Soldadura fuerte y blanda.
(semon leal) Concepto. Por soldadura "Fuerte y Blanda" se entiende un conjunto de procedimientos de soldeo que se caracterizan porque las piezas del material base no se funden, y su unión se realiza gracias al empleo de un material de aportación que tiene su punto de fusión inferior al del metal base, y que una vez fundido rellena por capilaridad los huecos entre las partes del metal base que se desean unir. n este procedimien procedimiento to se comienza comienza colocando colocando las piezas piezas del material material base a unir muy pró!imas pró!imas entre s. Posteriormente por la aplicación de una fuente de calor se producir# la fusión del material de aporte, el cual mojar# y rellenar# por capilaridad los huecos por entre las superficies de contacto de las piezas del material base, procediendo a su unión una vez que se solidifica.
$on este procedimiento tambi%n se puede realizar la soldadura entre piezas de distinto material. n todo caso, el material de aporte o de relleno que se utilice, adem#s de tener una temperatura de fusión menor que la de los materiales base, tendr# tambi%n diferentes caractersticas fsico&qumicas, por lo que a este tipo de procedimiento se le conoce tambi%n como "soldadura heterog%nea". 'a distinción entre soldadura "fuerte" y "blanda" est# motivada por la temperatura de fusión del material de aporte. (e esta forma, si la temperatura de fusión del material de aporte es inferior a )*+ $ se denomina soldadura blanda, blanda, mientras que si se emplea un material de aporte cuya temperatura de fusión se sit-e por encima de los )*+ $, entonces el procedimiento se denominar# soldadura fuerte. fuerte . Por ejemplo, la soldadura de hilos de cobre empleando como material de aporte estao se denomina soldadura blanda, mientras que si se pretende soldar piezas de acero empleando como material de aporte latón, entonces se tendr# una soldadura fuerte. l procedimiento por soldadura fuerte y blanda tambi%n es muy empleado para unir metales que por s tengan poca soldabilidad. Por un lado, la soldadura blanda es de gran utilidad para la unión de piezas pequeas donde sera muy difcil un procedimiento de soldadura por fusión, por ejemplo, para soldar componentes electrónicos. /ambi%n la
soldadura blanda se usa para el soldeo de piezas ornamentales y para realizar las uniones de conducciones de agua y de gas a baja presión, o entre piezas de intercambiadores de calor 0aplicaciones para placas solares, etc.1. Por otro lado, la soldadura fuerte tiene gran aplicación en la industria, al caracterizarse por proporcionar una gran resistencia y a la vez, mucha ductilidad a la unión. /ambi%n se caracteriza por proporcionar gran uniformidad en la unión, lo que se traduce en un buen acabado est%tico y estanqueidad para aplicaciones donde se contengan lquidos. 2u uso es compatible con la pr#ctica mayora de los metales y aleaciones en el sector de la metalurgia. 1.2- Ventajas e inconvenientes (lora) l procedimiento de soldadura fuerte y blanda se caracteriza, como ya se ha dicho, por la ausencia de fusión del metal base, siendo el material de aporte el que funde al aplicarle una fuente de calor, fluyendo entre las superficies de las partes del material base a unir.
. Procedimiento de soldadura fuerte3blanda
ntre las m-ltiples ventajas que puede ofrecer este procedimiento de soldeo caben destacar las siguientes4 & s un procedimiento relativamente barato y sencillo que permite ejecutar uniones complejas y de m-ltiples componentes. & 5o generan concentraciones de tensiones residuales de origen t%rmica, como ocurre con otros procedimientos de soldeo que concentran m#s el foco de temperatura 0por ejemplo, la soldadura de fusión por arco el%ctrico1. 'a soldadura fuerte y blanda distribuye mejor las tensiones como consecuencia de una mejor transferencia del calor generado, por lo que no se producen deformaciones de origen t%rmico en las piezas del metal base. & $omo consecuencia de lo anterior, y dado que no se produce la fusión del metal base, se evitan tambi%n que se produzcan cambios metal-rgicos entre las piezas soldadas, conservando mejor sus propiedades mec#nicas. & s un procedimiento de soldadura que permite la unión sin daar los recubrimientos met#licos que dispongan las piezas a unir.
& Permite realizar la unión entre materiales distintos, por ejemplo, entre piezas de fundición con otro tipo de metales, e incluso de piezas met#licas con no met#licas. & s un procedimiento empleado para el soldeo de metales dismeles, es decir, entre metales que son diferentes en la naturaleza de sus componentes principales, tales como cobre y aluminio, o bien entre metales que son dismiles en la naturaleza de sus elementos de aleación, ejemplo4 cobre y latón, nquel e inconel, etc.
