación del gas al dejar de presionar la palanca.

La normativa de seguridad es amplia y variada; en general, el trabajador

deberá respetarla por su seguridad y la de su entorno.

2.1. Soldadura eléctrica: concepto y aplicaciones

En esta sección estudiaremos las soldaduras eléctricas que producen arco

eléctrico como fuente de calor.

El arco eléctrico se produce al cerrarse un circuito eléctrico a través del

aire caliente, entre dos puntos que tienen diferente potencial; este arco

produce gran cantidad de calor que es aprovechado para fundir las piezas

a soldar y, en su caso, el material de aportación.

La soldadura provoca altas temperaturas y funde los metales; en estas

condiciones, los metales reaccionan con el oxígeno de la atmósfera

provocando óxidos, que con el paso del tiempo perjudicarán a los

materiales en ese punto. Existen varios métodos de soldadura, pero todos

ellos prevén este problema y aportan una solución distinta para evitar

que el metal esté en contacto con la atmósfera cuando se encuentra a

temperaturas tan elevadas.

La soldadura de arco con electrodo revestido aporta la protección al

material de aporte, el electrodo; a la vez que se descompone el electrodo

va depositando sobre la soldadura una escoria que hace de capa protectora

de la soldadura.

Las soldaduras TIG, MIG y MAG aporta al punto de soldadura un gas

inerte que desplaza la atmósfera con el oxígeno, y refrigerando la zona.

2.2. Simbología utilizada en las técnicas

de soldadura eléctrica

Cuando nace la soldadura y se aplica al ámbito de la industria y la

construcción se hace necesario crear un lenguaje de símbolos que sea

conocido por todos, eso permitirá que las indicaciones en planos sean

trasladadas del proyectista al ejecutor.

Para lograr este entendimiento, se ha normalizado la representación de

los distintos tipos de soldadura.

Como la técnica de la soldadura es compleja y no vale simplemente decir

que se quiere soldar una determinada pieza, hay que dar más datos:

resistencia de la soldadura, cara en la que se va a soldar, penetración,

etc.

Los conceptos que se representan son:

- Clase de cordón, sección y espesor.

- Realización y disposición del cordón.

- Preparación de las piezas.

- Acabado del cordón.

La soldadura en la vista longitudinal se representa por una línea continua

y gruesa o, si se quiere destacar el cordón, se añaden unos trazos rectos

y paralelos, o unos pequeños arcos que se pueden cerrar con una línea

muy fina.

2.3. Electrodos de aportación según el material que se va

a soldar y el tipo de soldadura

En todos los casos de soldaduras homogéneas el material de aportación

debe ser de la misma naturaleza que las piezas a soldar, acero al carbono,

acero inoxidable, aluminio, etc.

Distinguiremos los electrodos por si van o no recubiertos y por su forma

física, así tenemos:

Electrodos recubiertos con material de protección, son de unos 30 cm.

aproximadamente y se presentan en varios espesores, están compuestos

por una varilla central que está rodeada por el material de recubrimiento.

Electrodos de alambre, se usan en las soldaduras MIG y MAG, su diámetro

oscila entre 0.4 y 1.6 mm.

Su diámetro varía proporcionalmente con el espesor de las pieza a soldar,

se presenta en bobinas de hilo que va recubierto de un material cobrizo

para aumentar su conductividad.

El electrodo de varilla de aportación se usa en la soldadura TIG, que al

realizarse la aportación manualmente es la forma más cómoda.

Electrodos recubiertos para la soldadura por arco metálico

El sistema de soldadura eléctrica con electrodo revestido mantiene un

arco eléctrico entre el electrodo y la pieza a soldar. Está constituido por

una varilla metálica llamada alma, revestida de sustancias no metálicas.

El revestimiento proporciona varias funciones:

• Función eléctrica del recubrimiento.

• Función física de la escoria.

• Función metalúrgica del recubrimiento.

Función eléctrica del recubrimiento.

Dar al arco de la soldadura estabilidad, ionizando los gases que constituyen

el arco; esto se consigue con las sales, de sodio, potasio y bario.

Favorecer el cebado y mantenimiento del arco.

Función física de los recubrimientos.

Facilitar la soldadura en las diversas posiciones en que puede ser necesario

ejecutarla.

La más complicada es la soldadura de techo; en ella se usan electrodos.