5o obstante, no todos son ventajas en este procedimiento, habiendo otros factores que si no son controlados de manera adecuada influyen negativamente en las prestaciones que puede ofrecer la unión. n efecto, en este tipo de procedimiento, las preparación de bordes de las partes previo al inicio de la soldadura es de vital importancia para que la penetración, que en la mayora de las ocasiones se produce por capilaridad del metal de aporte, sea efectivo. 6na inadecuada preparación previa 0falta de limpieza de las superficies o mala preparación de bordes1 puede anular la eficacia de la soldadura. 7tro factor es la distancia que se deje entre las piezas a unir. 8s, si la distancia que queda entre las superficies, y por la que penetra el material de aporte, no es la adecuada, termina influyendo de manera negativa en la resistencia que puede ofrecer estas uniones ante esfuerzos cortantes o de cizalla. /ambi%n las propiedades que pueda ofrecer la unión ejecutada por este tipo de procedimiento variar# dependiendo si el material de aporte empleado es de una composición que se alea o no con las del metal base. 9 por -ltimo, es un procedimiento que puede resultar mucho m#s costoso cuando se aplica en soldar piezas de gran tamao, o de diseo cuyo proceso de preparación pueda resultar m#s complicado y por lo tanto, tambi%n m#s caro.
2- Descripción del proceso. Soldadura uerte (!"#$) Para que el proceso pueda ser considerado como "soldadura fuerte" 0en ingl%s "brazing"1 el material de aporte debe fundir a una temperatura superior a )*+ $. l proceso por soldadura fuerte es un m%todo de soldeo vers#til, que proporciona adem#s una gran resistencia a la unión. (e hecho, si se usa el material de aporte adecuado, proporciona una unión con caractersticas resistentes incluso superior a la del metal base. n general, cuando factores como resistencia y durabilidad, conservar las propiedades metal-rgicas del metal base, geometra de la unión y nivel de producción son condicionantes importantes, el proceso por soldadura fuerte es muy recomendable. $omo orientación, en la siguiente tabla se e!pone una comparativa entre distintos m%todos de unión, cada uno con sus ventajas y limitaciones4 %abla 1. Comparativa entre los m&todos de unión actor ' #euisito
nión *ec+nica
nión por $d,esivos
Soldadura landa
Soldadura por usión
Soldadura uerte
conoma
l :ejor
Bueno
Bueno
8ceptable
Bueno
;esistencia
8ceptable
8ceptable
Bueno
l :ejor
l :ejor
Bueno
Bueno
8ceptable
l :ejor Bueno
$ontrol
8ceptable
8ceptable
Bueno
l :ejor
l :ejor
Fle!ibilidad
8ceptable
8ceptable
Bueno
Bueno
l :ejor
n general, cuando resistencia y durabilidad son los factores determinantes, los procesos de soldadura fuerte y soldadura por fusión son los recomendados. 9 cuando, o bien la resistencia en la unión no sea un factor decisivo, o que la unión pueda ser desmontada en un futuro, entonces una unión mec#nica, por adhesivo o incluso por soldadura blanda, puede ser la mejor solución.
'os procesos de soldadura por fusión, aunque producen uniones muy resistentes, aplican la fuente de calor muy localizada y concentrada 0por ejemplo, en el punto donde se establece el arco en los procesos de soldadura por arco el%ctrico1 que generan gradientes t%rmicos muy elevados que pueden distorsionar las piezas ensambladas y crear tensiones t%rmicas residuales que terminan agotando por fatiga al metal base. 2in embargo, el proceso por soldadura fuerte, al emplear temperaturas menores y no producir la fusión del metal base, no distorsiona la geometra de las piezas y no crean tampoco tensiones t%rmicas residuales que sean peligrosas. 9 aunque ambos procesos, la soldadura por fusión y la soldadura fuerte, funcionan bien para soldar piezas con similares puntos de fusión, la soldadura fuerte es especialmente recomendable para unir piezas dismiles, con distintas caractersticas mec#nicas y distintos puntos de fusión, dado que en todo caso, el metal base en la soldadura fuerte no llegan a fundir. 'a soldadura fuerte es especialmente recomendable para soldaduras de geometra lineal, dado que el metal de aporte al fundir fluye de manera natural por entre la lnea de unión. 5o obstante, aunque la temperatura en un proceso por soldadura fuerte es inferior a la de fusión del material base, tambi%n es como mnimo, por definición, superior a los )*+ $, y habitualmente se sit-a entre los =*+ y >>++ $. ste hecho supone que si se desea unir piezas que han sido sometidas previamente a un proceso de endurecimiento por temple y revenido, un proceso por soldadura fuerte puede incidir de forma significativa en dicho estado, al menos en las zonas afectadas t%rmicamente si se realiza mediante soplete o calentamiento por inducción. 2in embargo, en el caso m#s habitual que la pie za se haya sometido a un estado d e recocido, el proceso de soldadura fuerte no afectar# al material base.
!isten multitud de variantes a la hora de ejecutar un proceso de brazing o soldadura fuerte, entre las que destacan por su gran uso las siguientes4 & Soldadura fuerte con uso de gas combustible4 n este caso se utiliza un soplete para generar el foco de calor. s preferible que el soplete forme una llama neutra o reductora que reduzca la posibilidad de producir reacciones de o!idación en el metal base.
8unque la operativa del proceso se e!plicar# con m#s detalles en captulos posteriores, el procedimiento comienza aplicando el fundente o flu! sobre las superficies de las piezas a unir. Posteriormente se enciende la llama del soplete que se dirigir# cerca de la zona de unión para calentar las superficies de las piezas a unir. 6na vez alcanzada la temperatura correcta 0lo indicar# el fundente aplicado1 se rellenar# la zona de unión con el material de aporte fundido que caer# por gravedad por la acción del calor de la llama. ste procedimiento se puede aplicar para unir piezas de acero al carbono, acero ino!idable, piezas hechas de aleaciones de nquel, piezas de fundición, titanio, monel, iconel, aceros para herramientas, aluminio, latón, o piezas de cobre. (estaca por su uso, la soldadura fuerte empleando aleaciones de plata como material de aporte. n este caso, el material de aporte funde entre *?+ $ y ?@+ $, seg-n el grado de pureza en plata de la aleación. 2irve para unir la mayora de metales ferrosos y no ferrosos, y de metales dismiles. specialmente recomendado para la soldadura de metales preciosos y metales duros. /ambi%n sirve para soldar la mayora de los aceros y el tungsteno. /iene gran aplicación para unir tuberas de cobre, bronce o de acero ino!idables, incluso si est#n sometidas a tensiones o vibraciones, como las tuberas de aire acondicionado, de refrigeración. /ambi%n para soldar radiadores o motores el%ctricos, e instalaciones industriales y medicinales.
7tro tipo de variante de la soldadura fuerte con soplete es aquel que emplea como gas combustible 7!i&Aidrógeno 07A1. n este caso, el soldador de gas 7A emplea energa el%ctrica y agua en un sistema generador que separa el o!geno y el hidrógeno que est#n presentes en el agua, para posteriormente conducirlos hasta el soplete como una mezcla de gas combustible que puede alcanzar temperaturas de hasta >*++ $. & Soladura fuerte por inducción4 n este caso la fuente de calor la crea una bobina de inducción adaptada a la configuración que forman las piezas que se pretenden unir.
Figura *. jemplos de configuraciones para la bobina de inducción
(e este modo, al hacer pasar una corriente alterna de gran frecuencia por la bobina, se genera a su vez una corriente el%ctrica que pasa a trav%s de las piezas a unir, encontrando una gran resistencia justamente en la zona de contacto. 8qu se va a generar gran cantidad de calor que va a ser proporcional a la conductividad del material, de la corriente inducida y la frecuencia aplicada a la bobina. Por -ltimo, a continuación se e!pone una tabla resumen con los materiales de aporte empleados y su temperatura de fusión, para cada una de las aplicaciones principales. %abla 2. *ateriales de aporte utiliados con soldadura fuerte *aterial de aporte
%emperatura de fusión/ (0C)
rincipales aplicaciones
8luminio C 2ilicio
=++
2oldadura del aluminio
$obre
>>D+
2oldadura de aleaciones 5quel & $obre
$obre C Fósforo
E*+
$obre
$obre C inc
GD*
8ceros, hierros, nquel
7ro C Plata
G*+
8ceros ino!idables, aleaciones de nquel
8leaciones de 5quel
>>D+
8ceros ino!idables, aleaciones de nquel
8leaciones de Plata
?@+
/itanio, monel, iconel, aceros de herramientas, nquel
Soldadura landa Para que el proceso pueda ser considerado como "soldadura blanda" 0en ingl%s "soldering"1 el material de aporte debe fundir a una temperatura inferior a )*+ $, adem#s de estar por debajo tambi%n del punto de fusión del metal base.