Tienen un recubrimiento cuyo componente característico es la celulosa,

cuya descomposición da una mezcla de gases reductores, principalmente

hidrógeno, que se descompone en hidrógeno atómico.

Estos electrodos se conocen como volátiles.

Función metalúrgica de los recubrimientos.

Proteger el metal de la oxidación, primero aislándolo de la atmósfera

oxidante que rodea el arco y después recubriéndolo con una capa de

escoria mientras se enfría y solidifica.

Electrodos volátiles.

Permiten soldar en todas las posiciones, y dan una cierta penetración

gracias a la reacción, con gran desprendimiento de calor del hidrogeno.

Electrodos ácidos.

Los recubrimientos de esta clase de electrodos están constituidos

principalmente por mezclas de óxido de hierro y sílice, a las que se añade

en algunos casos óxido de manganeso o ferromanganeso.

Este tipo de recubrimiento protege los electrodos dando un arco muy

estable, y haciendo posible un buen funcionamiento, tanto con corriente

alterna, como continua, así como que la tensión de cebado del arco sea

baja.

Electrodos a base de óxido de titanio o electrodos de rutilo.

Él óxido de titanio del recubrimiento tiene como misión reforzar la

acción de sus otros componentes y estabilizar el arco; estos electrodos

son utilizados en todas las posiciones, en soldadura vertical se puede

hacer un cordón de buena calidad, las características mecánicas que se

obtienen con este tipo de electrodos en la soldadura son mejores que

las obtenidas con los electrodos ácidos.

Electrodos básicos.

Los electrodos básicos tienen el recubrimiento constituido principalmente

por carbonatos, como es el carbonato de calcio y el de magnesio, cuya

misión es, entre otras, reforzar el poder reductor del manganeso, silicio

y titanio.

Los electrodos básicos permiten obtener soldaduras de alta velocidad y

en todas las posiciones, con un alargamiento y una resiliencia* muy

elevadas, sin embargo el aspecto del cordón es mas bombeado y rugoso

que el que se obtiene con electrodos ácidos

Cuando se utilizan con corriente continua, el polo positivo debe conectarse

al electrodo.

Electrodos de gran rendimiento.

Estos electrodos son llamados así por el hecho de que el metal depositado

por fusión es superior a la del alma del electrodo.

Los electrodos de gran rendimiento son fabricados con una adición de

polvo de hierro en la composición del revestimiento; este revestimiento

es ácido, de gran espesor, con un rendimiento de 1,60 a 1,80 veces más

que el peso del alma del electrodo; este tipo de electrodos sólo se pueden

utilizar en soldaduras horizontales.

También existen electrodos de gran rendimiento, con revestimiento

básico, y dan un rendimiento de 1,20 veces el peso del alma del electrodo; este tipo de electrodos tienen la ventaja de permitir realizar soldaduras

en todas las posiciones, con características similares a las que se obtienen

con electrodos básicos de revestimiento normal.

2.5. Preparación de las piezas que se van a soldar

Una buena preparación de las piezas a soldar es fundamental para la

realización de la soldadura con éxito. Antes de proceder a la soldadura

se deben realizar las siguientes operaciones:

Limpieza de las superficies.

Se deben cepillar con un cepillo metálico o con la radial las superficies

a soldar, quitar los óxidos y cualquier impureza que exista, grasas, polvo,

restos de pintura, etc.

Achaflanado.

En las piezas de 4 mm de grosor e inferior no es necesario achaflanar

los bordes a unir. Cuando se realice la soldadura la distancia entre ellos

será igual a la mitad de su grosor.

La soldadura exige que exista una penetración; si las piezas a soldar son

muy gruesas la penetración no se puede realizar en todo el grosor, esto

obliga a que los bordes sean achaflanados para abrir paso a la soldadura

y que la penetración sea total. Esta operación se puede realizar

manualmente con una radial de mano o bien con máquinas especiales

para esta función.

Hasta 10-12 mm de espesor se realiza el chaflán en V, que consiste en

realizar un rebaje de 30° en cada cato de la piezas a soldar, que una vez

unidas dejan un hueco de 60°, si la pieza es más gruesa se deberá realizar

un achaflanado en X por las dos caras de la soldadura, pero si no se tiene

acceso a las dos caras entonces el achaflanado de preparación será de

45° así tendremos un hueco de 90°.

2.6. Equipos de soldadura eléctrica

• Equipos de soldadura por arco con electrodo revestido.