'a soldadura blanda emplea menor aporte de energa que la fuerte, siendo similares los m%todos de calentamiento de las piezas, aunque en la soldadura blanda tambi%n puede llevarse a cabo mediante un soldador el%ctrico, tambi%n llamado soldador de estao. l material de aportación utilizado en la soldadura blanda vara en función del material de las piezas a unir, siendo las aleaciones que m#s se utilizan las de estao&plomo, estao&plata y estao&zinc. n la actualidad, la -nica norma en vigor e!istente para los materiales de soldadura blanda es la 65&5 H27 G)*@. sta norma contempla todas las aleaciones normalizadas con un punto de fusión inferior a )*+ $. s un procedimiento muy popularmente utilizado para unir componentes electrónicos, y en general, debe emplearse sólo para aquellas uniones que no vayan a estar sometidas a esfuerzos y temperaturas elevadas. n este sentido, la soldadura blanda se emplea frecuentemente en instalaciones de agua potable 0fra y caliente1, instalaciones de calefacción, solar t%rmica y de gas a baja presión. n todo caso, en todas las instalaciones donde se emplee la soldadura blanda no deber# superarse los >D+ $ de temperatura de servicio. 2eg-n la norma 65&5 H27 G)*@, sólo son aptas para su utilización en instalaciones de agua potable, calefacción, solar t%rmica y de gas a baja presión las aleaciones que tengan un punto de fusión superior a DD+ $ y que est%n e!enta de contenido en plomo. n este sentido las -nicas aleaciones que cumplen estas caractersticas son las siguientes4 5 )+D4 2nG?$u@ 5 ?+D4 2nG=8g) 5 ?+@4 2nG?8g@ 5 ?+)4 2nG*8g*
&&;odetes de hilo para material de aporte en soldadura blanda
/odas las dem#s aleaciones no cumplir#n la norma y no ser#n idóneas para este tipo de instalaciones. !isten multitud de variantes, entre las que destacan por su gran uso las siguientes4 & Soldadura blanda con soplete4 n este caso, la aportación de calor se realiza mediante la llama generada por un soplete de gas.
$omo gas combustible se puede emplear acetileno, propano o gas natural, y como gas comburente, aire u o!geno puro, consigui%ndose en este -ltimo caso mayor temperatura en la llama. 8 la hora de ejecutar una soldadura blanda, antes de proceder al calentamiento habr# que realizar un decapado previo para la limpieza de las superficies a unir. Posteriormente hay que aplicar una sustancia previa, el fundente o flu!, sobre las superficies por donde se realizar# la unión, con objeto de facilitar el mojado por parte del metal de aporte. 6na vez encendida la llama, y cuando se alcance la temperatura adecuada en el metal base 0el fundente se habr# fundido completamente1, se depositar# el material de aporte fundido entre las partes a unir, el cual fluir# por capilaridad y se ir# introduciendo por los huecos, rellenando el espacio que queda entre las piezas. $uando se perciba que el metal de aportación est% fluyendo por capilaridad por entre la zona de unión, entonces ser# el momento de retirar la llama. 6na vez se haya solidificado el material de aporte, la soldadura entre las piezas quedar# hecha.
l soplete generalmente dispone de un sistema de regulación de los gases de salida 0combustible y comburente1 de manera que se pueda ajustar la llama. n general, se preferir# una llama tipo reductora que aminore las posibilidades de o!idación del metal base durante el proceso. & Soldadura blanda por inducción4 Hgualmente que para la soldadura fuerte, la soldadura blanda por inducción presenta m-ltiples ventajas, respecto a otros m%todos, como son4 :ayor eficiencia en el proceso al focalizar la producción de calor a la zona de uniónI $omo consecuencia de lo anterior, permite una generación de calor m#s r#pido, por lo que el metal base alcanza la temperatura adecuada antesI Permite un ahorro de energa en la producción de calor, al ser %ste localizado en la zona de uniónI 8simismo la o!idación que se genera en el metal base por este m%todo es menorI l aspecto final de la soldadura es de m#s calidad, con las juntas m#s limpias y precisasI s un procedimiento que permite la conservación de los recubrimientos en las piezas del metal base y tampoco genera en ellos cambios metal-rgicos ni deformaciones no deseadas. !isten otras variedades en la ejecución de la soldadura blanda, como la soldadura blanda en horno, por resistencia, por inmersión, por infrarrojos, por ultrasonidos, con soldador de cobre, y otros. 8 continuación, se e!pone una tabla resumen con los materiales de aporte empleados y su temperatura de fusión, para cada una de las aplicaciones principales. %abla 3. *ateriales de aporte utiliados en soldadura blanda *aterial de aporte
%emperatura de fusión/ (0C)
rincipales aplicaciones
Plomo & Plata
@+*
6niones a temperatura elevada
stao & 8ntimonio
D)+
Plomera, fontanera y calefacción
stao & Plomo
>G+
lectricidad, electrónica, radiadores
stao & Plata
DD+
nvases de alimentos
stao & inc
D++
6niones de aluminio
stao & Plata & $obre
D>*
lectrónica
- Componentes del sistema 3.1- uente de calor Para elevar la temperatura de metal base, adem#s de para conseguir la fusión tanto del fundente que se aplique como del metal de aporte empleado para la unión, es necesario disponer de una fuente de calor.
!isten diversas formas de conseguir este foco de calor4 mediante hornos, bobinas de inducción..., aunque entre los m#s comunes y f#ciles de usar, est#n los llamados soldadores de estao o el%ctricos, y los sopletes de gas. 6n soldador de estao es un dispositivo que, mediante el efecto Joule, convierte la energa el%ctrica en calor. Por lo tanto es un soldador el%ctrico, y los hay de varios tipos4 2oldador de resistencia, donde su e!tremo, generalmente de cobre, dispone de una resistencia el%ctrica que le permite mantenerse a una temperatura constante. n función del uso a que se destine, el e!tremo del soldador podr# tener forma de un martillo, de varilla o de punta.
Figura G. quipo con soplete de gas
3.2- undente Para facilitar que el material de aportación fundido penetre bien por capilaridad entre las superficies de las partes a soldar se utiliza una sustancia llamada fundente o flu!, que es una mezcla de unos componentes qumicos 0boratos, fluoruros, bóra!...1 y agentes mojantes.
l flu! tendr# pues la misión de facilitar que el material de aporte fluya mejor por entre las #reas donde se va a realizar la unión, mojando las superficies y haciendo que la soldadura que finalmente resulte sea m#s resistente. l fundente se aplica despu%s de haber realizado la limpieza de las piezas a soldar, mediante brocha 0o espolvoreando en el caso que el fundente se presente en forma de polvo1 sobre las superficies a unir. /ambi%n se puede aplicar disolvi%ndolo en agua o alcohol para mejorar su adherencia al metal base.
l fundente, adem#s de favorecer el "mojado" del material base, consigue aislar la zona afectada por la soldadura del contacto directo del aire, lo que reduce la posibilidad de que se produzcan reacciones de o!idación con el o!geno de la atmósfera, adem#s que ayuda a disolver y eliminar los posibles ó!idos que puedan llegar a formarse. n efecto, cuando el proceso de soldadura tiene lugar al aire libre es necesario aplicar sobre las superficies del metal base una capa de material que ayude a su protección del contacto directo con el aire de la atmósfera. llo es as, porque al calentarse el metal base y estar en contacto directo con el aire, el o!geno presente en la atmósfera tiende a reaccionar con el metal base para la formación de ó!idos sobre l a superficie.
2in embargo, al aplicar el fundente, cuando se proporciona el calor para calentar las superficies del metal base, el flu! o fundente se disolver#, para as poder absorber mejor los posibles ó!idos que se formen durante la soldadura. !iste una variedad de material fundente en función de la temperatura que se vaya a alcanzar, de los materiales a unir y de las condiciones ambientales bajo las cuales se vaya a ejecutar la soldadura. n todo caso, sea cual sea el fundente elegido, %ste deber# fundir y volverse completamente lquido antes que el metal de aporte funda y se vierta sobre la unión. 'a mayora de los fundentes se suministran en forma de pasta, por lo que para su aplicación deber# emplearse brocha para e!tenderlo por las superficies de unión, justo antes de aplicar la fuente de calor. 7tra caractersticas importante de los fundentes, adem#s de la de protección y mejorar la fluidez del metal de aportación, es que, una vez aplicado sobre la pieza base, indica cu#ndo este material ha alcanzado la temperatura adecuada para llevara a cabo la soldadura. sto es as porque en muchos casos cuando el fundente alcanza su temperatura adecuada, %ste se funde y se vuelve transparente, indicando entonces que ha llegado el momento de aplicar el material de aportación. 3.3- *aterial de aporte l material de aporte que se utilice para la ejecución de la soldadura debe poseer una e!celente capacidad de mojado de la superficie del metal base. 'a temperatura de fusión del material de aporte, seg-n se ha dicho, deber# ser inferior al del metal base donde se vaya a aplicar. Pero adem#s de la apropiada temperatura de fusión en relación al metal base, el material de aporte que se utilice debe ofrecer una buena fluidez cuando est% fundido para permitir su correcta distribución por capilaridad por entre los huecos de las superficies a unir.