- Trasformadores.

- Rectificadores.

• Equipos de soldadura TIG.

• Equipos de soldadura MIG y MAG.

Equipos de soldadura por arco con electrodo revestido.

Para la soldadura efectiva por arco, se requiere una corriente constante.

La demanda por corriente en la soldadura por arco la potencia fluctúa

mucho. Cuando se establece el arco con el electrodo, el resultado es un

cortocircuito lo que produce un aumento instantáneo de corriente

eléctrica; las máquinas se diseñan para evitar este fenómeno, cuando las

gotas de metal para soldar se llevan a través del flujo del arco, éstas

también producen un cortocircuito.

Una fuente de corriente constante está diseñada para reducir estos picos

de corriente originados por cortocircuitos y así evitar excesivas salpicaduras

durante la soldadura.

El voltaje cuando la máquina está disponible pero no se está soldando

(circuito abierto) es mucho más alto que el voltaje de arco, cuando está

trabajando (circuito cerrado). El voltaje de circuito abierto puede variar

de 50 a 100 V y el voltaje de arco, de 18 a 36 V.

Durante el proceso de soldadura también se produce un efecto de cambio

de voltaje del arco producido por la longitud del arco, un arco corto

facilita el aumento de corriente.

La intensidad de corriente influye directamente sobre la velocidad de

derretimiento: si aumenta la velocidad de corriente, aumenta el calor

producido en la punta del electrodo. La intensidad de corriente necesaria

en cada caso está relacionada con el grosor del metal para soldar.

Generalmente, en los aparatos existe una rueda o cualquier otro

mecanismo que permite seleccionar la corriente deseada. Un control

ajusta la máquina para un ajuste aproximado de corriente y otro control

proporciona un ajuste más preciso de corriente.

Básicamente son dos los tipos de equipos de soldadura más utilizados en

la soldadura por arco:

• Transformadores - para corriente alterna.

• Rectificadores - para selección de corriente (alterna o continua).

Los tamaños de los equipos de soldar dependen del tipo de soldadura

y el tiempo que se vaya a utilizar continuamente el equipo. En general

para seleccionar un equipo deberemos de tener en cuenta:

- 150-200 amperios- Para soldadura pequeñas a media.

- 250-300 amperios- Para requerimientos normales de soldadura.

- 400-600 amperios- Para soldadura grande y pesada.

Transformador

El equipo que produce corriente alterna está alimentado de la red

eléctrica y suele tener un interruptor para seleccionar el voltaje de la red

220/380V.

El transformador CA más sencillo tiene una bobina primaria y una bobina

secundaria con un ajuste para regular la salida de corriente. Permite

reducir la tensión de la red hasta 60-80 V y permite regular la intensidad,

de esta manera los movimientos del electrodo acercándose o alargándose

no afectan excesivamente la intensidad de corriente, permitiendo tener

una soldadura más homogénea.

Rectificadores

Los rectificadores son transformadores que contienen un dispositivo

eléctrico que cambia la corriente alterna en corriente continua o directa.

Los rectificadores para la soldadura por arco generalmente son del tipo

de corriente constante, donde la corriente para soldar queda

razonablemente constante para pequeñas variaciones en la longitud del

arco.

Los rectificadores están construidos para proporcionar corriente directa

solamente, o ambas, corriente directa y alterna. Por medio de un

interruptor puede variarse y proporcionar corriente continua o corriente

alterna, cambiando la conexión de la pinza portaelectrodo, y la de masa

se puede cambiar de corriente directa a corriente inversa, simplemente

cambiaremos la polaridad.

En la actualidad, los dos materiales rectificadores utilizados para los

equipos de soldadura son el selenio y el silicio. Ambos son excelentes,

aunque el silicio muchas veces permitirá operar con densidades de

corriente más altas.

Pinza portaelectrodo

El portaelectrodo es una pinza que está comunicada eléctricamente con

el equipo de soldadura. Su función es sujetar el electrodo haciéndole

llegar la corriente eléctrica con seguridad para el operario; debe de ser

de fácil manejo y poco pesada para hacer el trabajo lo menos penoso

posible; debe estar aislado térmicamente y eléctricamente para que no

se queme la mano del operario y no produzca desvíos del arco eléctrico.