Figura >D. (iferentes formas de comercializar el material de aporte
6na vez aplicado y solidificado, el material de aportación deber# cumplir con los requisitos de resistencia mec#nica y de resistencia a la corrosión para las condiciones normales de servicio para las que haya sido diseada la soldadura. Para ello, el material de aportación deber# ser compatible con el metal base, y en su contacto no deber# formar ning-n compuesto que disminuya la resistencia de la unión. 'a forma de comercializar el material de aporte es en forma de hilo enrollado en un carrete, aunque tambi%n puede comercializarse en forma de alambre o varillas o en forma de pastas met#licas. n este -ltimo caso, cuando se utilizan pastas para soldadura fuerte y blanda, %stas, adem#s del metal de aporte, ya incorporan el fundente y un aglomerante que sirve para conservar la aglutinación de los componentes en suspensión. 'as pastas, al tener una aplicación r#pida y sencilla, posibilita un control m#s riguroso en el uso del material, y como adem#s la pasta no tiene forma, se puede adaptar mejor a una gran variedad de configuraciones y geometras diferentes de unión. 8 continuación, se relaciona la composición de los materiales de aporte m#s usualmente empleados4 ' stao&plomo4 posiblemente es el metal de aportación m#s com-n y empleado para casos generales que no e!ijan requerimientos especficos. stao&antimonio&plomo4 sobre el tipo anterior se le aade antimonio para mejorar las propiedades mec#nicas del material de aportación. 5o obstante, para soldar piezas de cinc o de acero galvanizado no se debe emplear un material de aporte que contenga antimonio, ya que este compuesto participa en la formación de una combinación que es difcilmente fusible. ' stao&plata4 cuando se requiera soldar instrumentos de trabajo delicados. ' stao&cinc4 este metal de aporte se emplea para soldar piezas de aluminio. ' stao&bismuto4 metal de aportación empleado para soldar componentes electrónicos. ' Plomo&plata4 el uso de la plata mejora la capacidad de mojado del plomo cuando se use para soldar elementos de acero, fundición o cobre. ' $admio&plata4 se emplea cuando se quiera soldar piezas de cobre y tambi%n, aunque menos, piezas de aluminio0K1 entre s, ofreciendo buena resistencia a elevadas temperaturas. $admio&cinc4 se emplea para soldar piezas de aluminio0K1. ' $inc&aluminio4 se emplea para la soldadura de aluminio ofreciendo una gran resistencia a la corrosión. 0K1 n general, no se recomienda el procedimiento de soldadura blanda para soldar el aluminio, dado que e!isten m%todos especficos de soldadura para este metal.
4- "perativa del proceso 4.1- reparaciones previas
'a base fundamental en una soldadura fuerte o blanda est# en asegurar una buena fluidez del metal de aportación para que %ste, por capilaridad, pueda rellenar el espacio e!istente entre las superficies en contacto de las piezas. Para que esto ocurra es necesario realizar una buena preparación previa de las piezas a soldar. 8 continuación se relacionan los pasos a seguir con objeto de poder realizar una correcta soldadura4 3>& Determinación de la separación entre piezas4 Para que el material de aporte pueda fluir correctamente por entre las superficies por donde tendr# lugar l a unión, es necesario determinar la correcta separación entre las partes. 5ormalmente para conseguir uniones lo m#s resistentes posibles se recomienda que la separación entre piezas se encuentre en el intervalo entre +,D* y >,D+ mm. 2eparaciones mayores dar#n lugar a uniones menos resistentes. Aay que recordar que los materiales se e!panden durante el proceso de soldadura al aplicarles calor, y se contraen posteriormente cuando se enfran. sta cuestión es especialmente importante cuando se trata de soldar metales dismiles, con diferentes coeficientes de dilatación, cuestión que habr# que tener en cuenta a la hora de posicionar y realizar su sujeción, con objeto de permitir su e!pansión ó contracción diferencial de cada una de las partes. D& Posicionamiento de las piezas4 8segurar una adecuada sujeción que garantice la correcta alineación y posicionamiento de las partes a soldar es muy importante. $uando se necesite de elementos au!iliares para el soporte de las piezas a soldar, %stos se deber#n elegir de materiales que no sean buenos conductores del calor, como lo son los materiales cer#micos, inconel o de acero ino!idable. $on ello se conseguir# minimizar las p%rdidas y mejorar la eficiencia del proceso. 2e deber# comprobar adem#s, que el sistema de sujeción o soporte que se emplee sea compatible con los procesos de dilatación por efecto de la generación de calor durante la soldadura, con objeto de no alterar la correcta alineación de las partes. 7tro aspecto importante antes de comenzar la soldadura es elegir una configuración adecuada para la unión de las piezas. 8unque hay muchas posibilidades de realizar el ensamblaje entre las piezas, todas son una variedad de dos fundamentales4 a tope y por solape.