El portaelectrodos no debe apoyarse nunca sobre la pieza a soldar, sobre

el banco de trabajo ni sobre ningún elemento que esté conectado

eléctricamente a la masa del equipo de soldar: de ser así, se produciría

la chispa y el aparato entraría en cortocircuito.

Pinza para puesta a tierra o de masa

La pinza de masa o de puesta a tierra es un elemento fundamental del

equipo de soldadura. Su función es cerrar el circuito eléctrico entre el

electrodo y la pieza a soldar; se puede conectar directamente en la pieza

o sobre el banco de trabajo metálico.

El equipo de soldadura TIG es muy parecido al de soldadura por corriente

continua, de hecho, los equipos más comunes en el mercado que sueldan

con TIG también lo hacen con electrodo. Cuenta con los siguientes

elementos:

- Fuente de alimentación y unidad de alta frecuencia.

- Pistola.

- Electrodo.

- Suministro de gas de protección.

Fuente de alimentación y unidad de alta frecuencia.

Está compuesta por un transformador que proporciona tensión constante,

consiguiendo que las variaciones no afecten a la intensidad de la corriente;

estos equipos permiten trabajar en corriente continua directa e inversa

y en corriente alterna.

El inicio del arco se produce con un generador de alta frecuencia, que

provoca un cebado más sencillo sin tener que tocar con el electrodo la

pieza; previo al inicio del proceso de soldeo el equipo acciona una válvula

que abre el conducto de gas protector y lo cierra un poco después de

acabar de soldar.

Pistola

La función de la pistola es dirigir la soldadura; sujeta el electrodo de

tungsteno que conduce la corriente eléctrica y lo rodea con gas a través

de una boquilla cerámica.

Tiene un botón que da la orden de inicio y final de la soldadura.

Electrodo.

El electrodo de la soldadura TIG no es consumible y tiene la función de

crear el arco eléctrico. Está fabricado de materiales de elevado punto de

fusión, como son el tungsteno o aleaciones de tungsteno. El electrodo

alcanza temperaturas elevadísimas y hay que seleccionarlo para que no

se llegue a producir la bola en la punta. Seguiremos los siguientes criterios

en el momento de seleccionar el tipo de electrodo que necesitamos.

El diámetro del electrodo hay que seleccionarlo por la intensidad máxima

que soporta sin destruirse. Tendrá que ser mayor cuanta más intensidad

pase por él.

Suministro de gas de protección.

El gas protector se usa para crear una atmósfera alrededor de la soldadura

que evite el contacto de la atmósfera con la misma; para ello, la pistola

dispone de un chorro de gas en la punta que se pone en marcha cuando

el proceso de la soldadura está activo. La soldadura es protegida de las

reacciones químicas de oxidación que se producirían a tan elevadas

temperaturas; los gases más utilizados son el argón el helio y una mezcla

de ambos.

El gas de protección está almacenado en una botella a elevada presión;

para salir de la misma se debe activar la electroválvula, que está cerrada

cuando no se está soldando; la presión del gas se reduce con una válvula

reductora de presión para adecuarla a la presión de uso; un conducto

que generalmente va unido al cable eléctrico transporta el gas desde la

botella hasta la pistola y, por último, ésta lo dirige al punto mismo de la

soldadura.

Fuente de alimentación.

Es un transformador- rectificador de corriente continua. Dispone de un

control de regulación de la tensión (entre 15 y 40 Voltios

aproximadamente), y un variador de intensidad entre 60 y 500 Amperios;

este rango viene determinado por la potencia de la máquina y del

fabricante.

La regulación de la fuente de alimentación se debe realizar para que el

electrodo que suministra el sistema sea fundido.

Sistema de alimentación de alambre-electrodo.

La función de este mecanismo es suministrar el material de aportación

a la soldadura a una velocidad que estará coordinada con la intensidad

de corriente suministrada por el equipo. Básicamente se compone de:

Devanadera o soporte del carrete.

Soporta el carrete de hilo, le permite girar pero a la vez lo frena para

evitar que siga saliendo hilo una vez acabada la soldadura.

Guía del alambre.

Guía el alambre desde el carrete hasta el sistema de tracción.

Sistema de tracción del alambre.

Es el elemento que impulsa el alambre desde el carrete hasta la pistola;

son dos rodillos que giran accionados por un motor.

Sistema de guiado y conector de la pistola.

Está formado por una serie de conductos y conductores eléctricos cuya

función es:

• Desplazar el gas protector de la botella a la pistola.

• Desplazar el alambre desde el sistema de tracción hasta la pistola.

• Conectar eléctricamente la pistola con el equipo de soldadura.

• Conectar eléctricamente los cables de maniobra con el equipo.

Reductor de presión y caudalímetro.

A la salida de la botella, el gas protector se encuentra este dispositivo

con doble función; por una parte, nos indica la presión de la botella y, por otra, nos permite regular el caudal de salida de gas (Litros/minuto).

El caudal de gas protector debería de ser aproximadamente unas diez

veces el diámetro del hilo del electrodo; si el caudal es el correcto,

podremos proteger con garantías la soldadura.

Pistola de soldar.

La pistola es el elemento que controla el proceso de la soldadura; por

ella sale el gas que protege la soldadura, el hilo del material de aportación

y la corriente que provoca el arco eléctrico. Hay dos tipos, que son los

más usadas: las de cuello de cisne y la antorcha. Dependiendo del modelo,

fabricante y solicitaciones a la que estará prevista, la pistola llevará o no

refrigeración por agua.

El cuerpo de la pistola, que está aislado eléctricamente y es metálico,

permite dirigir el hilo hasta el punto de soldadura.

El interruptor pone en marcha el sistema de soldeo, acciona la corriente

eléctrica, da orden de apertura del gas y de alimentación del hilo del

electrodo.

El tubo de contacto, que está situado en la punta de la pistola, dirige en

el último tramo el hilo y le transmite la corriente eléctrica; al estar

sometido a rozamiento y calor, es una pieza que tiene desgaste y hay que

reponer con cierta asiduidad.

La boquilla que sujeta al tubo está sometida al exterior, debe ser resistente

a los golpes y a la temperatura; está fabricada con materiales que no

permiten la adherencia de las proyecciones de soldadura.

Botellas de gas de protección.

En la soldadura MIG se usan el Gas argón y el helio, como aplicación

más extendida para soldar metales no férreos, aluminio, magnesio y sus

aleaciones. La soldadura MAG emplea dióxido de carbono en estado

puro o mezclado con argón o helio.

Argón

El argón es un gas incoloro, inodoro, insípido y no tóxico. El argón,

junto con el helio, el neón, criptón, el xenón y el radón también es

conocido como un "gas raro". El argón no forma ningún compuesto

químico conocido. El gas es 1.38 veces más pesado que el aire y es

ligeramente soluble en el agua.

Las aplicaciones del argón mas comúnmente utilizadas son basadas en

sus propiedades inertes para protección contra el efecto oxidante del

aire. El argón se usa ampliamente como un gas de protección en procesos

de soldadura, ya sea soldando o cortando. También usa para llenar las

lámparas incandescentes y fluorescentes.

En su presencia, el cebado de la soldadura es fácil y el arco se mantiene

estable; tiene una baja conductividad térmica, lo que provoca que los

cordones de soldadura sean estrechos y de poca penetración.

La ojiva de la botella de argón es de color amarillo.

Helio

El helio es otro miembro del grupo conocido como "gases raros", y no

tiene ningún color, olor o sabor. El helio es el segundo elemento más

ligero, mucho más ligero que el aire. Es químicamente inerte, tiene la

solubilidad baja en el agua y no puede hacerse quemar o explotar. El

helio es el líquido conocido más frío: -434.5° F.

Aunque es el segundo elemento más abundante, es difícil de extraer de

su fuente. La mayoría del helio se extrae de fuentes de gas natural que

contienen de 1% a 7% por el volumen. Estos tipos de depósitos de gas

natural son poco comunes; sólo se encuentran en ciertas áreas de los

Estados Unidos, Canadá, Polonia y Rusia. Linde está construyendo una

nueva planta en Argelia que superará la capacidad de producción del

mundo en un 10%.

Las aplicaciones de helio utilizan su frío, las propiedades inertes o

flotantes, principalmente. Como un agente congelante, se usa el helio en la investigación científica básica, en resonancia magnética y en procesos

de producción. También se usa en aplicaciones de corte y soldadura y

en los equipos láser. En la detección de fugas, en el buceo profundo y,

obviamente, en los globos.

Por su baja densidad presenta más dificultad para proteger el arco y da

poca estabilidad y mal cebado al arco. Como tiene una conductividad

térmica elevada permite realizar cordones de soldadura anchos y de

buena penetración.