Figura >@. (iferentes formas de posicionamiento entre piezas
n la unión a tope, donde ambas piezas se posicionan enfretadas borde con borde, la resistencia de la unión depender# en gran medida de la magnitud de la longitud de contacto. sta solución es la m#s simple, y en ocasiones, la m#s ventajosa al presentar una zona de unión consistente y de espesor constante e igual al de las piezas a unir.
2in embargo, para aplicaciones donde se requiera una mayor resistencia en la unión, la unión por solape es la recomendable, debido a que se genera mayor superficie de contacto al estar solapado una pieza sobre la otra. n este caso ocurre que en la zona de unión el espesor es doble, al e star una pieza sobre la otra. 5o obstante, este hecho no es un problema en ciertos trabajos de soldadura, como en fontanera o plomera y aplicaciones similares. 3@& Elección de la aleación correcta para el metal de aporte4 8leaciones de plata, cobre y aluminio son las m#s com-nmente empleadas como material de aporte para soldar metales en la soldadura fuerte y blanda. 8leaciones de plata son usadas frecuentemente porque tienen un punto de fusión relativamente bajo, mientras que las aleaciones de cobre, que aunque su punto de fusión es m#s elevado, son tambi%n muy empleadas al ser generalmente m#s baratas. 8simismo, y dependiendo del tipo de aplicación, los materiales de aporte suelen presentarse en forma de hilos que se suministran enrollados en rodetes, en forma de varillas o alambres, o como pasta. 3)& Eliminación de la grasa y limpieza de las superficies4 'a presencia de grasa o suciedad en las superficies de la unión impedir# un correcto fluido del material de aporte. Por ello, antes de comenzar el proceso de ejecución de la soldadura, habr# que eliminar la presencia de cualquier resto de grasa o aceite mediante el empleo de disolventes, as como reducir en lo posible la presencia de cascarillas y ó!idos sobre la superficie donde se llevar# a cabo la soldadura, mediante su decapado a base de cepillado o tratamiento qumico. n -ltima instancia, y para asegurar el mejor estado de las superficies, se recomienda una -ltima limpieza a fondo empleando el propio fundente como agente limpiador. 'os m#s utilizados son el cloruro de cinc, la sal de amoniaco y las resinas. 6n indicativo de buena limpieza en la superficie es cuando al aplicar el material de aportación, %ste fluye con normalidad, de lo contrario se formar#n gotas impidiendo que el material de aporte moje completamente las superficies a unir del metal base. 3*& Aplicación del fundente sobre las superficies4 Por -ltimo, para facilitar que el material de aporte pueda fluir mejor, adem#s de servir de agente protector evitando que se produzcan ó!idos que perjudiquen a la soldadura, se aplicar# el material fundente o flu! sobre las superficies entre las cuales se producir# la unión. l fundente se aplicar#, como se ha visto, despu%s de haber realizado la limpieza de las piezas a soldar, y se llevar# a cabo mediante brocha 0o espolvoreando en el caso que el fundente se presente en forma de polvo1 sobre las superficies a unir. /ambi%n se puede aplicar disolvi%ndolo en agua o alcohol para mejorar su adherencia al metal base. 4.2- Calentamiento del metal base 6na vez posicionadas las piezas, y aplicado el material fundente sobre las superficies por donde se ejecutar# la unión, se pasa a elevar la temperatura de la superficie de las piezas del metal base mediante la activación de la fuente de calor que se vaya a emplear 0horno, bobina el%ctrica de inducción, soldador el%ctrico o de estao, soplete de gas u otros1. 2i se emplea un soldador el%ctrico, deber# verificarse que el e!tremo de %ste se encuentre limpio y libre de restos de ning-n material adherido a la punta de la herramienta provenientes de otras operaciones previas realizadas. 6na vez comprobado su limpieza, se conectar# a la red el%ctrica para iniciar su calentamiento y una vez alcanzado su temperatura, se orientar# para calentar las superficies de unión del metal base. n caso de utilizar un soplete como fuente de calor, se comenzar# primero dando salida al gas combustible, para posteriormente mediante una chispa tratar de encender el soplete. 'uego actuando sobre el regulador del o!geno situado en el mango del soplete, se regular# la llama hasta conseguir la óptima 0apro!imadamente se produce para vol-menes iguales de o!geno y acetileno1.