Dióxido de carbono

El dióxido de carbono es un gas ligeramente tóxico, inodoro, incoloro

y con un sabor ligeramente picante, agrio. No soporta la combustión. Es

1.52 veces más pesado que el aire y es muy soluble en el agua, mientras

forma ácido carbónico. El dióxido de carbono sublimará a la presión

atmosférica, y a -109° F forma sólido (el hielo seco).

El dióxido de carbono se forma naturalmente por la descomposición de

material orgánico, a través de la combustión, fermentación y digestión.

También se produce como un derivado de muchos procesos industriales,

como el funcionamiento de horno de cal y producción de materiales,

incluso el amoníaco y magnesio.

El dióxido de carbono tiene muchas aplicaciones basadas en sus distintas

propiedades. Se usa ampliamente en el sector de alimentos para congelar,

y para el control del pH. También se usa en el área química, para el

control de pH en las plantas de tratamiento de agua, como gas de

protección en procesos de soldadura, estimula el crecimiento biológico

y como un agente extintor de fuego.

Es económico y tiene alta conductividad térmica, permite un buen cebado

y cordones con buena penetración; es el empleado en soldadura de los

aceros tipo MAG.

Soldadura eléctrica en atmósferas naturales

Este tipo de soldadura usa como fuente de calor un arco voltaico entre

el electrodo o la pieza; se ceba el electrodo manualmente, se rasca sobre

una pieza de sacrificio haciendo saltar la chispa y calentando el aire en

torno del electrodo, de esta manera es conductor de la electricidad y se

puede establecer el arco.

Se utiliza en aparatos de soldar capaces de producir corriente alterna,

también se suelda con corriente continua.

Para proteger la soldadura de la atmósfera usa la escoria y los gases

producidos al fundir el electrodo y su recubrimiento.

Se usa para soldar chapas de espesores medianos y gruesos, tubería,

estructura metálica, calderas, depósitos, maquinaria, etc. Es válido para

soldar aceros al carbono, aceros aleados y aceros inoxidables.

Soldadura TIG

Es un proceso de soldadura homogéneo; usa como fuente de calor el

arco eléctrico producido entre la pieza y el electrodo no consumible de

tungsteno o sus aleaciones, llegando a alcanzar unos 4.500° C.

Aunque existen instalaciones semiautomáticas, las más extendidas son

las manuales; se debe tener la precaución de mantener separado el

electrodo de la pieza a soldar para evitar contaminaciones del mismo

con el baño. La separación para producir el arco es de unos 3 mm., que

aumentarán una vez el arco esté estable a 5 mm. Para producir el arco

se activa un mecanismo que aumenta la frecuencia de la corriente

eléctrica, fenómeno que produce un cebado correcto sin tener que hacer

contacto entre la pieza y el electrodo.

Utiliza el gas argón o el helio como inertizante de la atmósfera. Se usa

generalmente para el soldeo de espesores finos hasta 6 mm. Permitiendo

la soldadura de todos los metales usados en la industria excepto el zinc,

el berilio y sus aleaciones.

Soldadura MIG/MAG

La soldadura MIG, acrónimo de “Metal Inerte Gas”, y la MAG, “Metal

activo gas”, se realizan utilizando el calor generado por un arco voltaico

que se establece entre el electrodo de hilo y la pieza; su temperatura es

de unos 4.500° C, trabaja con corriente alterna, con corriente continua,

preferentemente de polaridad inversa.

Nos podemos encontrar instalaciones manuales, automáticas y

semiautomáticas.

La soldadura MIG usa argón, helio o mezclas de ambos para proteger

la atmósfera y la soldadura MAG usa el dióxido de carbono.

3.1. Soldadura oxiacetilénica: Concepto y tipos

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. La mezcla

gaseosa utilizada es oxiacetilénica (oxígeno/acetileno).

La llama alcanza 3.100° C y los gases que desprenden protegen a la

soldadura; es utilizada para soldar acero al carbono hasta 6 mm. de

espesor: chapas, tubos, etc.

Se realiza tanto como soldadura homogénea como heterogénea por

procedimientos mecanizados en la industria

Las formas características de las llamas utilizadas en la soldadura autógena

para metales y aleaciones de alto punto de fusión, así como las temperaturas

obtenidas en distintos puntos de una llama oxiacetilénica normal.