Figura >). 2oplete de gas
'4.3- $plicación del material de aporte 6na vez completado los pasos anteriores, esto es, aplicado el fundente sobre el metal base y posicionadas las piezas, se activar#, como se ha dicho, la fuente de calor para calentar las superficies del metal base hasta que alcance temperatura.
n otros caso suele ocurrir que el fundente queda sobresaturado con restos de ó!idos 0se vuelve de un color verdoso o negro1 que dificulta su retirada. 2i esto ocurriese la mejor manera de eliminar los restos de residuos es sumergir la pieza soldada en una solución #cida que act-e como decapante.
'5- #ecomendaciones en la ejecución 5.1- $tmósfera controlada 'os procesos de soldadura al aire libre tienen las ventajas de la economa y simplicidad. 5o obstante las altas temperaturas que se alcanzan en el proceso inducen a que se produzcan en el metal base, si %ste est# en contacto directo con la atmósfera e!terior, reacciones y cambios qumicos, como la formación de ó!idos. l uso de flu! o fundentes sirve para reducir estos riesgos, adem#s de para mejorar la fluidez del metal de aportación, pero como contrapartida pueden afectar negativamente en la resistencia que pueda ofrecer la unión ejecutada. 2i se pretende unas soldaduras de alta calidad, se recomienda siempre ejecutar las uniones bajo atmósferas controladas. (e esta manera se evita que se produzcan reacciones qumicas durante el soldeo que contaminen la unión. sto es as porque sin la presencia de o!geno alrededor de la zona de soldadura, no e!iste peligro potencial de producirse reacciones de o!idación y el acabado final de la superficie de soldadura ser# de aspecto limpio y de calidad. 'os tipos de atmósferas controladas que se utilizan habitualmente son las de nitrógeno, argón o hidrógeno. l argón es un gas m#s inerte que el nitrógeno por lo que puede proporcionar m#s control, aunque es generalmente m#s caro. 'a temperatura que pueda alcanzarse durante el proceso de soldeo es un factor tambi%n a tener en cuenta en la elección de la atmósfera protectora. n efecto, aunque el nitrógeno suele ser la solución m#s económica, no obstante este gas puede reaccionar con ciertos aceros cuando se alcanza una determinada temperatura. l hidrógeno, un gas deso!idante y de gran conductividad t%rmica, suele emplearse como atmósfera protectora para soldar piezas en acero ino!idable. s evidente en cualquier caso, que cuando se empleen atmósferas de gases para la protección de la soldadura, los operarios que trabajen en estos ambientes deber#n llevar los correspondientes equipos de protección y seguridad necesarios. n otros casos, la realización del proceso de soldadura al vaco es la mejor solución, que evita tambi%n la contaminación de la unión o la formación de ó!idos. s el m%todo m#s conveniente cuando se realice el proceso de soldeo de componentes de la industria aerospacial, utensilios y material m%dico o cualquier otro componente que requiere de una absoluta calidad. n este caso, las piezas son calentadas en un amiente totalmente cerrado y donde previamente se ha hecho el vaco, hasta una presión que se sit-e por debajo de los >+ &= /orr. ste procedimiento tambi%n es habitualmente empleado para la soldadura fuerte en aceros, o de aleaciones de nquel con acero. n la siguiente tabla se indica una lista de combinaciones posibles mediante un proceso de soldadura fuerte y el tipo de atmósfera protectora m#s recomendable4 %abla 4. %ipos de atmósferas recomendadas Combinación de Soldadura
%ipo de atmósfera
*aterial base a soldar
*aterial de aporte
$l vac6o
7idró8eno
9itró8eno
$r8ón
$ire
8cero
$obre
2
5o
2
2
5o
8cero
Plata
5o
2
5o
5o
2
8cero Hno!idable
$obre
2
5o
2
2
5o
8cero Hno!idable
Plata
5o
2
5o
5o
2
8cero Hno!idable
7ro
2
2
5o
5o
5o
8cero Hno!idable
5quel
2
2
5o
5o
5o
8luminio
8luminio
2
5o
5o
5o
2
$obre
Plata
5o
5o
5o
5o
2
$obre
Plata con 'itio
5o
5o
2
2
5o
5quel 3 Hconel
Plata
2
5o
5o
5o
5o
/itanio
Plata con 'itio
2
5o
5o
5o
5o
